Стартер крутит, но мотор не пускается. Все возможные причины — журнал За рулем
Современные автомобили порой тоже капризничают. Разбираем одну из самых типичных ситуаций.
Надежность автомобилей со времен жигулевско-москвичевской эпохи, конечно же, значительно выросла. Поэтому многие современные водители далеко не сразу вспоминают даже, что надо дернуть, чтобы открыть капот. А одной из самых распространенных ситуаций, ставящих в тупик неискушенного автомобилиста, является именно такая: стартер жужжит, но мотор не спешит заводиться. Причин такого поведения автомобиля может быть довольно много. Основные перечислены ниже. Мы разделили их на две категории. Для начала разберем те, с которыми справится любой новичок:
Человеческий фактор:
Самая смешная причина: нет ни капли топлива! Бывает. Да и лечение понятно без комментариев.
Вы забыли отключить противоугонку, которая блокирует, к примеру, только бензонасос.
Забита выхлопная труба. Добрые люди засунули в нее тряпку или картофелину, а может, вы просто заехали в сугроб — вариантов много. Выхлопную трубу следует освободить.
Пожалуй, каждый автомобилист хоть раз в своей жизни, но сталкивался с подобной ситуацией, когда мотор отказывался заводиться. Где же в первую очередь искать причину?
Пожалуй, каждый автомобилист хоть раз в своей жизни, но сталкивался с подобной ситуацией, когда мотор отказывался заводиться. Где же в первую очередь искать причину?
Материалы по теме
Все вышеперечисленное, в общем-то, не является поломкой, да и решается в два счета. А теперь разберем причины, связанные с технической неисправностью:
Если стартер крутит совсем медленно, то причиной может быть загустевшее на морозе масло в двигателе. А может быть, и разряженная после длительной стоянки АКБ или её сильно окислившиеся клеммы. При этом напряжение бортсети может просесть так, что блок управления двигателем откажется работать. Ну, тут все понятно: масло следует залить по сезону, батарею зарядить или заменить.
Что-то замерзло — вода в бензопроводе, дизтопливо в баке или фильтре. Ищите теплый бокс!
Неисправен топливный насос. Убедиться в этом легко, если только вы не пытаетесь завести машину вблизи оживленного и шумного шоссе. Если же вокруг тихо, то чуткое ухо способно уловить отсутствие характерного жужжания топливного насоса во время работы стартера. В лучшем случае виноват плохой контакт в цепи, в худшем вас ждет замена насоса.
Проворачивается венец маховика. Такое иногда случалось на машинах прежних лет выпуска, вплоть до ВАЗ-2109. Слышно, что бендикс сцепился с венцом, и венец с визгом проворачивается на маховике. Грядет замена маховика.
Стартер не входит в зацепление с венцом. Причина: износ деталей, выкрошены зубья и т.п. При попытке пуска раздается скрежет зубьев. Готовьтесь к замене венца или маховика.
Заело бендикс. То ли его привод полетел, то ли сам бендикс — неважно. Слышно, что двигатель стартера вращается на высоких оборотах, но больше никаких попыток провернуть двигатель нет. Готовьтесь к ремонту или замене самого стартера.
Отказ системы зажигания у бензиновых машин. Проверяем все подряд — свечи, катушки, проводку и т.п.
У дизельной машины не работают свечи накаливания. Проблема может быть в блоке управления, а также в силовом реле. Сами свечи также следует проверить — с этим придется повозиться.
Разлетелся в клочья ремень ГРМ. Это легко почувствовать: стартеру стало легко крутить. Если повезет (поршни не встретились с клапанами) — достаточно заменить ремень, если нет — то полмотора.
Ремень ГРМ перескочил на несколько зубьев, нарушив правильность фаз газораспределения. Опять-таки в лучшем случае нужно будет вернуть ремень на место, а вот в худшем вас ждет дорогостоящий ремонт.
Повышенное сопротивление вращению коленчатого вала: задиры на валах, вкладышах подшипников, деталях цилиндропоршневой группы, деформация валов. Проверьте, удается ли провернуть двигатель при толкании автомобиля с включенной высшей передачей в механической коробке передач. С автоматом придется пытаться провернуть двигатель за болт крепления шкива привода вспомогательных агрегатов. Если двигатель удается сравнительно легко провернуть, то поиски причины надо будет продолжить.
Заклинил генератор, насос гидроусилителя руля, компрессор кондиционера. Неисправный агрегат не дает проворачиваться двигателю. Для проверки можно вначале посмотреть, не напрягается ли ремень сверх меры при попытке провернуть двигатель. Если подозрения подтверждаются, то можно снять ремень привода вспомогательных агрегатов и попробовать доехать до СТО своим ходом. Конечно, это получится только на автомобилях, где насос охлаждающей жидкости вращает ремень ГРМ. С неработающей помпой, без циркуляции охлаждающей жидкости даже холодный мотор быстро закипит.
Ночью вашу машину пытались угнать, но что-то пошло не так. В итоге злоумышленники покопались, что-то поломали и с позором исчезли. Тут уж без диагностики на СТО проблему не решить.
Вот он, тот самый стартер, который и отвечает за пуск двигателя. Если машина отказывается заводиться, не лишне будет проверить подсоединение силового и управляющего проводов к контактам тягового реле стартера.
Вот он, тот самый стартер, который и отвечает за пуск двигателя. Если машина отказывается заводиться, не лишне будет проверить подсоединение силового и управляющего проводов к контактам тягового реле стартера.
Может, мы упустили какие-то еще причины подобного каприза? Всех призываем поделиться знаниями и опытом.
Наше новое видео
Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!
За рулем на Яндекс.Дзен
Не заводится машина | Основные причины и методы их устранения
Причин отчего мотор не подает признаков жизни великое множество, а иногда одна проблема тянет за собой другую, и сразу сложно разобраться почему машина превратилась в недвижимость. Мы разберем самые частые причины не касаясь нюансов.
Стартер. Стартер — это небольшой электродвигатель, который передает коленчатому валу крутящий момент, необходимый для воспламенения топлива.
Если после поворота ключа (или нажатия кнопки старта двигателя) ничего не происходит или раздаются нехарактерные щелчки, то скорее всего проблема в стартере. Иногда он начинает работать только после нескольких неудачных попыток поворота ключа, или крутит двигатель очень медленно, хотя аккумулятор заряжен.
Причины из-за которых не заводится машина в этом случае могут быть разными: от износа щеток или подшипников до окислившихся контактов и замыкания проводки. На месте вы сможете проверить только контакты от аккумулятора, и сам аккумулятор — может быть он вышел из строя. Остальное лучше доверить специалистам. Стоимость ремонта зависит от того, что случилось со стартером. Может быть его удастся починить или придется заменить целиком.
Генератор или аккумулятор. Если в двух словах, то генератор — это устройство, превращающее часть энергии двигателя в накопленный заряд аккумулятора. Неисправный генератор не заряжает (или заряжает недостаточно) аккумулятор, у которого не хватает заряда, чтобы запустить стартер. Старый аккумулятор плохо держит заряд и быстро разряжается, особенно на морозе. Обычно проблема в чем-то одном.
Аккумулятор может быть разряжен «в ноль» и тогда стартер не будет крутиться, а панель приборов не включится. Если напряжение еще есть, то машина предупредит вас о разряженной батарее пиктограммой на панели приборов. Автомобиль может завестись после того как его «прикурили» от другого, но вы почувствуете, что генератор заряжает аккумулятор в пол силы и после стоянки в машине снова нет «тока».
Если генератор сломался, то единственная дорога — в сервис. Кстати, проверьте ремень генератора, если знаете, где он расположен. Возможно, проблема в нем. Если видите, что его оборвало, заказывайте эвакуатор. В современных моторах на этом ремне работает система охлаждения и двигатель можно перегреть, если поехать своим ходом. Старую батарею по силам заменить самому, предварительно проверив надежность контактов на клеммах и линию проводов от генератора к аккумулятору.
Свечи зажигания. Двигатель может не заводиться из-за отложений на свечах из-за которых они работают некорректно или вовсе не дают искру. Обычно такое происходит по вине топлива плохого качества. Еще варианты: износ электрода или свечного разъема.
Система подачи топлива. Может быть неисправен топливный насос — сгорел или проблемы с проводкой. Само по себе это устройство редко ломается. Чаще так бывает из-за привычки ездить «на парах», заливая в бак минимум. Топливные насосы охлаждаются, «купаясь» в топливе, а если его мало, то перегреваются и работают на износ.
Другая причина: поврежден топливный шланг. В этом случае в машине обычно пахнет горючим. Иногда сильно засорен топливный фильтр, который перестает быть фильтрующим элементом и превращается в заглушку.
ЭБУ.Электронный блок управления двигателем может быть неисправен — из-за этого запустить двигатель не получается. Часто такое бывает, когда коробка ЭБУ в коррозии и контакты на плате внутри повреждены. В некоторых моделях машин блок управления конструктивно неудачно расположен. Он начинает ржаветь через пару лет эксплуатации, а потом начинаются проблемы с пуском мотора. Единственный способ помочь автомобилю — отвезти его в сервис на проверку. Сюда же добавим проблемы с сигнализацией, которая может заблокировать автомобиль из-за какой-нибудь ошибки.
Так как автомобиль — сложное устройство, состоящее из множества элементов, то слабых мест может быть великое множество.
Перечислим другие возможные проблемы из-за которых машина может не заводиться:
недостаточное давление в цилиндрах;
негерметичность проводов зажигания;
неисправные датчики положения коленвала, распредвала, холостого хода, кислорода;
проблемы с цепью или ремнем ГРМ;
неисправность катушки зажигания;
или банально кончилось топливо, а вы не заметили, или врет показатель его уровня.
Почему не заводится автомобиль зимой?
В зимнее время все болячки автомобиля вылезают наружу. Иногда приходится узнавать о поломках утром у холодной машины. Вот несколько причин почему она не заводится, чтобы сэкономить вам время.
Разрядился аккумулятор. Стартер крутит медленно или машина вообще не подает признаков жизни. Это одна из самых частых проблем с запуском двигателя зимой. Зимой старые аккумуляторы разряжаются быстрее. Особенно если в цепи машины есть источники потребления в виде противоугонной системы или видеорегистратора. Меняйте батарею на новую и можно большего объема — это не навредит. Главное, чтобы аккумулятор был такого же размера.
Замерзло топливо. Так бывает, если автомобиль дизельный. Специальные присадки в солярке не дают ей замерзнуть в морозы, но не всегда эти добавки работают, а иногда сами владельцы забывают, что наступила зима. Работоспособность топливной системы может быть нарушена из-за замерзшей в ней воды из некачественного топлива. Эвакуация в теплое помещение обычно помогает решить проблему.
Свечи накаливания пора менять. Зимой чаще выходят из строя свечи накаливания. Тут выход один — менять и лучше комплектом.
Моторное масло загустело. На морозе многие масла имеют неприятное свойство густеть, тогда стартер не может провернуть вязкую массу. На случай морозов заливайте сезонное масло с вязкостью 0W или 5W, а еще ищите отзывы реальных автовладельцев о масле, которое они используют в холода. Отзывы важнее надписей на этикетках, тем более у всех производителей есть хвалебные слова про минимальную восприимчивость их лубрикантов к низким температурам.
Вместо вывода
Причины из-за которых не заводится авто могут быть самыми разными, но определить настоящую и решить проблему смогут только специалисты. В официальном дилере десятка автомобильных марок FAVORIT MOTORS проверка автомобиля занимает минимум времени. Диагностику проводят на профессиональном оборудовании, и если надо используют специальные «дилерские» инструменты. Стоимость работы обговаривается с водителем заранее и не меняется. На любой ремонт есть гарантия.
Стартер крутит, машина не заводится: 6 причин неисправности — Статьи
Стартер крутит машина не заводится — проблема которая может сбить с толку, ведь иногда не понятно, что делать в данной ситуации. И хоть стартер щелкает и крутит, машина стоит на месте. В статье указываются основные причины поломки, а также способы как от них избавиться.
Для того чтобы бороться с проблемой, нужно узнать её причину, поэтому придется повозится. Первое что нужно понять рабочий стартер, или нет. То, что он крутиться, не означает что он рабочий и машину можно с легкостью завести.
Несложно догадаться, что проблемы со стартером могут создать сложности на дороге. Поэтому, если стартер не крутит важно, как можно быстрее избавиться от данной неисправности.
Итак, есть два пути решения проблемы:
исправить поломку самостоятельно;
обратиться за помощью в автосервис.
Несомненно, у каждого способа есть свои плюсы и минусы. Например, для самостоятельной починки, потребуется опыт и сноровка. Хотя домашний ремонт обойдется дешево, нет гарантии что все будет работать, к тому же есть риск окончательно испортить деталь. И наоборот, в автосервисе благодаря современному оборудованию и опытному персоналу, есть возможность починить реле в стартере. Если учесть, что при неудачном ремонте потребуется замена детали на новую, выгодней будет обратиться в автосервис.
Узнайте стоимость диагностики автомобиля онлайн за 3 минуты
Не тратьте время впустую – воспользуйтесь поиском Uremont и получите предложения ближайших сервисов с конкретными ценами!
Причины неисправности автомобиля
Прежде чем производить ремонт, важно понять в чем причина поломки. Не всегда это сделать легко, поэтому важно следовать точной последовательности. Нужно производить проверку от малого элемента к большему, и так пока найдется причина, по которой стартер не схватывает, и машина не заводиться. Вот основные причины, из-за которых движение невозможно:
Неисправная электроника.
Забитая дроссельная заслонка.
тсутствие бензина или масла.
Нерабочий или засоренный топливный насос.
Испорченные клемы на аккумуляторе или его разрядка.
Неработающие свечи, или вышедший из строя инжектор.
Данные проблемы довольно простые, но на них нужно обратить должное внимание. Таким образом, можно понять, стоит ли обращаться за помощью в автомастерскую, или заняться проблемой самому. Если проведенный осмотр не выявил проблем, а транспорт по-прежнему не заводиться, то лучше обратиться за помощью в автосервис.
Были перечислены самые простые причины отказа запуска двигателя. Но есть более серьезные поломки, из-за которых не заводится машина. К сожалению, сразу определить поломку практически невозможно. Для поиска и исправления неполадок понадобиться много времени и сноровки.
Проблемы с топливной системой
Без подачи топлива машина не сдвинется с места, стартер крутится, но зажигания не происходит (нечего зажигать). Первым делом, во время зажигания нужно прислушаться к насосу. Если он во время работы не шумит, то либо сгорел предохранитель, нет тока, либо сгорел весь мотор. Поэтому есть два способа, чинить или покупать новый элемент. Если проблема не устранилась, нужно искать поломку в другом месте.
Топливные фильтры
Довольно частая проблема, почему стартер не схватывает — засоренный фильтр. Из-за недостатка топлива процесс зажигания невозможен, как и движение автомобиля. Все что нужно — просто поменять топливный фильтр. С учетом того что бензин далеко не лучшего качества, примеси которые в него входят осядут на фильтре, что значительно сокращает срок его службы.
Зажигание
Важно полностью осмотреть систему зажигания, ведь это основная часть, которая дает пуск машине, будь то инжектор или карбюратор. На инжекторе важно осмотреть и проверить модуль зажигания. Для проверки нужно надеть на снятую свечу кабель и прислонить к двигателю. Если при запуске двигателя искры не будет, проблема в модуле, его нужно заменить. Та же процедура выполняется с катушкой зажигания на карбюраторном двигателе. Не будет лишним проверить состояние свечей, если они залиты, то их нужно заменить. И в конце можно провести диагностику трамблера. На нем не должно быть нагара, скола или трещин.
Дроссельная заслонка
Если стартер по-прежнему крутиться, но не заводится, не будет лишним проверить дроссельные заслонки. Если она забитая, топливо будет плохо проходить, и этого будет недостаточно для зажигания. Все что необходимо, это взять очиститель для карбюратора и железную щетку. После выполнения очистки, все нужно продуть при помощи сжатого воздуха. Если у машины есть бортовой компьютер, то после чистки заслонки необходимо обновить данные. Так как компьютер сам устанавливает позицию заслонки от степени загрязнения, такую процедуру следует выполнять после каждой очистки.
Проводка и аккумулятор
Если стартер крутиться и пытается схватывать, но ничего не получается, проблема может быть в неисправной проводке, или сгоревших предохранителях. Также важно проверить заряд аккумулятора и состояние клем. Если клемы помутнели и покрылись налетом, нужно хорошо прочистить контакты наждачной бумагой или напильником. Не будет лишним прозвонить все провода, так как при долгой эксплуатации вполне возможно, что случился обрыв.
Также может быть нарушена целостность каких-либо деталей связанных с электричеством. Если замечены следы коррозии на стартере или свечах, то следует их заменить. Важно знать, что если свеча вышла из строя, реле стартера будет бесполезной деталью. Поэтому, если на свечке есть черный нагар, поврежденные или замасленные контакты, нужно ее заменить.
Проблема может быть в катушке зажигания. Если во время поворота ключа стартер вращается, но не щелкает, нужно проверить катушку на наличие искры. Если кабель высокого напряжения поврежден, его нужно заменить. После замены кабеля высоко напряжения катушка не включается? Нужно заменить катушку.
Другие неполадки
Стартер работает и при этом щёлкает, а мотор не может завестись? Проблема может быть в излишке сырости под капотом. Все что нужно сделать — перевести машину в такое место, где нет влаги, и просушить. В том случае если двигатель запустился, проблема была в лишней влаге. Осталось определить от куда появилась влага, и постараться устранить проблему.
Вполне вероятно, что бортовой компьютер выдает ошибку. Для устранения проблемы важно провести полную диагностику, и при необходимости установить новую прошивку. После чего снова попробовать завести машину.
И наконец, проблема может быть в коленном вале. Сам вал может подавать неправильные сигналы о своем положении, а бортовой компьютер, в свою очередь будет вести неправильные расчеты подачи топлива. В результате: стартер будет вращать, с характерным звуком щелчков, но результата никакого не будет.
Итак, стартер работает и крутит, но при этом машина отказывается работать и не заводится. Можно воспользоваться советами из статьи, или не мучиться и обратиться в качественный автосервис.
Благодаря качественному оборудованию и высококвалифицированным специалистам, ваш автомобиль поставят на колеса за короткий промежуток времени. А найти качественный сервис, можно при помощи сайта Uremont.com. Нужно лишь оставить заявку на диагностику и починку автомобиля, и выбрать из списка понравившийся автосервис. Быстро, а самое главное выгодно чините свой автомобиль при помощи нашего сервиса.
Читать также: Ремонт стартера своими руками
Стартер крутит, а двигатель не заводится
Неисправности, которые проявляются в момент запуска двигателя, являются довольно распространенным явлением в процессе эксплуатации транспортного средства независимо от типа и особенностей конструкции установленного силового агрегата (бензин, дизель, атмосферный или турбированный мотор, гибридный двигатель и т.д.). Одной из частых ситуация является то, что после включения зажигания и поворота ключа в замке в положение запуска ДВС, стартер нормально крутит, но мотор не заводится.
Особенностью поломок такого рода является определенная сложность локализации неисправности. Дело в том, что намного легче искать проблему в том случае, если, например, стартер издает звук, но не крутит двигатель, или, же бензонасос не качает после включения зажигания. В любом случае, имеющуюся проблему нужно решать. Далее мы намерены поговорить о том, почему мотор может не заводиться тогда, когда стартер хорошо крутит коленвал.
Содержание статьи
Машина не заводится при нормально работающем стартере: возможные причины
Начнем с того, что в начале проверки следует еще раз убедиться в работоспособности стартера. Во время его работы при попытке завести двигатель не должно быть щелчков, гула и других посторонних звуков. Исправный стартер должен крутить мотор с характерным жужжанием электромотора стартера, причем делать это ровно, без пропусков и сбоев. Если во время попыток запуска ДВС замечены указанные признаки, тогда неисправность стоит поискать в стартере.
Убедившись в том, что стартер крутит, а двигатель не заводится, необходимо перейти к детальной проверке определенных систем автомобиля. Начинать следует с диагностики системы питания двигателя, а также с проверки системы зажигания и некоторых датчиков в системе электронного управления ДВС. Другими словами, мотор с исправным стартером чаще всего не запускается в результате того, что в цилиндры не поступает топливо или горючее не воспламеняется по определенным причинам.
Проверка топливной системы
Топливную систему нужно проверять поэтапно, исключая тем самым неполадки следующих элементов:
электрический бензонасос;
механический бензонасос;
инжектор;
карбюратор;
топливные фильтры;
топливные магистрали;
Не следует также исключать возможный подсос воздуха в систему топливоподачи. В случае с дизельным двигателем зимой высока вероятность парафинизации (замерзания солярки) которая попросту не прокачивается по системе в таком виде.
На машинах с инжектором после поворота ключа зажигания обычно пару секунд отчетливо слышен звук работы электробензонасоса, который накачивает бензин в систему питания. В том случае, если бензонасос не жужжит, тогда вероятен выход из строя моторчика бензонасоса или же отсутствует подача электричества на насос. В этом случае необходимо проверить топливный насос, предохранитель и реле бензонасоса.
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему бензонасос не качает топливо. Из этой статьи вы узнаете об основных причинах отказа топливного насоса, а также о способах самостоятельной диагностики устройства.
На автомобилях с карбюратором также необходимо проверять бензонасос, который конструктивно приводится в действие от распредвала. Проверка осуществляется путем снятия шланга со впускного штуцера карбюратора. Также можно снять шланг с выхода бензонасоса. Далее понадобиться накачать топливо при помощи рычага ручной подкачки, который имеется на бензонасосе. Если все в норме, тогда бензин должен потечь.
На инжекторных авто следует проверить наличие бензина в топливной рейке (рампе). На указанной рампе имеется клапан-регулятор, на который нужно нажать. Наличие бензина укажет на то, что топливо подается через рейку к форсункам. Параллельно стоит убедиться, что топливный фильтр не забит, то есть позволяет нормально прокачивать горючее по системе. Также следует обратить внимание на дроссельную заслонку и почистить данный узел.
Диагностика системы зажигания
В том случае, если стартер крутит и бензин подается в двигатель, но мотор не заводится, следует проверить работоспособность системы зажигания. Из списка можно исключить свечи зажигания и высоковольтные провода, так как одновременно все указанные элементы выйти из строя не могут.
По этой причине будет достаточно выкрутить из двигателя одну свечу зажигания, после чего произвести проверку на наличие искры. Данная процедура предполагает извлечение свечи, после чего на нее надевается свечной провод. Затем юбка свечи прикладывается к блоку цилиндров двигателя, после чего мотор прокручивается от стартера. Наличие искры укажет на исправность работы системы зажигания. Отсутствие искры на свече укажет на сбои в работе модуля зажигания инжекторного двигателя или катушки зажигания на моторе с карбюратором.
Для проверки катушки зажигания карбюраторного двигателя понадобится достать центральный провод и поднести его конец на 5-7 мм. к металлу. После этого двигатель прокручивается стартером. Отсутствие искры в этом случае четко укажет на проблемы с катушкой. Если же искра есть, тогда следующим шагом в процессе диагностики является снятие крышки трамблера и оценка состояния устройства.
Другие причины, по которым стартер крутит, но мотор не заводится
Если горючее подается и зажигание работает, но двигатель не заводится от стартера, требует тщательной диагностики электрических цепей и элементов. Причиной может быть перегоревший предохранитель, обрыв питания, выход из строя управляющего реле, окисление, коррозия или разрушение контактов и т.д. В отдельных случаях на инжекторных автомобилях из строя выходит сам ЭБУ двигателем.
Достаточно часто стартер крутит, но не заводится двигатель после мойки подкапотного пространства или активной езды по лужам. Причиной является попадание влаги на двигатель и оборудование, что приводит к сбоям в работе электронных систем. По этой причине рекомендуется соблюдать определенные правила во время мойки двигателя.
Также не стоит забывать о том, что из строя могут выйти датчики ЭСУД, которые взаимодействуют с ЭБУ. В качестве примера можно рассмотреть случай, когда двигатель при попытках запуска немного схватывает, но не заводится. В моменты схватывания отмечается сильная тряска мотора. Виновником в такой ситуации может быть как ДПКВ (датчик положения коленвала, датчик Холла), так и сам стартер. В первом случае неисправный датчик посылает неправильные сигналы на блок управления, в результате чего ЭБУ не способен правильно отрегулировать состав топливно-воздушной смеси и подачу горючего.
Во втором случае могут быть виноваты так называемые «наводки». Указанные электромагнитные наводки, например, от стартера на датчик коленвала, не позволяют электронному устройству сформировать правильный сигнал на ЭБУ. При условии наличия сбоев в работе ДПКВ двигатель не заведется, хотя топливо будет нормально подаваться, а сам стартер будет хорошо крутить коленвал. Также обратите внимание на автосигнализацию, которая может блокировать запуск двигателя по причине сбоев в основном блоке или дополнительном иммобилайзере.
Читайте также
Стартер крутит, но машина не заводится – в чем причина
Чаще всего автовладельцы сталкиваются с ситуацией, при которой после поворота ключа в замке зажигания стартер не крутит, а только щелкает, и машина не заводится. Однако бывает и другая ситуация: стартер крутит (это слышно по характерному жужжанию), однако автомобиль все равно не заводится. Что делать в такой ситуации?
Если стартер крутит, а двигатель не заводится, в первую очередь следует проверять систему питания и систему зажигания.
Обратите внимание, что все эти проверки следует выполнять только в том случае, когда стартер крутит ровно, без рывков. В противном случае (рывки при работе стартера или щелчки вместо привычного жужжания) проблему следует искать, в первую очередь, в самом стартере.
Проверку топливной системы следует выполнять последовательно – от топливного насоса до инжектора (карбюратора):
1. Если у вас инжектор, то при включении зажигания в салоне должно быть слышно жужжание электрического бензонасоса. Если жужжания нет, значит либо сгорел моторчик бензонасоса, либо на нем нет напряжения. Следовательно, проверять надо сам топливный насос, а также его предохранитель.
2. С карбюраторными автомобилями все чуть сложнее: бензонасос имеет привод от распределительного вала, так что для проверки придется снять конец шланга с впускного штуцера карбюратора или выпускного штуцера бензонасоса. Если качнуть несколько раз рычаг ручной подкачки бензонасоса, из штуцера или шланга должен пойти бензин.
3. Для проверки наличия бензина в рампе инжектора надо нажать на клапан штуцера для подключения насоса: оттуда должен пойти бензин.
4. Обязательно проверьте, не засорился ли топливный фильтр. Возможно, мотору просто не хватает топлива, поэтому он не заводится.
5. Еще одна причина, по которой стартер крутит, а машина не заводится, – это забитая дроссельная заслонка.
Проведя все вышеописанные действия, можно попробовать завести автомобиль еще раз. Если стартер по-прежнему крутит, но машина не заводится, значит надо переходить к проверке системы зажигания.
1. Для начала следует выкрутить свечу и проверить наличие на ней искры. Для этого нужно надеть на выключенную свечу высоковольтный провод, дотронуться юбкой свечи до металлической части двигателя и крутануть двигатель с помощью стартера (для этого понадобится помощник). Если искра есть, значит, свеча исправна.
2. Если искры нет в инжекторном автомобиле, значит, проблема в модуле зажигания.
3. Если искры нет в карбюраторном двигателе, значит, следует проверить катушку зажигания. Вытащить центральный провод из крышки трамблера, поместить его конце в 5 мм от металлической части двигателя (не касаясь) и попросить помощника прокрутить двигатель стартером. Если искры нет, катушка неисправна.
4. Если искра есть и катушка зажигания исправна, следует снять крышку трамблера и посмотреть, нет ли под ней дефектов (нагар, трещины и т.д.).
Бывают случаи, когда всех этих проверок оказывается недостаточно, и автовладельцу приходится проводить более глубокие проверки, чтобы выявить причину того, что стартер крутит, а двигатель не заводится. Среди причин, по которым такое может быть, также встречаются:
1. Сгоревший предохранитель. Такое встречается нечасто, но проверить целостность плавких предохранителей в блоках все-таки стоит.
2. Коррозия на какой-либо из электрических деталей.
3. Конденсат под капотом. Бывали случаи, когда машина не заводилась именно из-за излишней влажности под капотом.
Не заводится – Автомобили – Коммерсантъ
Не заводится
Журнал «Коммерсантъ Автопилот» №2 от , стр. 39
 Не заводится
Ваше техническое оснащение должно быть безупречным — ведь время, которым вы располагаете, есть те же самые деньги, которые, надеемся, у вас тоже есть. Не теряйте ни того, ни другого. Если невесть куда пропавший галстук или прожженная утюгом брючина могут стать причиной срыва деловой встречи, что тогда говорить об автомобиле, который не хочет заводиться за час до назначенных переговоров.
…Ранним утром, свежевыбритый и полный великих планов (чадо — в школу, жену — в парикмахерскую, а сам — ковать трудовую копейку), вы запрыгиваете в машину, «ключ на старт» и… Что за черт… Еще разок. Еще…
Нервные манипуляции с ключом и педалями успеха не приносят. День испорчен с самого начала. Планы и настроение — коту под хвост.
Успокойтесь. Не надо в английском костюме бросаться под капот и, размазывая галстуком масляную грязищу, пытаться ставить диагноз. За 5 минут, скорее всего, не вылечите. Возьмите другую машину, а лечение захворавшего друга оставьте до вечера. И лучше поручите его докторам с хорошей репутацией, особенно, если у вас дорогой автомобиль, а вы не спец. Так будет дешевле. Ну а если ваш друг вам хорошо знаком и вы считаете себя целителем — что ж, попробуйте сами, если не лень пачкаться или выхода другого нет.
К постановке диагноза надо приступать спокойно
Изучите мысленно симптомы. Первый — крутит ли стартер? И если да, то насколько бодро? Ответ вы уже знаете — припомните, что происходило при первых попытках завести автомобиль. Если не помните — попробуйте еще раз.
Если стартер не крутит вовсе и даже не щелкает тяговым реле при включении зажигания, то он либо неисправен (можно закрыть капот и последовать приведенному выше совету: «Возьмите другую машину..»), либо беда с аккумулятором — отключился или сел. Лишь в редких моделях цепь питания стартера может быть защищена предохранителем — ампер эдак на 300 — его сложно не найти, особенно, если заранее знать, где он находится. Если виноват аккумулятор, то при этом, как правило, не работает и все электрооборудование. Простейший и самый легкий случай — слетела или загрязнилась одна из клемм, но аккумулятор в порядке. Подтяните крепления клемм на нем и на стартере (если есть). Если выясняется, что аккумулятор полностью сел (забыли выключить на ночь фары), уехать все же можно. Но с посторонней помощью. Здесь, как говорится, возможны варианты. Можно попробовать завестись с толчка, с горки или с буксира. Не пытайтесь обойти подводные камни: машину с автоматической коробкой или электронным впрыском топлива (если там электрический бензонасос) этими способами завести не удастся. Придется прикуривать у соседа. Правда, у некоторых машин это может привести к повреждениям компьютера (читайте инструкцию к машине).
Если стартер крутит, но вяло (дело происходит летом, зимой это предмет отдельного разговора), скорее всего, аккумулятор почти совсем разряжен. Это будет видно по слабому свету фар, хилому сигналу и, при включении дальнего света, гаснут лампочки на приборной доске. В этом случае вступают в действие вышеуказанные варианты посторонней помощи.
Если стартер крутит бодро, а двигатель не реагирует на попытки его завести, смело исключайте из дальнейших размышлений все, связанное с аккумулятором. Пеняйте на систему зажигания или подачи топлива, не ошибетесь. При постановке диагноза и лечении каждой из них требуется системный подход. Начать лучше с зажигания — там неполадки бывают чаще. Особенно в сырую погоду.
Из искры возгорится…
Итак, надо искать искру. Ваша машина может быть оснащена классической (простейшей) контактной системой зажигания, довольно сложной электронной бесконтактной или каким-нибудь комбинированным вариантом. В любом случае система состоит из трех частей. Часть первая — низковольтная (контакты прерывателя в классической системе или специальный датчик в электронной, плюс коробка с электронной начинкой, формирующая искру). Часть вторая — повышающий трансформатор, именуемый в миру катушкой зажигания. Часть третья — высоковольтная (механический или электронный распределитель и провода, по которым ток высокого напряжения подводится к свечам). И естественно, сами свечи. Проверку всего этого хозяйства надо проводить по этапам и лучше начинать с конца.
Этап первый. Высоковольтная часть системы. Проверьте, есть ли искра на центральном проводе — это тот, который соединяет катушку с распределителем. Наконечник провода нужно вынуть из крышки распределителя, приблизить к любой детали, имеющей хороший контакт с массой автомобиля (окрашена она или нет, не имеет значения), и закрепить так, чтобы между наконечником и выбранной деталью остался зазор 5—7 мм.
Если зажигание у вашей машины электронное, крепить провод надо особенно надежно — если упадет на массу, электроника мгновенно прикажет долго жить. По этой же причине нельзя чиркать проводом по корпусу. Рукой держать его тоже не советуем, даже не своей — здорово ударит током.
Этап второй. Проверните двигатель стартером. При этом смотрите, что происходит на наконечнике провода. Возможны два варианта. Более благоприятный — искра есть. Мощная, сопровождаемая громким щелчком. Это значительно сужает поле дальнейших поисков.
Первым делом надо снять крышку распределителя. Под ней может оказаться сыро и грязно. По такому «проводнику» искра охотно проскакивает куда угодно, только не туда, куда надо. Вытереть, вычистить и высушить. Заодно невредно почистить контакты распределителя, например, мелкой шкуркой. Осмотрите так называемый «бегунок». Если на нем или на крышке распределителя обнаружите темный след электрического пробоя, деталь придется менять.
Самым пристрастным образом проверьте провода, идущие от распределителя к свечам. Провода и их наконечники должны быть сухими и чистыми. Если с ними, на ваш взгляд, все в порядке, можно поставить крышку на место, восстановить соединения и попробовать завести двигатель. Если неисправность таилась под крышкой — двигатель заведется или, в худшем случае, хотя бы начнет чихать. Симптом тоже благоприятный — вы на верном пути. Правда, придется выворачивать, чистить и сушить свечи — в попытках завести двигатель вы залили их бензином. Если двигатель даже не чихает, свечи все равно придется выворачивать, чистить и проверять. Проще, если есть запасной комплект.
Если вы уже добрались до этапа выворачивания свечей, можно довольно эффективно (и эффектно) проверить всю систему зажигания в целом. Подсоединив к вывернутым свечам высоковольтные провода, соберите свечи в пучок, как морковки, и обмотайте прямо по их резьбовой части голым мягким проводом. Убедитесь в том, что провод имеет контакт с каждой свечой, но не касается центральных электродов. Свободный конец провода соедините с массой. Расположив пучок свечей в удобном для наблюдения из салона месте, покрутите двигатель стартером. При этом между электродами свечей по очереди (в соответствии с порядком работы цилиндров) должны проскакивать веселые искры. Если это так, то вся система зажигания в порядке. Звук двигателя при этом будет очень непривычным — не пугайтесь, ведь он крутится с вывернутыми свечами. Долго не крутите.
Хуже, если на втором этапе проверки имеет место другой вариант: искры между центральным проводом и «корпусом» нет. Значит, дело не в высоковольтных цепях. Дальнейшие поиски будут посложнее, оцените свое время и желание. Если и то и другое в наличии, приступайте к третьему этапу. Проверьте, подается ли напряжение на катушку зажигания. Это легко сделать тестером, а если его нет, можно использовать подкапотную лампочку. Правда, понадобится пара проводов, чтобы подключить ее к катушке. В классической системе зажигания подключать лампочку нужно между массой и входом первичной обмотки.
На третьем этапе, как обычно, тоже возможны два варианта: напряжение на катушку либо подается, либо нет. Если подается, виновата катушка — пробой или короткое замыкание, что, впрочем, случается крайне редко. Катушку придется менять. Чаще бывает плохой контакт в креплении проводов к катушке. Или та же мокрая грязь, по которой искра утекает не известно куда. Иногда катушка начищена до блеска, но под ней сохраняется невидимая очень узкая полоска грязи — неплохой проводник.
Если же на третьем этапе вы убедились, что напряжение на катушку не подается — виновата электроника или контакты и ненадежные соединения в низковольтной части системы зажигания. С электроникой (коммутатор и, реже, датчик в корпусе распределителя) вы не справитесь — для их диагностики нужно специальное оснащение. Можно, разве что, подергать разъем датчика на корпусе распределителя — вдруг поможет. Если же у вас автомобиль с классической контактной системой зажигания, можно искать дальше.
Снимите с распределителя крышку и осмотрите контакты прерывателя — они могли окислиться, особенно, если машина некоторое время стояла без движения. Контакты нужно осторожно почистить тонкой шкуркой или специальным надфилем.
Подергайте вычищенные контакты так, чтобы они то замыкались, то размыкались. Напряжение на них всего 12 вольт, поэтому дергать можно безбоязненно. Если чистка не помогла и напряжение на катушку, по-прежнему, не подается, еще раз советуем на время закончить попытки реанимации автомобиля, поскольку дальше начнутся сложности.
Если же напряжение появилось (при дергании контактов лампочка мигает), восстанавливайте все развинченное и разобранное, заводите автомобиль и, может быть, еще успеете по своим делам. Если не заводится, но уже хотя бы чихает — выворачивайте свечи и…(см. выше).
Не жмите до пола — не поможет
Может получиться и так, что всю систему зажигания проверили, в ней все в порядке, а двигатель, хоть ты тресни, все равно не заводится. Значит, проблемы с другой из упомянутых ранее систем — системой питания, т. е. подачи топлива в двигатель.
Если у вас машина с впрыском (инжекторной системой подачи) топлива — не прикасайтесь к ней (к системе). Вы можете лишь прийти к заключению, что сломалась именно она: искра есть, топливо подходит — значит, она, родимая. Лечение только в стационаре. В домашних условиях и у кустарей чинить ее бесполезно и даже вредно.
В обычном карбюраторном двигателе топливная система попроще — бак, бензонасос, набор трубопроводов и карбюратор. Здесь можно поковыряться самому. Первым делом надо убедиться, что бензин поступает в карбюратор. Отсоедините шланг от карбюратора и нажмите на рычаг ручной подкачки топлива. Если забила довольно мощная струя бензина — все нормально, пора переходить к карбюратору. Бывает так, что бензин к карбюратору подается исправно, но в карбюратор почему-то не поступает. Если есть время и желание, снимите воздушный фильтр, после чего попросите кого-нибудь резко нажать на педаль акселератора. Или можете сами резко потянуть за тросик привода дроссельной заслонки. При этом смотрите в карбюратор сверху (воздушная заслонка открыта, иначе ничего не увидите): если в первом диффузоре не появилась струйка бензина — значит, в поплавковой камере его нет. Нет его там потому, что залипла игла клапана или (бывает не очень часто) полностью забит топливный фильтр в карбюраторе — он расположен перед поплавковой камерой. Или засорились жиклеры. Фильтр очищается продувкой, однако при отсутствии у вас нужных навыков лучше вообще не связываться с карбюраторными внутренностями, разбираться с заеданием игольчатого клапана, засорением жиклеров и другими тонкостями — пусть это делают специалисты.
Если струйка в диффузоре есть, обратите внимание на пусковое устройство карбюратора — оно довольно часто выходит из строя. На иномарках («Запорожец» не в счет, хотя он нынче тоже иномарка), начиная примерно с 70-х годов, применяется автоматическое управление воздушной заслонкой. Устройство без вашего участия в зависимости от температуры двигателя закрывает или приоткрывает заслонку насколько нужно, обогащая смесь при пуске двигателя. Если эта автоматика не работает, можно попробовать ручные манипуляции с воздушной заслонкой, но здесь очень много вариантов и нет универсальных советов. Перед началом манипуляций подсоедините и закрепите отсоединенный ранее топливный шланг. Воздушный фильтр можно пока не устанавливать. Если заведется, дайте двигателю прогреться и с Богом (предварительно вернув на место воздушный фильтр)..
Если при проверке подачи топлива бензонасосом окажется, что бензин из шланга не идет или струйка очень жиденькая, причину надо искать в засорившихся трубопроводах, фильтре тонкой очистки топлива или самом бензонасосе. Если засорился бензопровод или заборная трубка в бензобаке — вы вполне можете продемонстрировать свою мастеровитость, прокачав бензопровод шинным насосом в направлении, обратном движению бензина, т. е. от карбюратора к баку. В баке должны быть слышны гулкие, булькающие звуки.
С фильтром тонкой очистки топлива все просто. Хотя почти на всех современных моделях он выполнен в прозрачном корпусе, степень его загрязненности визуально определить нельзя. Грязный фильтр позволит завести двигатель, но не позволит нормально ехать. Если забит полностью — двигатель не заведете. Самая эффективная проверка: снять фильтр и, если нет нового, временно заменить его подходящей трубочкой, например корпусом шариковой ручки, лучше прозрачным — видно, как течет бензин. Не пытайтесь чистить фильтр — запаянный (или заклеенный) корпус не разбирается.
Если вы пришли к выводу, что у вашей машины не работает топливный насос, а запасного под рукой нет — «Возьмите другую машину…».
Редкий, но самый неприятный диагноз мы оставили напоследок. Если стартер работает нормально, вы уже потратили кучу времени и убедились в том, что зажигание и питание в полном порядке, а автомобиль, тем не менее, не заводится — стоит осмотреть ремень привода распределительного вала. Впрочем, решайте сами, эту проверку можно провести и в начале, особенно, если двигатель уже прошел более 60 тысяч. Сложность в том, что придется снять или хотя бы частично отогнуть верхнюю часть закрывающего ремень пластмассового кожуха. Возможно, у ремня срезались зубья — у ремней, как у людей, зубы теряются от старости. В этом случае распределительный вал не вращается и двигатель работать не будет. Понятно, что беззубый ремень требует замены (тем, у кого автомобиль с цепным приводом распредвала, эта неприятность не грозит). Процедура замены ремня не сложна, но хлопотна. Осуществляется только в стационаре. Хорошо, если все ограничится заменой только ремня, а не погнутых клапанов или всей головки блока — такое тоже бывает.
О причинах атеросклероза
Попробуем объяснить, почему кровеносная система автомобиля иногда поражается «атеросклерозом». Бензин — кровь машины. А кровь должна быть чистой и бежать по чистым сосудам. И в том, что в сосудах сверх допустимой меры накапливается «холестерин», как правило, виноваты мы сами. Часто ли вы пользуетесь канистрой для долива бензина в бак? Если да, то шансы засорить бензопровод и фильтры повышаются, особенно если ваша воронка без сеточки. В канистре обычно скапливается мусор, ржавчина, песок, а если канистра внутри крашеная, то и частицы краски. Понятно, чем меньшее количество промежуточной тары используется на пути бензина из колонки в бак, тем лучше. Как это не странно, даже на самой захудалой бензоколонке грязи в цистернах в удельном отношении меньше, чем в «домашней» канистре. Бич наших бензоколонок не столько грязь, сколько вода. Но тут уж мы бессильны. На нашей памяти только один жулик погорел на разбавлении бензина, да и то не водой, а ослиной мочей, и не в жизни, а в кино (см. «Джентльмены удачи»). Так что придется мириться. Однако, чтобы собственноручно не добавлять воду в отечественный разбавленный бензин, старайтесь всегда держать бак полным. В незаполненном баке скапливается конденсат, особенно в межсезонье, когда случаются резкие перепады температуры.
Поменьше нахлебников
Стоит сказать пару слов об аккумуляторе. Поскольку на большинстве современных автомобилей он необслуживаемый, нет смысла приводить здесь инструкции по эксплуатации. Дадим лишь несколько дополнительных советов, как подольше сохранить аккумулятор жизнеспособным.
Не увлекайтесь напичкиванием вашей машины дополнительными потребителями энергии. Тот факт, что в энергетическом балансе машины предусмотрен определенный запас, позволяющий подключаться двум-трем «нахлебникам», не означает, что можно навешивать на автомобиль шесть клаксонов и десять противотуманных фар — имейте чувство меры. К тому же, если вы подключаете непредусмотренные цацки самостоятельно, велика вероятность повреждения изоляции. Да и вообще, как показывает практика, любое, даже самое квалифицированное оперативное вмешательство в электропроводку автомобиля рано или поздно дает о себе знать. Неприятностями.
Если ваш аккумулятор дышит на ладан, старайтесь не глушить двигатель во время бессчетных остановок в городе. Ничто так не насилует батарею, как частое пользование стартером.
И последнее (это касается не только аккумулятора, но и всего электрооборудования в целом). Запомните: все клеммы, контакты, наконечники проводов должны быть сухими и чистыми и хорошо прилегать к «местам назначения». Грязная, замасленная изоляция рано или поздно пробивается, а подгорание и окисление любой контактной поверхности может послужить единственной (и достаточной) причиной отказа системы зажигания. Или пожара.
На этом можно остановиться. Дотошные автолюбители, несомненно, обратили внимание на некоторую поверхностность наших советов. Признаемся, мы намеренно не желаем углубляться в дебри. Чтобы не провоцировать вас на самолечение — оно к добру не приводит. Понимание природы болей внизу живота справа не означает, что вы сами должны удалять у себя аппендикс. Но описать врачу симптомы аппендицита вы должны точно. Очень помогает лечению.
ДОКТОР ВОРОНИН
Комментарии
Стартер крутит но двигатель не заводится в Опель, как устранить и что делать?
Код ошибки
Описание ошибки
Десятичный16490
HEX406A
OBD IIP0106
Давление на впуске/давление воздуха=>-G71/-F96: недостоверный сигнал
Десятичный16491
HEX406B
OBD IIP0107
Давление на впуске/давление воздуха=>-G71/-F96: слишком низкий уровень сигнала
Десятичный16492
HEX406C
OBD IIP0108
Давление на впуске/давление воздуха=>-G71/-F96: слишком высокий уровень сигнала
Десятичный
HEX
OBD IIP0109
Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (МАР) / датчик атмосферного давления — ненадежный контакт электрической цепи
Десятичный16496
HEX4070
OBD IIP0112
Датчик температуры воздуха на впуске-G42: слишком низкий уровень сигнала
Десятичный16497
HEX4071
OBD IIP0113
Датчик температуры воздуха на впуске-G42: слишком высокий уровень сигнала
Десятичный16498
HEX4072
OBD IIP0114
Датчик температуры воздуха на впуске-G42: нет сигнала
Десятичный16500
HEX4074
OBD IIP0116
Датчик температуры охлаждающей жидкости-G62: недостоверный сигнал
Десятичный16501
HEX4075
OBD IIP0117
Датчик температуры охлаждающей жидкости-G62: слишком низкий уровень сигнала
Десятичный16502
HEX4076
OBD IIP0118
Датчик температуры охлаждающей жидкости-G62, слишком высокий уровень сигнала
Десятичный
HEX
OBD IIP0119
Датчик температуры охлаждающей жидкости — ненадежный контакт электрической цепи
Десятичный16506
HEX407A
OBD IIP0122
Потенциометр дроссельной заслонки-G69: слишком низкий уровень сигнала
Десятичный16507
HEX407B
OBD IIP0123
Потенциометр дроссельной заслонки-G69: слишком высокий уровень сигнала
Десятичный16514
HEX4082
OBD IIP0130
Ряд 1-зонд 1: сбой в электрической цепи
Десятичный16515
HEX4083
OBD IIP0131
Ряд 1-зонд 1: слишком низкое напряжение
Десятичный16516
HEX4084
OBD IIP0132
Ряд 1-зонд 1: слишком высокое напряжение
Десятичный16517
HEX4085
OBD IIP0133
Ряд 1-зонд 1: время реакции слишком велико
Десятичный16518
HEX4086
OBD IIP0134
Ряд 1-зонд 1: нет активности
Десятичный16520
HEX4088
OBD IIP0136
Ряд 1-зонд 2: сбой в электрической цепи
Десятичный16521
HEX4089
OBD IIP0137
Ряд 1-зонд 2: слишком низкое напряжение
Десятичный16522
HEX408A
OBD IIP0138
Ряд 1-зонд 2: слишком высокое напряжение
Десятичный16523
HEX408B
OBD IIP0139
Ряд 1-зонд 2: слишком низкая скорость сигнала
Десятичный16554
HEX40AA
OBD IIP0170
Ряд 1: сбой в работе системы определения параметров топливо-возд.смеси
Десятичный16555
HEX40AB
OBD IIP0171
Ряд 1, система определения параметров топливо-возд.смеси: смесь слишком бедная
Десятичный16556
HEX40AC
OBD IIP0172
Ряд 1, система определения параметров топливо-возд.смеси: смесь слишком богатая
Десятичный16557
HEX40AD
OBD IIP0173
Ряд 2: сбой в работе системы определения параметров топливо-возд.смеси
Десятичный16585
HEX40C9
OBD IIP0201
Форсунка цилиндра 1-N30: сбой в электрической цепи
Десятичный16586
HEX40CA
OBD IIP0202
Форсунка цилиндра 2-N31: сбой в электрической цепи
Десятичный16587
HEX40CB
OBD IIP0203
Форсунка цилиндра 3-N32: сбой в электрической цепи
Десятичный16588
HEX40CC
OBD IIP0204
Форсунка цилиндра 4-N33: сбой в электрической цепи
Десятичный16606
HEX40DE
OBD IIP0222
Датчик угла поворота 2 привода дроссельной заслонки-G188: слишком низкий уровень сигнала
Десятичный16607
HEX40DF
OBD IIP0223
Датчик угла поворота 2 привода дроссельной заслонки-G188: слишком высокий уровень сигнала
Десятичный
HEX
OBD IIP0231
Реле топливного насоса — низкое напряжение цепи
Десятичный
HEX
OBD IIP0232
Реле топливного насоса — высокое напряжение цепи
Десятичный16645
HEX4105
OBD IIP0261
Форсунка цилиндра 1-N30: короткое замыкание на массу
Десятичный16646
HEX4106
OBD IIP0262
Форсунка цилиндра 1-N30: короткое замыкание на плюс
Десятичный16648
HEX4108
OBD IIP0264
Форсунка цилиндра 2-N31: короткое замыкание на массу
Десятичный16649
HEX4109
OBD IIP0265
Форсунка цилиндра 2-N31: короткое замыкание на плюс
Десятичный16651
HEX410B
OBD IIP0267
Форсунка цилиндра 3-N32: короткое замыкание на массу
Десятичный16652
HEX410C
OBD IIP0268
Форсунка цилиндра 3-N32, короткое замыкание на плюс
Десятичный16654
HEX410E
OBD IIP0270
Форсунка цилиндра 4-N33: короткое замыкание на массу
Десятичный16655
HEX410F
OBD IIP0271
Форсунка цилиндра 4-N33: короткое замыкание на плюс
Десятичный17641
HEX44E9/
OBD IIP1233
Ошибка учета нагрузки
Десятичный17643
HEX44EB
OBD IIP1235
Ряд 3, лямбда-коррекция после катализатора: достигнут предел регулирования
Десятичный17645
HEX44ED
OBD IIP1237
Форсунка цилиндра 1-N30: обрыв цепи
Десятичный17701
HEX4525
OBD IIP1293
Термостат электронного управления системой охлаждения двигателя-F265, короткое замыкание на плюс
Десятичный17702
HEX4526
OBD IIP1294
Термостат электронного управления системой охлаждения двигателя-F265: короткое замыкание на массу
Десятичный18436
HEX4804
OBD IIP2004
Не закрываются заслонки впускных каналов 1 ряда цилиндров
Десятичный18440
HEX4808
OBD IIP2008
Заслонки впускных каналов: сбой в электрической цепи
Блок управления свечей накаливания 1, электрическая цепь свечей накаливания: сбой в электрической цепи
Десятичный17055
HEX429F
OBD IIP0671
Свеча накаливания цилиндра 1-Q10: сбой в электрической цепи
Десятичный17056
HEX42A0
OBD IIP0672
Свеча накаливания цилиндра 2-Q11: сбой в электрической цепи
Десятичный17057
HEX42A1
OBD IIP0673
Свеча накаливания цилиндра 3-Q12: сбой в электрической цепи
Десятичный17058
HEX42A2
OBD IIP0674
Свеча накаливания цилиндра 4-Q13, сбой в электрической цепи
Десятичный
HEX
OBD IIP0689
Реле системы управления двигателем — низкий уровень сигнала в контрольной цепи
Десятичный
HEX
OBD IIP068A
Реле системы управления двигателем — раннее отключение
Десятичный
HEX
OBD IIP068B
Реле системы управления двигателем — позднее отключение
Десятичный17075
HEX42B3
OBD IIP0691
Управление вентилятором радиатора 1: короткое замыкание на массу
Десятичный
HEX
OBD IIP06B8
Внутренний блок управления — ошибка энергонезависимой памяти
Десятичный
HEX
OBD II
Ничего не найдено
4 причины автомобильного двигателя, который проворачивается, но не запускается (и способы устранения)
Последнее обновление 4 июня 2021 г.
Любой владелец автомобиля, вероятно, испытывал неприятную проблему с автомобилем, который заводится, но не заводится. не запускается даже после многократного поворота ключа в замке зажигания. Однако не позволяйте отчаянию помешать вам логически понять, почему ваш автомобиль заводится, но не заводится нормально.
Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.
Связано: что делать, если ваш автомобиль сломался
Причины, по которым автомобиль заводится, но не перекручивается
При проворачивании двигателя запускается стартер для запуска двигателя. Стартер заставляет вращаться маховик, который вращает коленчатый вал, когда все работает правильно. Иногда этот процесс прерывается, когда в системе возникает заминка, и двигатель автомобиля перестает работать после того, как он «перевернется» или проворачивается.
Для нормального запуска двигателя требуется достаточное давление топлива, правильно рассчитанная искра и нормальное сжатие.Когда он не запускается, проблема обычно связана с одной из этих систем, хотя стартерная система также может быть виновата. Ниже приведены некоторые распространенные причины, по которым двигатель проворачивается, но не запускается, и несколько советов по поиску и устранению неисправностей, чтобы определить причину.
См. Также: Что делать, если ваш автомобиль выключается во время движения
# 1 — Проблемы с искрой
Отсутствие искры может возникнуть из-за поврежденного модуля зажигания, неисправного датчика положения коленчатого вала, залитого двигателя ( иногда случается в старых автомобилях или автомобилях с большим пробегом), неисправные свечи зажигания или проблема в цепи зажигания, например, в проводке, системе безопасности (подача топлива могла быть перекрыта, чтобы предотвратить кражу, либо микросхема в ключе могла быть повреждена. неисправен) или неисправен выключатель зажигания.
Искра, не рассчитанная по времени, может возникнуть, если есть проблема с системой синхронизации. Это может быть сложно диагностировать, но индикатор времени — полезный инструмент для проверки того, что все цилиндры работают именно тогда, когда должны.
Чтобы определить, есть ли проблема с искрой, визуально проверьте крышку распределителя (если она есть в вашем автомобиле) и провода свечей зажигания, так как они могут ухудшиться с возрастом. Для проверки наличия надлежащей дуги от каждого провода или катушки свечи зажигания следует использовать искровой тестер.
Если вы подозреваете, что двигатель может быть затоплен после неоднократных попыток завести автомобиль, снимите свечи зажигания и дайте им высохнуть, затем замените их и повторите попытку.
Связано: Симптомы двигателя с гидрораспределителем
# 2 — Отсутствие подачи топлива
Проблемы с подачей топлива могут быть вызваны повреждением предохранителя топливного насоса, неисправным топливным насосом, загрязненным или неподходящим топливом. бак, неисправный или забитый топливный фильтр или форсунка, или просто пустой топливный бак (указатель уровня топлива не всегда точен).
Наличие соответствующего давления топлива важно для запуска или работы двигателя вашего автомобиля, особенно для двигателей с впрыском топлива. Послушайте, как в течение нескольких секунд услышите гудение топливного насоса, когда вы включаете зажигание.
Если не слышно гудения изнутри автомобиля или сзади у топливного бака, возможно, насос не работает и топливо не доходит до двигателя.
Обратите внимание, что некоторые топливные насосы работают только при запуске двигателя, поэтому в некоторых автомобилях нет слышимого гудения. Обратитесь к Интернету или руководству пользователя для получения дополнительной информации для вашей конкретной модели.
Если вы слышите гудение топливного насоса, вы можете попробовать положить отвертку с плоской головкой поверх каждой форсунки (рукояткой рядом с ухом), пока автомобиль заводится. Если форсунки работают, вы услышите слабый тикающий звук из каждой форсунки, передаваемый валом отвертки.
В некоторых автомобилях есть функция безопасности, называемая инерционным выключателем, которая автоматически перекрывает подачу топлива после удара. Если ваш автомобиль недавно подвергся удару, обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать, присутствует ли эта функция в вашем автомобиле, и узнайте, как вручную переключить ее, чтобы топливо снова текло.
# 3 — Низкое сжатие
Каждый цилиндр нуждается в сжатии для правильной работы двигателя. Степень сжатия сравнивает максимальный объем цилиндра с минимальным объемом цилиндра во время каждого хода поршня. Если один или несколько цилиндров имеют низкую степень сжатия, воздух из цикла сгорания выходит за поршневые кольца, что ограничивает объем работы, которую цилиндр может выполнить для вращения коленчатого вала.
Проблемы с компрессией могут быть вызваны обрывом или ослаблением ремня или цепи привода ГРМ или защелкиванием верхнего распредвала.Перегретый двигатель — еще одна серьезная проблема, которая может помешать запуску вашего автомобиля.
Попробуйте использовать датчик компрессии или тестер, чтобы проверить, есть ли у вас проблемы с компрессией в вашем автомобиле. В таком случае проверка на утечку является вторичной проверкой утечек в цилиндре. Профессиональный механик может провести эти тесты и осмотреть цилиндры, если вам неудобно проверять себя.
# 4 — Проблемы с источником питания
Другая возможная проблема — слабый стартер, который использует много ампер для проворачивания двигателя, а затем не имеет большого количества сока для включения топливных форсунок и системы зажигания.В этом случае вы, вероятно, заметите, что стартер издает необычный шум, когда вы пытаетесь запустить двигатель, или он вообще не вращается.
Слабые или корродированные кабели аккумулятора или разряженный аккумулятор также могут способствовать возникновению проблемы. Проверяйте напряжение аккумулятора мультиметром, проворачивая двигатель. Он должен показывать более 10 вольт.
Проверьте, нет ли перегоревших предохранителей, визуально сняв и осмотрев проводку каждого предохранителя, когда автомобиль выключен. Если они в хорошем состоянии, вставьте их обратно, затем попробуйте включить зажигание автомобиля и с помощью контрольной лампы проверить каждый предохранитель на предмет протекания электрического тока.Замените поврежденные предохранители новыми из автомагазина.
Рекомендации по поиску и устранению неисправностей
Если двигатель заводится, но не заводится, выключите автомобиль и снимите воздухозаборную трубку, прикрепленную к корпусу дроссельной заслонки. Затем распылите небольшое количество пусковой жидкости в двигатель, осторожно нажав на дроссельную заслонку. После этого попробуйте снова запустить двигатель.
Если двигатель запускается, но через несколько секунд заглохнет, это означает, что в нем нет топлива, но с искрой и сжатием все в порядке.Однако, если двигатель не запускается, ему почти наверняка не хватает искры.
Избегайте многократных проворачиваний двигателя автомобиля, чтобы попытаться запустить его, так как это может привести к износу стартера или разрядке аккумулятора.
Если вам нужно попробовать несколько раз, подождите несколько минут после каждых 15 секунд запуска, чтобы дать стартеру остыть. На то, чтобы узнать, решили ли вы проблему, требуется не более пары секунд на каждую попытку.
Проверка датчиков и исполнительных механизмов на наличие проблем имеет решающее значение, поскольку современные автомобили имеют множество электрических компонентов, которые могут вызвать сбой в процессе запуска двигателя.
Лучший способ сделать это — проверить компьютер автомобиля на наличие кодов (неисправностей в электрической системе) с помощью диагностического прибора, который можно найти в большинстве магазинов автозапчастей. Большинство из этих проблем также приводят к тому, что загорается индикатор проверки двигателя, но не все из них.
Моя машина заводится, но не заводится. Почему?
Диагностировать то, что автомобильные техники называют «состоянием отсутствия запуска», было довольно просто до внедрения компьютеризированных средств управления двигателем. Но при попытке диагностировать, почему ваш автомобиль не заводится, нужно помнить одну вещь: основы никогда не меняются.Ему нужно топливо, ему нужен воздух и ему нужна искра.
Эти три элемента должны быть собраны в нужное время и в нужных количествах, чтобы двигатель мог работать. Тем не менее, раньше было довольно легко сузить круг вопросов до неисправной катушки зажигания, проблем с распределителем, неисправного топливного насоса, засорения топливного фильтра или чего-то еще, напрямую связанного с топливом, воздухом или искрой.
Источник | Морвен
Давайте сначала разберемся с терминологией
Одна вещь, которая расстраивает техников, — это термин «перелистывание».«Некоторые автовладельцы думают, что это означает, что двигатель работает. Для техника это просто означает, что стартер успешно включает маховик и вращает коленчатый вал двигателя. Некоторые техники заменяют это словом« проворачивание ».
Есть два основных типа условий запрета запуска. Стартер либо включает и вращает коленчатый вал, либо нет. Мы собираемся изучить некоторые из основных вещей, которые могут привести к «переворачиванию» вашего двигателя (включению стартера), но не к тому, чтобы двигатель «сработал».
Начните с мощности
Источник | Майк Агилар
В вашей батарее может быть достаточно заряда, чтобы перевернуть двигатель, но может не хватить мощности, необходимой для запуска. Это особенно актуально для двигателей с впрыском топлива и двигателей с компьютерным управлением. Эти системы действительно привередливы, когда дело доходит до напряжения батареи.
Проверить аккумулятор мультиметром. Убедитесь, что он показывает не менее 12,4 вольт. Попробуйте завести машину и убедитесь, что она не опускается ниже десяти вольт при запуске.Сделайте это два или три раза, чтобы убедиться, что так называемый поверхностный заряд удален.
Если вы подтвердили, что батарея заряжена, проверьте первичную и вторичную панели предохранителей на предмет перегоревших предохранителей в системе зажигания или топливной системы. Это особенно важно для двигателей с впрыском топлива и двигателей с электрическими топливными насосами. Вам понадобится руководство пользователя или руководство по ремонту вашего автомобиля от Advance Auto Parts, если на обложке отсутствует обозначение центра нагрузки.
Давай возьмем старую школу
Источник | Wikimedia Commons / Общественное достояние
Первый шаг с карбюраторными автомобилями — снять воздушный фильтр и заглянуть в горло.Вы должны увидеть, как при движении дроссельной заслонки выделяется газ. Убедитесь, что есть газ и что насос работает, если нет. Затем убедитесь, что ускоритель / силовой насос работает и поплавковые чаши карбюратора получают газ. На более старом автомобиле или автомобиле, который находился в эксплуатации какое-то время, карбюратор, вероятно, будет забит лаком и отложениями от старого топлива, и может потребоваться уговоры или даже ремонт. Попробуйте использовать аэрозольную пусковую жидкость, если она все еще стойкая. Если воздушная заслонка не работает, держите руку над горловиной карбюратора, проворачивая его, чтобы закрыть воздух.
Некоторые системы TBI не разбрызгиваются, если двигатель не проворачивается. Однако они активируют электрический топливный насос для запуска, когда вы поворачиваете ключ. При включении ключа необходимо услышать щелчок из центра нагрузки моторного отсека. Вам также необходимо услышать, как включается топливный насос и заправлять систему. Если нет, еще раз проверьте упомянутые выше реле. Используйте контрольную лампу или мультиметр, чтобы убедиться, что насос находится под напряжением, когда вы пытаетесь запустить двигатель. Для этого может потребоваться залезть в багажник или под автомобиль.
Проверка на искру: двигатели с дистрибьютором
Проверьте, подает ли катушка искру, потянув за провод катушки от крышки распределителя и подключив к нему искровой тестер, прежде чем запускать двигатель и следить за искрой. Без искрового тестера вы можете отсоединить провод свечи от распределителя и подержать его на расстоянии доли дюйма от клеммы на распределителе и посмотреть, попадет ли искра на провод свечи.
Замените провод катушки, снимите крышку распределителя и проверьте вращение ротора при вращении двигателя.Если в катушке идет искра, а ротор вращается, проверьте угол опережения зажигания. Если искры нет, проверьте точки или модуль зажигания. Если ротор не вращается, скорее всего, сломался вал распределителя и вам необходимо заменить распределитель.
Проверить состояние крышки распределителя. Мокрая нижняя сторона колпачка? Вытрите как можно больше воды, слегка сбрызните ее WD-40 и попробуйте снова запустить. Посмотри внимательно на контакты. Посмотрите, не обгорели ли они углем, нет ли на них ямок или нет других повреждений.Обратите внимание на следы нагара / дуги по бокам крышки. Если они есть, замените колпачок и ротор и попробуйте завести автомобиль.
Проверка на наличие искры: двигатели без распределителя зажигания
Вы не можете проверить наличие искры описанным выше способом на большинстве новых автомобилей, потому что у них есть так называемая «система зажигания без распределителя» (одна без распределителя), чтобы направить искру на нужную свечу в нужное время. В этом случае синхронизация искры контролируется компьютером.Будет либо пакет катушек, либо два (или больше), в зависимости от количества цилиндров.
Если в вашем автомобиле есть любой из них, вы можете проверить наличие искры, выполнив следующие действия:
Снимите свечной провод или катушку со свечи зажигания.
Подключите тестер искры к проводу или катушке свечи.
Закрепите тестер вилки на надежном заземлении.
Попросите кого-нибудь провернуть двигатель в поисках искры. Он должен быть сплошным синим или белым, и вы должны его услышать.
Повторите для каждого цилиндра.
Для любого цилиндра / свечного провода / катушки, которые не генерируют сплошную искру, используйте мультиметр или контрольную лампу, чтобы проверить наличие питания на катушке при проворачивании двигателя.
Если питание не обнаружено, используйте руководство по ремонту для конкретного автомобиля (доступно в Advance Auto Parts), чтобы найти датчик (-ы) кулачка / кривошипа и проверить их на мощность, а также на открытие и закрытие при запуске двигателя. При необходимости отрегулируйте или замените.
Проверить момент зажигания
Проверните двигатель, «постукивая по стартеру» или поворачивая коленчатый вал с помощью торцевого ключа и храповика, пока канавка на гармоническом балансировщике не совпадет с «0» на указателе времени.Теперь посмотрите на распределитель и убедитесь, что ротор направлен в сторону провода, идущего к цилиндру номер один. Если он отклонился на 180 градусов, поверните двигатель на 360 градусов и проверьте его еще раз. Если он немного не в порядке, ослабьте прижимной болт распределителя и поверните распределитель до упора. Снова соберите и попробуйте еще раз. Если вы сделаете это, вы можете захотеть взять таймер и немного позже его настроить.
Нет искры от точек воспламенения
Источник | Предварительные Автозапчасти
Система зажигания двигателя может быть точечного / прерывателя или «электронного зажигания».«При зажигании с точечным / выключателем рычаг на пружине движется по кулачку, размыкает и замыкает первичный контур катушки. Поле в катушке сжимается, вызывая искру при размыкании цепи. Поверните коленчатый вал и посмотрите, не рычаг перемещается достаточно, чтобы зазор открылся в точках. Используя щуп, проверьте и отрегулируйте этот зазор в соответствии со спецификацией. Если контакты на конце рычага выглядят изъеденными или обгоревшими, замените их и конденсатор и проверьте, работает ли двигатель начинается.
Электронное зажигание заменяет точки на модуль, который приводится в действие кольцом, вращающимся на валу распределителя. Модуль зажигания на некоторых старых автомобилях можно было найти в распределителе под вращающимся узлом. Крайслер поставил свой модуль на переборку. Юбка крыльев со стороны водителя была обычным местом для модулей зажигания Ford «Red» и «Blue». Advance предлагает бесплатное тестирование большинства модулей зажигания
Что еще может быть не так?
Источник | Майк Агилар
Если двигатель по-прежнему не запускается, скорее всего, виновато отсутствие компрессии.В Advance есть тестеры компрессии, которые вставляются в отверстия для свечей и считывают компрессию при переворачивании двигателя. Убедившись, что двигатель не заводится при проворачивании, снимите одну заглушку и ввинтите тестер в отверстие. Проверните двигатель на две-три секунды и прочтите показания манометра. Замените свечу и провод и повторите процесс для всех цилиндров. Серьезные проблемы возникают, если между цилиндрами большой разброс или один или несколько цилиндров не имеют компрессии.
Проверить компьютеры на коды
Источник | Майк Агилар
Компьютеризированным двигателям для правильной работы требуются многочисленные сигналы.Эти сигналы могут быть повреждены, ошибочны или отсутствовать, или они могут быть неверно интерпретированы компьютером, вызывая отсутствие запуска. Проблемы в этих цепях и системах обычно приводят к тому, что загорается индикатор Check Engine на приборной панели, но не все из них. Вы должны спросить компьютер, есть ли коды ошибок. Компания Advance Auto Parts предлагает множество тестеров для новых автомобилей на предмет «кодов извлечения».
Получение кодов означает, что вы используете сканирующий прибор, чтобы спросить компьютер, обнаружены ли и сохранены ли проблемы (известные как коды) с двигателем.На изображении выше (слева) показан компьютерный порт, к которому подключен сканер. После включения инструмента поверните ключ в положение «Вкл.». Перемещайтесь по меню (см. Руководство о том, как это сделать) и выберите вариант (что-то вроде) «Коды извлечения» или «Запрос кодов».
❤️ 6 причин, почему машины не заводятся, и как это исправить ❤️
Покупатели автомобилей, владельцы автомобилей и автолюбители могут услышать множество ужасных звуков. Один из наиболее распространенных звуков, от которых у большинства водителей может встрепенуться, а их кошельки трясутся, — это звук «кривошипа» автомобиля, но без оборотов двигателя.В этом исследовании, проведенном Car Cash Buyers, мы разберем мельчайшие детали этой востребованной темы. Мы ответим на такие вопросы, как «как отремонтировать автомобиль, который заводится, но не заводится?», «Что это значит, когда ваша машина заводится, но не заводится?» И многие другие. После анализа этих более актуальных вопросов мы попытаемся диагностировать шесть конкретных объяснений вместе с предупреждениями, чтобы вы знали на будущее, как избежать ужасного звука запуска вашего любимого автомобиля. Читайте дальше, и приступим!
Авторемонт стоит ДОРОГОЙ
Моя машина заводится, но не заводится: что это значит?
Отличный вопрос! Мы очень рады, что вы спросили.Теперь самое сложное. Это может происходить по множеству причин, но давайте вернемся назад. Давайте сначала исследуем, что на самом деле издает этот звук «проворачивания», и исключим из уравнения некоторые возможные результаты. Когда вы слышите звук проворачивания, исходящий от вашего автомобиля, это должно быть предупреждением о трех возможных последствиях. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! » Во-первых, у вашего двигателя проблемы с искрой. Во-вторых, у вашего двигателя проблемы с заправкой топлива. В-третьих, ваш двигатель создает сжатие. Важнейшим в этих трех компонентах является то, что для успешной работы и управления автомобилем двигателю необходимо топливо, компрессия и искра, работающие одновременно.Без этих трех компонентов, работающих в тандеме, вы начнете испытывать проблемы с двигателем, в частности, феномен «запуск без запуска двигателя». Теперь, когда мы развенчали основную предпосылку того, что эти звуковые оповещения говорят нам о вашем автомобиле, давайте подробно рассмотрим шесть наиболее распространенных причин, по которым ваш автомобиль заводится, но не заводится.
Шесть причин, по которым ваш автомобиль заводится, но не заводится
Как подробно описано ниже, вот несколько объяснений того, почему ваш автомобиль запускается, но не заводится.Они перечислены в произвольном порядке. После того, как мы перечислили шесть основных причин, читайте дальше, чтобы найти своевременные решения этой слишком распространенной автомобильной головоломки.
1. Старый или неисправный замок зажигания
Это один из первых симптомов, о которых следует помнить, если вы пытаетесь запустить двигатель, но слышите только звук щелчка или запуска. Это может говорить вам о том, что ваш выключатель зажигания может быть старым или даже мертвым. Выключатель зажигания — это выключатель в системе управления автомобиля, который активирует основные электрические системы автомобиля, включая радио, фары и т. Д.Думайте об этом как об эффекте домино. Как только ключ зажигания выходит из строя и не работает должным образом, это начинает влиять на все другие части системы управления, которая составляет корпус вашего автомобиля. Один простой и быстрый способ проверить, не является ли причиной неисправности выключатель зажигания, — просто вставить ключ и попытаться завести автомобиль. В зависимости от результата этого теста вы можете перейти к обнаруженному вами диагнозу.
2. В вашем автомобиле нет бензина
Мы знаем, мы знаем.Это может показаться глупой причиной, по которой ваш автомобиль заводится, но не заводится, но поверьте нам. Это гораздо более распространенная причина, чем хотелось бы верить большинству автолюбителей. Как мы описывали ранее в статье, для правильной работы двигателя вашего автомобиля ему необходимы топливо, искра и компрессия. Без топлива, то есть газа в вашем топливном баке, ваш автомобиль будет проворачивать и разбрызгиваться, но, конечно, не заводится. Для быстрого устранения неполадок проверьте указатель уровня топлива на приборной панели вашего автомобиля. После того, как вы определили, что количество слишком мало, все, что вам нужно сделать, это залить еще немного топлива в машину, и все будет в порядке!
3.Слабый или корродированный топливный насос
Это большой. Правильно названный, топливный насос подает топливо в двигатель для запуска автомобиля. Если топливный насос расплавился, корродировал или просто вышел из строя, у него могут возникнуть проблемы с своевременной подачей топлива в двигатель транспортного средства. И, как мы узнали во время этого путешествия, там, где нет топлива, нет стартовой машины. Для правильной работы двигателя и запуска вашего автомобиля требуется топливо, искра и компрессия. При диагностике этой конкретной проблемы помните, что если вы испытываете какой-либо из следующих трех симптомов, возможно, вам просто нужно будет заменить топливный насос вашего автомобиля раньше, чем позже.Во-первых, вы слышите завывающий звук из топливного бака. Во-вторых, у вашего автомобиля будут проблемы с запуском. Наконец, двигатель начнет работать, и автомобиль не заведется.
4. Свечи зажигания вашего автомобиля мертвы или старые
Свечи зажигания могут показаться безобидной проблемой из-за того, что их нужно заменять только каждые 100 000 миль или около того, но будьте осторожны. Если ваши свечи зажигания не работают должным образом или даже не работают, это отрицательно скажется на способности вашего автомобиля заводиться.Без этой первоначальной искры от свечей зажигания в двигателе вашего автомобиля двигатель не сможет получить топливо или сжатие, чтобы запустить двигатель. Без этих трех элементов, работающих в тандеме, вы будете слышать ужасный звук кривошипа, но не рев запускаемого двигателя.
5. Замороженный или неисправный топливопровод
Подобно слабому топливному насосу, замерзание топливопровода — плохая новость. В зависимости от того, где находится ваша машина, эта проблема может быть слишком распространенной, когда дует холодный ветер.Когда топливопровод заморожен, топливо будет практически невозможно попасть из топливопровода в топливный насос для запуска двигателя. Если эти топливопроводы не разморозятся, вы, скорее всего, повернете ключ, услышите кривошип, и ваш двигатель, к сожалению, не запустится. Одно быстрое решение, которое поможет решить эту проблему в будущем, — не оставлять автомобиль без дела в течение длительного времени, особенно в самые холодные месяцы сезона. Это поможет сохранить маневренность топливопровода и исключит вероятность замерзания.
6. Технологии вашего автомобиля работают против вас
Ах, технология. Мы все любим его за удобство и взаимосвязь, которые он может принести. Однако это также может усложнять ситуацию. Один из таких примеров — когда технологии вашего автомобиля начинают работать против вас. В автомобиле есть компьютер, и в зависимости от года выпуска этот компьютер может отправлять коды, предупреждающие вас, что в вашем автомобиле что-то не так. Каждая марка и модель будут иметь разные коды, соответствующие различным проблемам, но мы сосредоточены на том, чтобы помнить, что эти коды будут мигать только при работающем двигателе, но есть способы взломать компьютер, как описано ниже.Если ваш датчик температуры неисправен, это может привести к тому, что автомобиль будет направлять в двигатель холодный воздух, а не горячий воздух, который ему нужен для запуска. Если это похоже на осторожность, попробуйте нажать педаль акселератора наполовину и попробуйте запустить двигатель. Используя эту технику, он должен сказать компьютеру в вашем автомобиле, чтобы он добавил больше топлива и горячий воздух запустил двигатель.
Шесть проблем с проворачиванием: откройте для себя два своевременных решения для запуска двигателя
В Car Cash Buyers мы знаем, что приведенный выше список может показаться сложным.Посмотрите на все эти негативные возможности, почему мой автомобиль заводится, но не заводится !? Однако не стоит отчаиваться. У каждой проблемы есть решение, особенно когда дело касается автомобилей. Пройдя по Интернету и на Youtube, мы нашли несколько решений, которые вы можете посмотреть, просмотреть и, возможно, даже попробовать сами!
Два видео решения YouTube для поиска и устранения неисправностей в вашем автомобиле с коленчатым валом 1. Как БЕСПЛАТНО починить машину, которая заводится, но не запускается. Автор: ChrisFix
ChrisFix предлагает подробное шестнадцатиминутное видео, показывающее зрителям, как исправить разбрызгивающийся автомобиль, который заводится, но не заводится.Одним из важных фрагментов этого видео является то, что Крис рассказывает зрителям о трех компонентах, необходимых для увеличения оборотов двигателя в качестве предвестника запуска мельчайших деталей видео. По мере прохождения видео Крис рассматривает каждую проблему, а затем встречает ее своевременным решением. Хотя это видео длиннее большинства, оно того стоит, в основном из-за угла камеры. Крис позволяет зрителю видеть каждое его движение близко и лично, позволяя вам почувствовать, что вы находитесь рядом с Крисом, проводя вас через каждый этап процесса.Это видео идеально подходит для новичков или людей с ограниченным опытом ремонта транспортных средств.
2. Как починить автомобиль, который заводится, но не заводится Автор: Скотти Килмер
Скотти Килмер, также известный как «дикарь Скотти», предлагает короткое трехминутное видео, в котором быстро описываются проблемы и способы их решения, когда ваш автомобиль заводится, но не заводится. Это идеальное видео для автомобильного энтузиаста среднего уровня, который знает жаргон и не нуждается в руках.В этом руководстве Скотти фокусируется на добавлении заправки и диагностике проблем со свечами зажигания в автомобиле в качестве двух основных фокусов. По сравнению с видео Криса Скотт опускает некоторые детали, но оба видео позволяют зрителю подробно ознакомиться с этапами и процедурами, необходимыми для начала и завершения работы. В общем, Скотти создает информативное видео, быстрое, веселое и яркое.
Автомобиль заводится, но не заводится: расследование прекращено
Наконец, расследование в Car Cash Buyers подошло к концу.Подведем итоги. Во-первых, мы диагностировали, что значит для вашего двигателя, когда ваш автомобиль издает ужасный звук запуска, но не заводится. Во-вторых, мы подробно описали шесть прямых причин, по которым ваш автомобиль запускается, но не заводится. В-третьих, с помощью ChrisFixIt и Скотта Килмера мы предложили два своевременных решения затруднительного положения — от добавления бензина до замены свечей зажигания. Как всегда, мы надеемся, что эта статья заставила вас почувствовать себя более информированными и уполномоченными о том, как справиться со следующим затруднительным положением с автомобилем.До следующего раза!
Автомобиль заводится, но не заводится: как это исправить
Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.
Обычный автомобиль умирает много смертей, но с правильным владельцем он всегда может прожить, чтобы проехать еще один день. Когда что-то выходит из строя, диагностика и ремонт своими руками могут сэкономить деньги и устранить неудобства, связанные с доставкой автомобиля в магазине. Одна из наиболее частых встреч связана с автомобилем, который заводится, но не заводится.Не волнуйтесь, это у вас есть.
У общей проблемы с запуском двигателя возможных причин много, поэтому важно понимать, что нужно для того, чтобы автомобиль заводился и тронулся. Обычный газовый двигатель нуждается в мощности, топливе, воздухе, сжатии и искре. Судя по проворачиванию двигателя, мощность не является проблемой, поэтому, скорее всего, проблема связана с искрой, топливом или сжатием. Видите, вы уже добились прогресса!
В процессе устранения мы можем определить, какая система и какая часть вызывает закупорку на пути к горению. Непоколебимая информационная команда Drive здесь, чтобы направлять вас в путешествии и помогать в пути.
Возможные источники проблемы
Где-то в этом автомобиле неисправны предохранители, реле, система зажигания, подача топлива или компрессия. Быстрый и грязный метод поиска проблем — это использование сканера OBD2 для проверки автомобиля на коды, но если он понятен, впереди есть некоторая работа. Давайте в этом разберемся.
Предохранители и реле
Найдите блок предохранителей и определите предохранители и реле, относящиеся к системе зажигания и топливной системе.На блоке предохранителей или на обратной стороне его крышки должна быть идентификационная схема.
Осмотрите и проверьте предохранители с помощью контрольной лампы.
Система зажигания и свечи зажигания
Система зажигания состоит из свечей зажигания, проводов свечей зажигания, распределителя (при его наличии), катушки зажигания или блока катушек и модуля управления зажиганием. Вот как это сузить:
Свечи зажигания и провода :
Посетите The Drive обзоры лучших свечей зажигания и лучших проводов свечей зажигания .
Проверьте свечи зажигания на предмет повреждений или зазоров и замените соответственно.
Используйте контрольную лампу, чтобы проверить целостность проводов свечи зажигания.
Если да, сомнительно, что проблема в системе зажигания. Переходим к топливу и компрессии.
Если нет, проблема может заключаться в кабелях свечей зажигания, распределителе (если он у вас есть) или катушке зажигания.
Распределитель и катушка зажигания :
У большинства современных автомобилей нет распределителя.Вместо этого у каждого провода вилки своя катушка. Иногда катушка прикреплена к проводу вилки, в других случаях они расположены в блоке, называемом блоком катушек. Используйте эти шаги для проверки распределителя, катушки зажигания и / или блока катушек.
Чтобы подтвердить проблему с распределителем, необходимо проверить катушку зажигания на наличие искры.
Если в катушке зажигания есть искра, проблема должна быть в распределителе или проводке между катушкой зажигания, распределителем и свечами зажигания. Заменить все три.
Если в катушке зажигания нет искры, пора проверить ее провода.
Используйте контрольную лампу, чтобы проверить целостность сигнального провода и провода питания на катушке зажигания. Если оба провода исправны, но катушка не генерирует искру, значит катушка зажигания или модуль управления зажиганием неисправны. Проверьте оба и при необходимости замените.
Если провод питания катушки зажигания не получает правильного напряжения, проследите за ним и проверьте любые возможные источники отключения или помех.
Затем проверьте датчик положения коленчатого вала. Эта маленькая технология считывает движение коленчатого вала и отправляет сигналы системе зажигания, когда нужно стрелять.
Подача топлива
Быстрый способ проверить, есть ли проблема с подачей топлива, — это распылить стартерную жидкость в шланг забора воздуха. Если после этого автомобиль заводится, работает несколько секунд, а затем умирает, система не получает должного количества топлива. Это означает, что проблема может быть в топливном насосе, топливном фильтре или топливных форсунках.
Сначала проверьте давление топлива с помощью манометра. Если давление отсутствует, скорее всего, проблема связана с топливным насосом. Если система показывает низкое давление, это может быть топливный насос или забитый топливный фильтр.
Топливный насос :
Следуйте руководству The Drive по диагностике неисправного топливного насоса.
Топливный фильтр :
Следуйте руководству The Drive по диагностике и замене забитого топливного фильтра.
Топливные форсунки :
С помощью мультиметра проверьте разъемы на топливных форсунках.Если напряжение не измеряется, проблема с разъемами или проводкой.
Если проблема не устранена, проверьте датчик положения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала или датчик положения дроссельной заслонки.
Если вы считаете, что форсунки могут быть забиты, следуйте руководству Drive по очистке топливных форсунок.
Сжатие
Если все вышеперечисленное не помогло диагностировать проблему, воспользуйтесь тестером сжатия для проверки компрессии вашего двигателя.Низкая компрессия или ее отсутствие могут помешать запуску автомобиля. Если вы обнаружите, что компрессия низкая или отсутствует, возможно, у вас серьезная механическая проблема с двигателем, и вам следует проконсультироваться со специалистом.
Получите помощь с автомобильными кривошипами от механика JustAnswer
Drive понимает, что, хотя наши практические руководства подробны и легко выполняются, ржавый болт, компонент двигателя не в правильном положении или утечка масла повсюду могут привести к смещению с рельсов. проект. Вот почему мы сотрудничаем с JustAnswer, который связывает вас с сертифицированными механиками по всему миру, чтобы помочь вам справиться даже с самыми сложными задачами.
Итак, если у вас есть вопрос или вы застряли, нажмите здесь и поговорите с ближайшим к вам механиком.
Часто задаваемые вопросы об автомобиле, который заводится, но не заводится
У вас есть вопросы, у Drive есть ответы!
Могут ли неисправные свечи зажигания привести к проворачиванию двигателя, но не к запуску?
Если свечи зажигания старые, изношенные, загрязненные или поврежденные, они могут не искрить. Когда нет искры, нет запуска.
Что может вызвать ситуацию без запуска двигателя?
Если ваш автомобиль не заводится и не заводится, вероятно, проблема связана со стартером или системой зарядки, которая включает аккумулятор, клеммы аккумулятора, генератор и любые проводные соединения.
Может ли датчик распредвала вызывать проблемы с запуском?
Датчик распредвала редко может быть основной причиной отсутствия запуска, но это возможно.
6 основных причин, почему ваша машина не заводится
Ни одна машина никогда не ломалась в «нужное время». Если вы сидите в машине, которая не заводится, или готовитесь к будущему, этот список может помочь вам выяснить, что не так с вашей машиной. Взгляните на эти 6 распространенных причин, по которым вы не начинаете видеть, соответствует ли какой-либо из этих симптомов проблеме вашего автомобиля.
Предупреждение: Если ваш автомобиль не заводится, не поворачивайте ключ на продолжительное время. В холодную погоду, если дать двигателю попытаться перевернуться на некоторое время, может показаться, что он сработает, но если вы попытаетесь провернуть стартер более чем на 15 секунд, вы можете повредить стартер.
Если при повороте ключа двигатель не заводится:
Скорее всего, у вас электрическая проблема.
Батарея разряжена
Батарея могла разрядиться по разным причинам.Это наиболее частая причина того, что машина умирает, и, следовательно, лучшая причина держать соединительные кабели в машине. После запуска автомобиля генератор переменного тока должен заряжать аккумулятор, пока машина работает.
Если эта проблема возникает часто, вы можете решить ее, очистив всю коррозию, которая скапливалась вокруг клемм аккумулятора. Если это не решит проблему, вам необходимо заменить батарею.
Проблемы с стартером двигателя
Если вы можете найти стартер под капотом вашего автомобиля, вы можете проверить, не является ли он источником проблемы.Если вы не слышите щелчки при запуске двигателя, проблема может быть в разряженной батарее. Если вы слышите щелчки, но двигатель не запускается, возможно, стартер не получает достаточно электроэнергии.
Используя руководство пользователя и вольтметр, вы сможете проверить работоспособность.
Сломанное или поврежденное зажигание
Как и в случае со стартером, сломанный или поврежденный переключатель зажигания может помешать запуску вашего автомобиля. Если ваши фары могут включаться, но ваша машина не заводится, это означает, что ваш аккумулятор заряжен, но проблема заключается либо в стартере, либо в зажигании.
Если проблема заключается в стартере или зажигании, стартер можно запустить с помощью заряженной аккумуляторной батареи.
Если двигатель заводится, но автомобиль не заводится:
Если двигатель запускается, но не запускается, вы знаете, что ваша электрическая система в порядке. Чтобы машина заработала правильно, вам понадобится несколько ингредиентов: искра, воздух, топливо и компрессия.
Топливо:
Если вы подозреваете, что проблема может быть связана с топливом, есть несколько решений.Если погода достаточно холодная, возможно, ваша топливная магистраль замерзла, и ее необходимо разморозить. Еще два распространенных решения:
Бензобак пуст
Даже если ваш бензобак не показывает, что бак пуст, это все равно может быть проблемой. Неправильная калибровка указателя уровня топлива может привести к тому, что у вас закончится бензин.
Топливный фильтр нуждается в замене
Обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать, как часто и как давно нужно было менять топливный фильтр. Забитый топливный фильтр не позволит газу попасть в двигатель.Если вы часто опорожняете машину, ваш топливный фильтр может выглядеть намного хуже.
Нет искры
Если ваш автомобиль заводится, но не заводится, возможно, искра не горит. Искра используется для воспламенения топлива, позволяя автомобилю заводиться. Можно проверить наличие искры самостоятельно, но это, вероятно, выходит за рамки навыков обычного водителя и должно быть оставлено механику.
Если у вас возникли проблемы с запуском автомобиля, H&H Mobil может принести его в магазин и провести полную диагностику, чтобы определить, не вызывают ли какие-либо из этих причин проблемы с вашим автомобилем.
Если ваша машина не заводится по одной из вышеперечисленных причин, свяжитесь с H&H Mobil сегодня, чтобы профессионал осмотрел вашу машину и помог вам как можно скорее безопасно вернуться в дорогу.
Автомобиль не перевернется по сравнению с автомобилем, который не заводится
В чем разница между автомобилем, который не заводится, и автомобилем, который не переворачивается?
Чтобы определить, не заводится ли ваш автомобиль или не переворачивается, устранение причины сводится к определению, заводится ли двигатель или нет.Знание разницы поможет вам определить возможные причины и способы их устранения.
Любой из них означает, что вам, вероятно, придется отправиться в ремонтную мастерскую, но есть разница. Вашему автомобилю необходимы четыре основных условия для запуска: приемлемое напряжение, достаточный крутящий момент, компрессия и топливо. Если ваш автомобиль не запускается, возможно, виновата одна из этих функций. Как определить причину? Ответ можно найти в том, что происходит во время вашей попытки завести машину.
Автомобиль не заводится без кривошипа
Когда вы поворачиваете ключ или нажимаете кнопку пуска, если вы не слышите срабатывания стартера, это считается отказом от запуска двигателя, и автомобиль не заводится. Часто эта проблема возникает из-за одного или нескольких компонентов, которые помогают двигателю при включении.
Стартер, аккумулятор и генератор — это первые компоненты, которые используются для запуска вашего автомобиля. Если ваш автомобиль, грузовик или внедорожник не заводится и не издает звука, обязательно объясните симптомы, которые проявляет ваш автомобиль, своему механику .Эта полезная информация поможет понять, какой из этих компонентов отвечает за отсутствие запуска.
Стартер — электрическая передача, установленная сбоку от двигателя, которая включает или отключает маховик двигателя при включении или запуске двигателя.
Аккумулятор — обеспечивает быстрый и мощный заряд энергии для стартера. Батарея предназначена для частичного разряда определенного количества ампер или вольт для выполнения своей работы, но за поддержание заряда батареи отвечает генератор.
Генератор — вырабатывает всю электроэнергию, необходимую для всех других электрических компонентов, включая зажигание, компьютер и многое другое. Хотя генератор не несет прямой ответственности за запуск автомобиля, это может быть причиной неисправной аккумуляторной батареи.
Автомобиль не заводится, но заводится
Когда вы пытаетесь включить зажигание , чтобы запустить , вы можете услышать щелчок стартера, который пытается запустить двигатель, но он не запускается полностью.Это считается кривошипом, но не запускается.
Для запуска вашего автомобиля, помимо использования компонентов, вырабатывающих электричество, двигателю требуется топливо, искра и сжатие. Если какой-либо из этих элементов выйдет из строя, двигатель не сможет включиться, и автомобиль не запустится.
Топливо — Топливо необходимо для создания взрыва с помощью искры. Если топлива будет недостаточно, автомобиль не заведется. Убедитесь, что в бензобаке достаточно топлива и что было использовано правильное топливо.Убедитесь, что топливо не загрязнено водой и ему больше шести месяцев. Если с топливом все в порядке, возможно, проблема связана с давлением топлива, неисправным топливным насосом, перегоревшим предохранителем топливного насоса, неисправным регулятором давления топлива, забитым фильтром или неисправным датчиком.
Искра — В процессе зажигания, независимо от количества топлива, без искры не будет никакого взрыва, создающего направленную вниз силу поршня, необходимую для поворота коленчатого вала.Отсутствие искры часто является результатом неисправных свечей зажигания или проводов, неисправной катушки, треснувшей крышки распределителя или ротора или неисправного датчика.
Сжатие — Сжатие необходимо для того, чтобы взрыв создал достаточное давление, которое заставляет коленчатый вал поворачиваться, передавая мощность на колеса. Отсутствие сжатия часто происходит из-за плохих поршневых колец, повреждения или неисправности распределительного вала или толкателей или ремня газораспределительного механизма. Проверьте ремень ГРМ, чтобы убедиться, что он не сломан, не ослаблен или не смещен с гусеницы, а также проверьте распределительный вал, чтобы убедиться, что он не сломался.
Автомобиль, который не заводится, знакомо любому владельцу автомобиля. Конечно, проблемы с запуском никогда не возникают в удобное время, и поэтому Sun Devil Auto стремится предоставлять быстрые, эффективные и качественные услуги, которым вы можете доверять. Мы понимаем, что ваша насыщенная жизнь требует надежного и исправного автомобиля.
Мы предлагаем буксировку, когда ваш автомобиль неподвижен, бесплатный трансфер, который доставит вас туда, куда вам нужно, и обслуживание в тот же день. Если у вашего автомобиля, грузовика или внедорожника возникают проблемы с запуском, мы можем помочь определить причину и как можно быстрее вернуть вас в путь.Наши многочисленные отделения в долине работают с 7:00 до 18:00 с понедельника по пятницу и с 7:30 до 17:00 по субботам. Выбирая Sun Devil Auto, не нужно беспокоиться о неудобствах ремонта автомобиля.
The Detroit News
Боб Вебер
| Chicago Tribune
Вы опаздываете. Что еще хуже, ваша машина не заводится. Почему? Что ты можешь сделать?
Запреты на запуск делятся на две основные категории:
■ Двигатель не проворачивается или проворачивается медленно.
■ Двигатель проворачивается, но не запускается.
Нет или низко кривошипы
Батарея разряжена: Батарея разряжена — это первая причина отсутствия пуска. Если аккумулятор разряжен, но не полностью разряжен, стартер может медленно вращаться. Вы услышите этот медленный стонущий звук RRR-RRR-RRR. По мере дальнейшего падения напряжения звук может стать отрывистым K-K-K. Когда напряжение батареи упадет еще больше, звука не будет. Даже контрольные лампы на приборной панели могут погаснуть при повороте ключа.
Обычно запуск автомобиля от внешнего источника выводит вас на дорогу, но обязательно выясните причину разрядки аккумулятора, иначе ситуация повторится.
Убедитесь, что зажимы не могут легко соскользнуть с клемм аккумулятора. Затягивание ослабленных зажимов может помешать вам.
Если зажимы надежно закреплены, батарею, вероятно, нужно перескочить. Знайте, как правильно заводить автомобиль. Неправильное подключение может вызвать искры. Неправильная полярность также может повредить донор или реципиент.Изучите правильную последовательность подключения и отключения кабелей, а также место крепления зажимов.
Некоторые высококачественные соединительные кабели (также называемые вспомогательными кабелями) предназначены для предотвращения их случайного неправильного подключения.
Выбирайте кабели большого сечения. Чем ниже номер калибра, тем тяжелее кабель. Дешевые кабели могут не пропускать электрический ток для запуска скрученного автомобиля. Изоляция на них может даже расплавиться.
Просто потому что пришлось батарею выскочить, может и не выстрелить.Иногда это так же просто, как зарядить аккумулятор и очистить клеммы и кабельные зажимы. Коррозия вызывает сопротивление запуску и правильной зарядке во время движения автомобиля.
Плохое соединение плюсового кабеля аккумуляторной батареи в центре распределения питания (обычно блок предохранителей под капотом) или отрицательное соединение (обычно к болту на двигателе или кузове) имитирует грязные кабели и клеммы. Кабели следует удалить, а их разъемы очистить.
Если у вас есть сомнения относительно состояния батареи, проверьте ее.С современными портативными тестерами эта работа занимает всего пару минут. Многие магазины автозапчастей и некоторые ремонтные мастерские предлагают бесплатное тестирование. Они будут не только проверять состояние аккумулятора, но и одновременно проверять системы зарядки и запуска.
Генератор: Аккумулятор может не заряжаться, если его не погасить. Хотя причиной может быть генератор, не упускайте из виду изношенный или проскальзывающий ремень привода вспомогательных агрегатов. В случае отказа генератора или обрыва ремня загорается сигнальная лампа.Если мощность системы зарядки плохая, сигнальная лампа может отсутствовать. Если у вас есть датчик на приборной панели, он должен показывать около 14 вольт.
Даже идеально исправный генератор может не подзарядить аккумулятор во время коротких поездок, особенно если включены фары, дворники, обогреватель, радио, обогреватель заднего стекла и подогрев сидений.
Стартер: Плохой стартер может создать иллюзию слабой батареи, если он потребляет больше тока, чем батарея может обеспечить. Он будет медленно вращаться и потреблять слишком много энергии.Это издаст звук GRR … GRR … GRR, похожий на разряженную батарею.
Если вы слышите скрежет, похожий на лязгающий звук, похожий на попытку переключения с неисправным сцеплением, возможно, на ведущей шестерне стартера или маховике двигателя (коронной шестерне) повреждены зубья.
Если стартер даже не поворачивается, его реле или соленоид могут вырваться, или выключатель зажигания может быть виноватым.
Шатуны, не работает
Если стартер проворачивает двигатель нормально, но двигатель не запускается, аккумулятор, стартер и генератор, вероятно, в порядке.Причина в другом.
Газ: В машине закончился бензин? Да, глупо звучит, но бывает. Проверьте эту иглу.
Топливный насос: Даже если бак полон, слабое или неисправное реле топливного насоса может препятствовать попаданию топлива в двигатель. Если вы внимательно прислушаетесь, вы должны услышать, как насос в баке работает в течение нескольких секунд, когда вы сначала поворачиваете ключ в положение «включено» перед запуском стартера.
Замороженный топливопровод: Это происходит, но не так часто, когда этанол подмешивается в топливо.Банка Iso-Heet в резервуаре может избежать неприятностей. Во избежание попадания воды в резервуар, который может превратиться в лед в трубопроводах, в очень холодную погоду держите резервуар хотя бы наполовину.
Влажный воздух может конденсироваться в топливном баке при изменении температуры, и образовавшаяся вода оседает на дно бака.
Свечи зажигания: Проблемы с вторичной системой зажигания, хотя и редкие в настоящее время, могут стать причиной отсутствия запуска. Легко забыть о свечах зажигания, когда график их замены составляет 100 000 км.
Система безопасности: Наконец, электроника системы безопасности может сбить с толку водителей. Попытка завести автомобиль неправильным ключом зажигания может привести к задержке до 20 минут.
Точно так же известно, что удаленный доступ без ключа и удаленный запуск устройств создают хаос.
Разработан новый вид микродвигателя внутреннего сгорания
В Избранное
Группа исследователей из России, Нидерландов и Германии разработала новый вид микродвигателя. Крохотная силовая установка сжигает водород и кислород и может использоваться в перспективных микросистемах.
В настоящее время ученые и инженеры из разных стран создают все больше миниатюрных устройств, например роботов-насекомых или крошечных насосов для микрофлюидных чипов. Однако до сих пор главной проблемой таких устройств остается надежный и мощный источник питания – современные аккумуляторы слишком тяжелые и имеют слишком малую емкость, чтобы их можно было рассматривать в качестве надежного источника питания.
Одним из возможных решений является использование крошечных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), однако и без того невысокая эффективность ДВС при уменьшении размеров еще больше снижается. Новая разработка, похоже, решает эту проблему, хотя до сих пор разработчики не могут до конца понять принцип работы их изобретения.
Микродвигатель внутреннего сгорания, принцип работы которого еще не до конца понятен, может стать силовой установкой для медицинских роботов и крошечных механических насекомых
Двигатель устроен очень просто: через крошечную барокамеру с гибкой мембраной на одном конце и электродами внутри проходит трубка с соленой водой. При подаче тока происходит процесс электролиза с образованием микропузырьков. Это увеличивает давление в барокамере на величину от 0,5 до 4 бар, в результате чего мембрана выгибается наружу приблизительно на 1,4 мкм на время от 100 до 400 микросекунд. Выключение тока прекращает электролиз, и мембрана возвращается в свое первоначальное положение, причем гораздо быстрее, чем в момент выгибания наружу. Ученые подозревают, что дополнительная энергия образуется в процессе сжигания водорода с образованием молекулы воды. Быстрое движение мембраны можно использовать в качестве привода силовой установки.
Новый микродвигатель имеет размеры всего 100×100×5 микрон и сделан с использованием кремниевых пластин, покрытых слоем нитрида и платиновых электродов. Мембрана является частью пластины и сделана с помощью процесса травления.
Микродвигатель, в разработке которого принимали участие ученые из Ярославского филиала Физико-технологического института РАН, для своего крошечного размера производит большой крутящий момент и может служить силовой установкой для очень маленьких устройств. МикроДВС может применяться в устройствах, которые должны выполнять физическую работу (например перекачивать жидкости) или передвигаться (например внутри кровеносных сосудов человека).
В настоящее время ученые изучают принцип работы двигателя и пытаются определить, можно ли создать аналогичные ДВС еще меньшего размера.
Ученые показали, что создание микродвигателя внутреннего сгорания возможно — Газета.Ru
Ученые из Ярославского филиала Физико-технологического института (ЯР ФТИАН) РАН изучают механизм спонтанной реакции между водородом и кислородом в нанопузырьках, образованных путем электролиза воды при комнатной температуре. Принципиальное понимание этого процесса позволит построить быстрый и сильный микродвигатель. Работа ученых опубликована в журнале Scientific Reports. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.
«Для ноутбуков и прочих мобильных устройств мы используем электрохимические батареи, в которых запасено энергии в десятки раз меньше, чем в любом автомобильном топливе того же объема. Почему же мы не применяем микродвигатели внутреннего сгорания для гаджетов? Фундаментальная проблема в том, что реакции горении гаснут в малых объемах из-за быстрого ухода тепла. В нашем проекте мы предлагаем решение этой проблемы», – комментирует исследование руководитель гранта РНФ, кандидат физико-математических наук Виталий Световой.
В своей работе ученые наблюдали горение водородно-кислородной смеси в микропузырьках (размером 40 микрон), которые образуются путем слияния нанопузырьков при специальном режиме электролиза воды. Этот процесс горения, протекающий при комнатной температуре, имеет взрывной характер и сопровождается ясно слышимым звуком. Механизм этой спонтанной реакции в нанопузырьках пока точно не установлен, однако ученые в своей работе детально изучают этот процесс. Исследователи связывают возможность горения с поверхностью, роль которой возрастает для малых объемов.
«Конечная цель нашего проекта — создание компактного, но обладающего достаточной удельной мощностью микронасоса, который может служить двигателем, например, для анализа крови на микрочипах или подобных устройствах медицинской направленности. Не в каждом медицинском кабинете или в полевых условиях имеется компрессор, позволяющий нагнетать давление. Энергию взрыва пузырьков в рабочей камере насоса можно использовать для толкания жидкости по микроканалам», — объясняют ученые.
Микродвигатель внутреннего сгорания
Интернацональная группа, в составе которой находятся ученые из Голландии, Германии и России, произвела принципиально новый микродвигатель, функционирование которого происходит при помощи реакций горения, окисления и водорода. Издание Scientific Reports опубликовало работу, в которой научные сотрудники разъясняют принципы действия нового микродвигателя внутреннего сгорания и детально показывают перспективы применения инновации, которую можно будет использовать при создании сложных электрическо — механических микросистем и микромашин.
В последнее время тенденция миниатюризации разнородных устройств увеличивается — от электроники до нано и микро — систем. Многим из данных микромеханизмов для произведения работы необходимо наличие маленького, но мощного двигателя. Как ни прискорбно, область создания таких двигателей не успевает за стремительным развитием иных областей, а нынешние двигатели, функционирующие за счет применения статического электрического заряда не могут обеспечивать нужные показатели мощности.
Использование типичных двигателей внутреннего сгорания может быть выходом из сложившегося положения, однако, однозначно и уверенно об этом заявить нельзя, поскольку всё зависит от габаритов двигателя: чем они меньше, тем ниже производительность, потому для создания двигателей внутреннего сгорания необходимы новые решения.
Конструкция микродвигателя достаточно проста. Представьте маленькую камеру, у которой гибкая мембрана является одной из сторон. Полость камеры наполнена соленой водой, через которую проходят небольшие электроды — проводники. Впоследствии подачи на электроды требуемого электрического потенциала, начинается процесс электролиза, который состоит в расщеплении воды на кислород и водород. В случае достижения в камере нужного давления, равного 3.5 атмосфер, гибкая мембрана, которая выполняет главную функцию поршня двигателя, изгибается наружу на расстояние, равное 1,4 микрона. После этого электрический потенциал снимается, а давление в камере понижается, позволяя мембране возвратиться в исходное положение.
Наиболее интересным моментом является возврат мембраны к изначальному состоянию — это происходит намного быстрее данных, которые показывают предварительные расчёты. Исследователи полагают, что это происходит из-за самовоспламенения атомарного водорода в кислородной среде (он сгорает и вновь превращается в воду). На сегодняшний день, к сожалению, ученые не имеют возможности изучить процессы, происходящие внутри камеры двигателя — поэтому им приходится руководствоваться исключительно собственными предположениями.
Габаритные размеры нового микродвигателя — 100 х 100 и на 5 микрон. Конструкция двигателя состоит из кремниевой подложки, в которую заключается гибкая мембрана (на её поверхности произведены электроды из обогащенного азотом кремния, а также платины). Малые размеры двигателя не мешают его высокой мощности, абсолютно достаточной для приведения в действие двигательного механизма большинства микроустройств и совершения работы, направленной на перекачивание жидкости.
микродвигатели для авто- и авиамоделей
Генеральный директор компании «Мастер Моторс» Анатолий Булгаков вспоминает, с чего все началось. В детстве он увлекался авиамоделизмом и через «Посылторг» (советская версия AliExpress) купил себе авиамодельный двигатель МК-16, мечту мальчишек, зачитывающихся «Юным техником» и «Моделистом-конструктором». Анатолий собрал к тому времени кордовую модель самолета «По-2» и рассчитывал ее запустить. Но, сколько ни пытался, двигатель не завелся, и Анатолий сильно расстроился. И дал себе слово, что, когда вырастет, будет делать такие двигатели, которые всегда будут заводиться.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Мастер и Маргарита
Прошло много лет, Анатолий Булгаков закончил МАДИ по специальности «двигатели внутреннего сгорания», попал по распределению в Ярославль, и в 1988 году, когда разрешили создавать кооперативы, вспомнил детскую мечту и задумал создать кооператив по производству модельных микродвигателей. Тем более что тема ему была хорошо знакома с детства. Пошел по кружкам технического творчества, нашел группу энтузиастов, скинулись деньгами, и в 1988 году основали кооператив «Мастер». Почему «Мастер»? «Мне хотелось, чтобы у нас работали только мастера своего дела, а с другой стороны, фамилия у меня Булгаков, – смеется Анатолий. – Так что если когда-нибудь появится дочерняя фирма, то будет «Маргарита»». Это была большая авантюра, так как в том же году в стране начались экономические проблемы. Людям стало не до модельных двигателей: денег не хватало на еду. Отечественные заказы прекратились, но тут Булгаков встретился с представителями французской компании, торгующей товарами для хобби. Увидев образцы продукции «Мастера», они в 1992 году приехали в Ярославль, побывали на производстве и заключили контракт. И следующие 13 лет «Мастер» занимался в основном экспортом: на внутренний рынок шло всего 2–3%. С 1988 по 2005 год под разными брендами во Францию, Германию, США было продано около 80 тыс. микродвигателей. В Ярославле микродвигатели не только производили, но и разрабатывали. Наши двигатели становились чемпионами Франции, занимали призовые места на чемпионатах Европы. Тем временем на мировом рынке появились китайцы, которые стали продавать свою продукцию значительно дешевле российской, и в 2005 году в «Мастере» тему закрыли и переключились на работу с крупными ярославскими предприятиями. Но мечта у Анатолия осталась.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В 2015 году доллар вырос, и в России опять стало выгодно производить такую продукцию. Ежегодно в страну завозилось около 50 тыс. двигателей для моделизма. Было решено возобновить производство и возродить компанию под именем «Мастер Моторс». Для снижения издержек пошли по пути западных компаний и вынесли цех из города в поселок Семибратово в полусотне километров от Ярославля. В это время государство начало поддерживать детское техническое творчество: наконец пришло понимание, что без внимания к этой сфере через несколько лет в стране просто не останется инженеров.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
К концу 2015 года в отремонтированном здании «Мастер Моторс» выдал первую законченную деталь, а к маю 2016 года семь моделей, оснащенных двигателями компании, приняли участие в чемпионате мира в Австралии. О продукции «Мастер Моторс» узнали за пределами России, и пошли заказы из других стран. Нашим двигателям стали отдавать предпочтение спортсмены из десятков стран. Но сначала требовалось обеспечить микродвигателями организации технического творчества в России – только этот рынок потреблял до 2000 двигателей ежемесячно. Ну и постепенно компания собиралась вернуться на западные рынки.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
С земли в небо
Если в 1990-е годы главной продукцией «Мастера» были автомодельные двигатели, то сейчас «Мастер Моторс» выпускает авиадвигатели. На взгляд дилетанта, разницы никакой. Но различия принципиальные, обусловленные условиями эксплуатации. С одной стороны, авиамодельный двигатель требует меньшего размера радиатора, поскольку предназначен для полетов. С другой стороны, надо учитывать, что набегающим потоком сильнее охлаждается передняя часть. А ведь деформация на несколько микронов приводит к резкому увеличению или уменьшению трения поршня. А так как колец нет, а компрессия происходит за счет очень точного сопряжения деталей, начинают «гулять» мощность и количество оборотов. Автомодельный двигатель работает, как правило, в капотированном режиме с резко изменяемыми нагрузками. И требования к крутящему моменту на валу тоже разные. На автомобильных моторах он должен быть больше, потому что привод идет на колеса. Не столько важны обороты, сколько момент на валу. А он зависит от диаметра поршня и его хода.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Сейчас «Мастер Моторс» выпускает два типа одноцилиндровых двигателей – дизельные и с калильным зажиганием. Услышав слово «дизель», я встрепенулся: такой сложный двигатель можно уменьшить? Оказалось, так во всем мире называют компрессионный двигатель типа советских МК-12 и МК-16, в котором топливовоздушная смесь воспламенялась от сжатия. Топливом в нем служила смесь этилового эфира, минерального масла и керосина примерно в равных пропорциях. Кстати, самым лучшим авиамоделисты считают осветительный керосин. Двигатели с калильным зажиганием, где воспламенение топливовоздушной смеси происходит в конце такта сжатия от предварительно разогретой калильной головки, выигрывают за счет простоты и непревзойденной компактности, но они несколько дороже. Зимой калильный двигатель завести быстрее. С другой стороны, для запуска дизеля достаточно просто несколько раз провернуть винт, не надо раскалять калильную головку. В общем, есть сторонники и тех и других моторов. Но из-за применения эфира во многих странах, например в США, дизельные двигатели запрещены. В России тоже достать эфир довольно проблематично, хотя запретов на компрессионные двигатели нет. Хотя тот же метиловый спирт, который входит в состав топлива для калильных двигателей, тоже просто так в магазине не купишь.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Работают в «Мастер Моторс» очень быстро – от чертежа до металла проходит около месяца. Еще месяц на доводку. Летчиками-испытателями служат члены московского авиамодельного клуба «Школа высшего спортивного мастерства «Высота»», спортсмены мирового уровня. Все их замечания мгновенно учитывают на производстве. Опытные образцы микродвигателей проходят самые тщательные и взыскательные испытания. Несмотря на то что принципиально авиамодельные двигатели не изменились со времен МК-12, это совершенно иные моторы. Появились совсем другие материалы: например, если раньше для поршней использовался чугун, то сейчас – современные алюминиевые сплавы. Очень сильно увеличилась точность изготовления. Например, уплотнительные кольца в двигателе отсутствуют за счет очень точного сопряжения поверхностей гильзы и поршня. Причем на поршне и гильзе есть конус, и в верхней точке они замыкаются почти намертво. Поэтому они должны быть произведены с ювелирной точностью: 5 микрон для них очень грубо. На «Мастер Моторс» есть даже отдельные специалисты, которые занимаются только притиркой пары «поршень – гильза» для микродвигателей, предназначенных для спорта высоких достижений.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Гибридные мечты
Еще в далеком 1999 году в компании была разработана первая в мире гибридная автомодельная трансмиссия. Что она собой представляла? Двигатель, приводящий во вращение генератор, с которого электричество раздается на мотор-колеса, как в гигантском БелАЗе. Высокооборотистый модельный микродвигатель (25–35 тыс. оборотов в минуту) позволяет сделать очень маленький генератор. К сожалению, тогда на эту разработку не нашли инвесторов. Но идея не умерла. Сейчас разрабатываются портативные ранцевые электростанции мощностью 1–3 кВт, где будут стоять его высокооборотистые двигатели. «Такая мощность в одних руках!» – мечтает Анатолий Булгаков.
В ближайшее время «Мастер Моторс» планирует выйти на выпуск 2000 двигателей в месяц. На сегодняшний день микродвигатели компании становились чемпионами страны, Европы и мира. Их покупают почти во всех странах земного шара, где есть авиамодельный спорт. А сам Анатолий мечтает о новых современных станках, которые позволят ему делать и вовсе невероятные вещи. Прощаясь, спрашиваю напоследок: «А почему в детстве двигатель не завелся?» «Так там между поршнем и гильзой можно было палец засунуть», – смеется Булгаков.
девайс микро — эффект макро — «Хакер»
Конструкция роторного двигателя внутреннего сгорания изумительно проста: чтобы объяснить принцип его работы не потребуется и 5 минут, однако сама идея, прежде чем воплотиться в своей простой форме, «вызревала’ практически четыре столетия. Впервые мысль о подобном механизме зародилась еще в 16 столетии, но лишь в 1957 г. идея роторного мотора была полностью реализована в двигателе внутреннего сгорания, получившего название по имени гениального немецкого инженера Феликса Ванкеля, все труды и изобретения которого так или иначе связаны с моторами.
И вот уже в начало 21 века, прогресс не стоит на месте, ученые университета Беркли (Калифорния) из Micro-Rotary Combustion Lab (MRCL) создают миниатюрные источники энергии, которые будут минимум в 10 раз более энергоёмкими, чем традиционные источники питания (литиевые или щелочные батареи). Это новая «портативная энергетическая система» будет снабжена роторным двигателем внутреннего сгорания (двигателем Ванкеля — ДВС). Уже существует и проходит испытания самый маленький роторный двигатель в мире. Размером в однопенсовую монету, «мини-двигатель« сможет вскоре заменить электрические батарейки как более эффективный портативный источник питания для любых устройств — от портативных компьютеров до цифровых камер. Данный двигатель является первым в мире в своем классе способным снабжать энергией потребителя в непрерывном режиме. Однако данный технологический прорыв можно рассматривать лишь как первый шаг по направлению к созданию «микродвигателя» объемом в 1000 раз меньшим — размером приблизительно с одну из букв однопенсовой монеты, который расширяет границы использования ДВС.
Толчком к исследованиям явился тот факт, что жидкое углеводородное топливо имеет приблизительно в 50 раз большую энергоёмкость (энергия/вес), чем у традиционных электрических батарей. Это означает, что портативный источник энергии, использующий двигатель с 20% к.п.д. (двигатель автомобиля имеет к.п.д 30 %), вместе с ёмкостью для топлива, весил бы примерно столько же, сколько и традиционная батарейка, но имел бы энергоёмкость по крайней мере в 10 раз выше (!).
Энергия, производимая двигателем, является результатом управляемого горения. Подобно процессам в обычном ДВС, топливно-воздушная сгораемая смесь преобразует химическую энергию топлива. В противовес традиционным автомобильным двигателям, где горение происходит внутри камеры сгорания, роторный двигатель имеет плоскую (планарную) конструкцию с камерой имеющей форму приплюснутого овала и треугольным ротором. Ротор делит камеру на три камеры, где и происходит сгорание топлива. Горячие газы, производимые двигателем, толкают ротор, который приводит во вращение ось ротора. Эта ось может быть присоединена к электрическим или механическим приводам силового агрегата, для выработки либо механической, либо электрической энергии.
Изготовленный из стали методом электроэрозионного фрезерования (Electro-Discharge machining, EDM), двигатель имеет мощность до 4 Ватт, достаточную для снабжения электричеством фары. В ближайшее время исследователи планируют улучшить характеристики этого двигателя с целью повышения его мощности до 30-60 Ватт, требуемой для питания портативного компьютера. Усилия разработчиков направлены на улучшение уплотнений, модификацию ротора и картера, а также улучшения технологичности всего изделия. В качестве топлива в настоящее время используется водород, но в будущем будет использованы углеводородные типы топлива, такие как бутан. В процессе разработки двигателя, исследователи разработали всё вспомогательное оборудование, необходимое для тестирования двигателя и подобное испытательным стендам для традиционных ДВС. «Минидвигатель» имеет применение в качестве распределенного источника энергии для электронных устройств, когда он работает в паре с электрогенератором, или напрямую обеспечивая механической энергией миниатюрные устройства, например такие, как насосы, компрессоры, роботы или мини летательные аппараты.
В долгосрочные планы коллектива университета Беркли входят разработка «микро роторного» двигателя из керамических материалов размером несколько миллиметров и мощностью приблизительно в 30 милливатт (примерно такой же, как и у щелочной батарейки). Процесс производства этих «микродвигателей» уже готов. Технология, используемая для изготовления «микродвигателей» была разработана на основе технологий производства MEMS – микроэлетромеханических систем. MEMS использует технологии интегрированной печатной индустрии для изготовления механических устройств. Она комбинирует преимущества миниатюризации с массовостью производства и низкой стоимостью характерными для производства процессоров. Индустрия MEMS производит коммерческие устройства от датчиков автомобильных подушек безопасности до оптических микропереключателей для цифровых видео проекторов. Двигатель рассматриваемого размера мог бы производить приблизительно 30 милливатт мощности, используя при этом только 1/1000 унции топлива для двух часов работы.
Двигатель такого размера не только требует минимального количества топлива для работы, но и производит такое же минимальное загрязнение окружающей среды. В случае с «микродвигателем«, необходимо было бы более 100 таких «микродвигателей» для производства такого же количества CO2 , кое вырабатывает один человек.
В процессе разработки «микродвигателя» имеется ряд сложностей для достижения требуемой точности, контроля за термодинамическими параметрами горения и уменьшения тепловых потерь, дозирования и подвода топлива и воздуха и ряд других. Эти проблемы в настоящее время исследованы и решены с использованием уникальных конструкторских и технологических решений.
Этот проект финансируется DARPA (Defense Advance Research Project Agency). DARPA финансирует передовые исследования, результаты которых будут востребованы в будущем. Американское правительство смогло бы использовать портативные энергетические установки для уменьшения веса солдатского снаряжения, так же в энергетических установках микро разведывательных аппаратов или снабжения энергией удаленных (выносных) датчиков. Коммерческое использование включает в себя портативные электронные устройства, такие как переносные компьютеры, сотовые телефоны, диктофоны и т.п.
Удивительный микродвигатель внутреннего сгорания | Наука 21 век
Ученые из России, Нидерландов и Германии разработали микродвигатель нового типа – он работает на сгорании кислорода и водорода. В статье, представленной в журнале Scientific Reports, они описывают процесс строительства микродвигателя, принципы его работы и его значение для микросистем будущего.
Чем меньше становятся электронные устройства, тем сильнее ощущается нужда в миниатюрных двигателях – но научная разработка последних идет с черепашьей скоростью. Микродвигатели на силах электростатического взаимодействия слишком маломощны, а КПД традиционных двигателей внутреннего сгорания падает по мере их уменьшения. Но, кажется, новый двигатель внутреннего сгорания решает многие из этих проблем – только сами авторы изобретения не очень понимают, как оно работает.
Двигатель очень прост. Ученые соорудили крошечную камеру высокого давления, на одном конце которой размещалась гибкая мембрана; а потом поместили внутрь провода, проложенные в растворе соленой воды. Если пустить по проводам ток, водород и кислород в воде диссоциируют в мельчайшие пузырьки (т.е., произойдет электролиз). Этот процесс поднимает давление в камере (примерно до 3,6 бар), заставляя мембрану выгибаться (примерно на 1,4 микрона). Отключение электричества возвращало мембрану в исходное состояние, но одной распыляемой мощности явно недостаточно, чтобы объяснить высокую скорость возвратного движения. Ученые подозревают, что газ мог снова превратиться в молекулы воды. Так или иначе, быстрый «ход» мембраны туда-сюда может использоваться в качестве силового механизма – то есть двигателя.
Что примечательно, габариты нового микродвигателя – всего 100х100х5 микронов. Изготовили ее из кремниевых пластин, покрытых слоем нитрида кремния и платиновыми электродами. Мембрана была частью пластины — ее выгравировали на задней части пластины.
Для своего размера микродвигатель выдает очень большой крутящий момент; именно поэтому он может стать основой крошечных устройств, которые будут или осуществлять движение (закачивать жидкость, например), или перемещаться сами (например, внутри кровеносных сосудов). Изобретатели двигателя и другие ученые, безусловно, будут продолжать выяснять принцип его работы и прикидывать, насколько его можно миниатюризировать.
Микродвигатель представлен в журнале Scientific Reports.
По материалам Phys.org.
Артём Космарский nauka21vek.ru
Конструкция микросхемы. (a) Кремниевая пластина с верхним слоем SiRN соединена со стеклянной пластиной. (b) Оптическое изображение камеры в устройстве. Мембрана (окрашена зеленым) вырезана не до конца; в норме она совпадает с камерой по размеру. По расположенными в центре электродами виден датчик температуры (из поликристаллического кремния). (с) Общая конструкция микросхемы: входы/выходы, удлиненные каналы и шесть столбиковых вывода (два для электродов и четыре для датчика). (d). Полностью функциональное устройство, приклеенное к блоку управления, запечатанное, с проволочным монтажом.
Ю. Неелов: В России будет налажено производства отечественных микродвигателей для авиамоделизма
Председатель Комитета Совета Федерации по экономической политике Юрий Неёлов проинформировал Совет палаты о выполнении поручения Председателя Совета Федерации Валентины Матвиенко, касающегося налаживания эффективного импортозамещения в сфере производства отечественных микродвигателей и двигателей для авиамоделизма.
Председатель Комитета Совета Федерации по экономической политике Юрий Неёлов проинформировал Совет палаты о выполнении поручения Председателя Совета Федерации Валентины Матвиенко, касающегося налаживания эффективного импортозамещения в сфере производства отечественных микродвигателей и двигателей для авиамоделизма.
Вопрос о том, что отсутствие их производства существенно сдерживает детское творчество, был поднят на парламентских слушаниях на тему «Об общенациональной стратегии развития воспитания в Российской Федерации», которые прошли в СФ 13 апреля 2015 года. В связи с этим было дано протокольное поручение Совета палаты проработать с Министерством промышленности и торговли вопрос о перспективах промышленного производства микродвигателя марки «Феникс».
В ходе проработки вопроса выяснилось, что производством микродвигателей с 1988 по 2005 годы занималась ярославская фирма «Мастер», специализирующаяся также на металлообработке. За 17 лет было выпущено более 40 модификаций двигателей внутреннего сгорания объемом от 1,5 куб.см до 15 куб.см, общий выпуск превысил 80 тысяч изделий. Модели с двигателями «Мастер» неоднократно занимали призовые места на многих международных соревнованиях.
В 90-е годы, в связи с ухудшением экономического состояния населения, резким сокращением кружков авто-, судо- и авиамодельного спорта сократился спрос на высококачественные отечественные микродвигатели, что привело к сокращению их производства в России.
В 2000-е годы на их смену пришли более дешевые и худшие по техническим характеристикам китайские двигатели, хотя для развития технического творчества детей и подростков требуются современные отечественные разработки.
Фирма «Мастер» приняла решение возобновить производство микродвигателей после достижения договоренностей с ДОСААФ России о том, что такие двигатели будут использоваться в региональных кружках детского технического творчества и кружках спортсменов и любителей авто-, судо-, авиамодельного спорта.
Модельные микродвигатели
С 1 декабря 2015 года планируется возобновить производство таких микродвигателей в количестве 10 тысяч двигателей в год. Уже выпущены опытные образцы, сообщил Юрий Неёлов.
Серийное производство таких двигателей будет способствовать прекращению импортозависимости в важной области развития технического потенциала молодежи России, будет способствовать развитию интереса молодежи к техническому творчеству, подчеркнул сенатор.
Новый тип микродвигателя, использующего внутреннее сгорание водорода и кислорода
Абхари, Ф., Джаафар, Х. и Юнус, Н.А. Комплексное исследование технологий микронасосов. Int. J. Electrochem. Sci. 7. С. 9765–9780 (2012).
CAS
Google Scholar
Ашраф, М. В., Тайяба, С. и Афзулпуркар, Н. Микрожидкостные устройства на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) для биомедицинских приложений. Int. J. Mol.Sci. 12. С. 3648–3704 (2011).
CAS
Статья
Google Scholar
Марута К. Микро- и мезомасштабное горение. Proc. Гореть. Inst. 2011. Т. 33. С. 125–150.
CAS
Статья
Google Scholar
Весер Г. Экспериментальное и теоретическое исследование окисления h3 в высокотемпературном каталитическом микрореакторе. Chem. Англ. Sci. 56, 1265–1273 (2001).
CAS
Статья
Google Scholar
Фернандес-Пелло, А.C. Микроэнергетика с использованием сжигания: проблемы и подходы. Proc. Гореть. Inst. 29, 883–899 (2002).
Артикул
Google Scholar
Световой В. Б., Сандерс Р. Г. П., Ламмерик Т. С. Дж. И Элвенспук М. С. Горение водородно-кислородной смеси в электрохимически генерируемых нанопузырьках. Phys. Ред. E 84, 035302 (R) (2011).
ADS
Статья
Google Scholar
Световой, В.Б., Сандерс, Р. Г. П. и Элвенспук, М. С. Переходные нанопузырьки при кратковременном электролизе. J. Phys .: Cond. Иметь значение. 25, 184002 (2013).
ADS
Google Scholar
Седдон, Дж. Р. Т., Лозе, Д., Дакер, В. А. и Крейг, В. С. Дж. Обсуждение нанопузырьков на поверхности и в объеме. Chem. Phys. Chem. 13, 2179–2187 (2012).
CAS
Статья
Google Scholar
Бреннер, М.П. и Лозе, Д. Механизм динамического равновесия для стабилизации поверхностных нанопузырьков. Phys. Rev. Lett. 101, 214505 (2008).
Седдон, Дж. Р. Т., Зандвлит, Х. Дж. У. и Лозе, Д.Газ Кнудсена обеспечивает стабильность нанопузырьков. Phys. Rev. Lett. 107, 116101 (2011).
ADS
Статья
Google Scholar
Weijs, J. H. & Lohse, D. Почему поверхностные нанопузырьки живут часами. Phys. Rev. Lett. 110, 054501 (2013).
ADS
Статья
Google Scholar
Weiss, L. Производство энергии за счет изменения фазы в MEMS и микроустройствах, обзор. Int.J. Therm. Sci. 50. С. 639–647 (2011).
Артикул
Google Scholar
Де Волдер М. и Рейнаертс Д. Пневматические и гидравлические микроактюаторы: обзор. J. Micromech. Microeng. 20, 043001 (2010).
ADS
Статья
Google Scholar
Pelrine, R., Kornbluh, R., Pei, Q. & Joseph, J. Высокоскоростные эластомеры с электрическим приводом и деформацией более 100%.Science 287, 836–839 (2000).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Brochu, P. & Pei, Q. B. Достижения в области диэлектрических эластомеров для приводов и искусственных мышц. Макромол. Rapid Commun. 31, 10–36 (2010).
CAS
Статья
Google Scholar
Шиан, С., Диболд, Р. М. и Кларк, Д. Р. Настраиваемые линзы с использованием приводов из прозрачного диэлектрического эластомера.Оптика Экспресс 21, 8669–8676 (2013).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Neagu, C. R., Gardeniers, J. G. E., Elwenspoek, M. C. & Kelly, J. J. Электрохимический микроактюатор: принцип и первые результаты. J. Microelectromechan. Syst. 5, 2–9 (1996).
CAS
Статья
Google Scholar
Кэмерон, К. Г. и Фройнд, М. С. Электролитические приводы: альтернативные высокопроизводительные устройства на основе материалов.Proc. Natl. Акад. Sci. USA 99, 7827–7831 (2002).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Hua, S. Z., Sachs, F., Yang, D. X. & Chopra, H. D. Микрожидкостное срабатывание с использованием электрохимически генерируемых пузырьков. Анальный. Chem. 74, 6392–6396 (2002).
CAS
Статья
Google Scholar
Атея, Д. А., Шах, А. А. и Хуа, С. З. Микронасос с электрохимическим приводом.Rev. Sci. Instrum. 75, 915–920 (2004).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Менг Д. и Ким К. Дж. Микронасос жидкости путем направленного роста и избирательного удаления пузырьков газа. Lab Chip 8, 958–968 (2008).
CAS
Статья
Google Scholar
Кджанг, Э., Джилали, Н. и Синтон, Д. Микрожидкостные топливные элементы: обзор. J. Источники энергии 186, 353–369 (2009).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Li, P.-Y., Sheybani, R., Gutierrez, C.A., Kuo, J. T. W. и Meng, E. Электрохимический привод с париленовым сильфоном. J. Microelectromechan. С. 19. 2010. С. 215–228.
CAS
Статья
Google Scholar
Ван ден Брук, Д. М. и Элвенспук, М. Зарождение пузырьков во взрывном микропузырьковом приводе.J. Micromech. Microeng. 18, 064003 (2008).
ADS
Статья
Google Scholar
Шен М., Беннетт Н., Динг Ю. и Скотт К. Краткая модель для оценки электролиза воды. Int. J. Hydrogen Energy 36, 14335–14341 (2011).
CAS
Статья
Google Scholar
Фогт, Х. и Бальцер, Р. Дж. Пузырьковое покрытие выделяющих газ электродов в застойных электролитах.Электрохим. Acta 50, 2073 (2005).
CAS
Статья
Google Scholar
Бард А. Дж. И Фолкнер Л. Р. Электрохимические методы (Wiley, Нью-Йорк, США, 1980).
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Мощное обещание загадочного нового микроскопического двигателя внутреннего сгорания
Двигатели сыграли решающую роль в индустриализации мира. Трудно придумать инновацию, которая оказала бы большее влияние.
Сегодня наблюдается тенденция к созданию более эффективных двигателей меньшего размера. Есть реактивные двигатели размером с кофейную чашку, приводящие в действие автономные летательные аппараты, и мощные электродвигатели, которые делают детские вертолеты более полезными, чем все, что было возможно всего 10 лет назад.
Но есть веские основания полагать, что двигатели внутреннего сгорания вряд ли в ближайшее время станут намного компактнее. Двигатели внутреннего сгорания становятся чрезвычайно неэффективными по мере их уменьшения, потому что тепло уходит быстрее. Это неизбежный результат того, что объем и площадь поверхности изменяются относительно друг друга по мере того, как объекты становятся меньше.(Тот же эффект является причиной того, что мышам трудно оставаться в тепле, в то время как слонам трудно остыть.)
Таким образом, большинство микродвигателей полагаются на другие эффекты для создания силы. Есть две основные категории: тепловые силы, которые имеют тенденцию быть медленными, и электростатические силы, которые имеют тенденцию быть слабыми. Что нужно, так это что-то более сильное и быстрое.
Сегодня Виталий Световой из Университета Твенте сказал, что они открыли совершенно новый механизм создания сил на микромасштабе, одновременно мощных и быстрых.И хотя они еще не полностью понимают этот механизм, они считают, что он основан на диссоциации воды на водород и газообразный кислород и его рекомбинации обратно в воду.
Эти ребята даже построили микродвигатель, демонстрирующий это явление. «Этот привод — первый шаг к действительно микроскопическим двигателям внутреннего сгорания», — говорят они.
Новый двигатель внутреннего сгорания принципиально прост. Он состоит из крошечной камеры, заполненной водой и содержащей пару электродов, подключенных к цепи.Прохождение тока через цепь заставляет воду диссоциировать на кислород и водород, которые затем образуют нанопузырьки.
Хотя эти пузырьки слишком малы, чтобы их можно было увидеть, объем газа резко увеличивает давление в камере, вызывая деформацию мембраны на одном конце. Это то, что порождает силу.
Когда ток прекращается, давление быстро падает. На самом деле так быстро, что исследователи не совсем понимают, почему. Это определенно слишком быстро для обычных процессов, таких как диффузия газа из камеры или растворение обратно в жидкость.
Но Световой и думают, что знают, что происходит. Их идея заключается в том, что при отключении тока водород и кислород в нанопузырьках самопроизвольно воспламеняются, превращаясь обратно в воду. Именно это сгорание и удаление газа приводит к такому быстрому падению давления.
Независимо от механизма, они применяют переменное напряжение / ток с частотой 50 кГц для создания своего двигателя. Это создает постоянный источник пузырьков для горения и вызывает возвратно-поступательную вибрацию мембраны, которую можно использовать для выполнения работы.Вуаля! Микроскопический двигатель внутреннего сгорания.
Это захватывающая разработка, которая обещает множество возможностей. Световой и компания не описывают какие-либо потенциальные области применения своих новых двигателей внутреннего сгорания, поэтому я оставлю это читателям MIT Technology Review . Идеи, пожалуйста, в разделе комментариев ниже.
Ссылка: http://arxiv.org/abs/1402.7101: Микродвигатель нового типа, использующий внутреннее сгорание водорода и кислорода
(PDF) Микродвигатель нового типа, использующий внутреннее сгорание водорода и кислорода
Увеличьте DT, чтобы найти
0
515 В
21
м
21
при T520uC и a50.024 К
21
.
Независимо a50.024 60.001 K
21
было определено по нашим образцам
с использованием внешнего нагрева. Температурная зависимость
тока Фарадея использовалась для извлечения информации об эффективной температуре
(см. Вставку на рис. 3b). Температура, определенная таким образом в
, ближе к максимальной температуре, чем к средней
, потому что наиболее значительный вклад в ток вносят
наиболее горячих областей вокруг электродов.Наши встроенные тепловые датчики
были недостаточно быстрыми, чтобы измерить изменение температуры на шкале времени
100 мс, предположительно из-за паразитных электрических эффектов.
Даже при очень высоком пересыщении гомогенное зародышеобразование
все еще является процессом активации. Нагревание увеличивает скорость зародышеобразования
, включая пузырьки, содержащие только газы H
2
или O
2
. Поскольку в камере появляется больше
непрореагировавшего газа, давление должно увеличиваться на
быстрее.Этот эффект отвечает за более быстрое, чем линейное увеличение d (t)
на Рисунке 3a. Аналогичное поведение должно наблюдаться при повышении внешней температуры
. Чтобы увидеть этот эффект, один чип был приклеен к плоскому резистивному нагревателю
и откалиброван с помощью термопары. Эта конфигурация
наблюдалась сверху. Результаты виброметра были эквивалентны
результатам, наблюдаемым снизу, за исключением случайного
рассеяния на микропузырьках, чаще появляющегося на низких частотах
или высоких токах.Результаты, показанные на рис. 4а, демонстрируют значительную зависимость отклонения
Программа исследований двигателей внутреннего сгорания миллиметрового масштаба разрабатывается совместно Кембриджским исследовательским центром горения и Центром микротехники и нанотехнологий Университета Бирмингема.Этот проект микродвигателя объединяет новинки в производстве, сгорании и конструкции микродвигателя с тесным взаимодействием опыта микромеханизма и сгорания.
Большинство жидких углеводородных топлив содержат в 300 раз больше энергии на единицу веса, чем никель-кадмиевые батареи, и в 100 раз больше, чем литий-ионные батареи. Микродвигатель может высвобождать энергию из топлива и, возможно, заменять батареи в портативных устройствах.
Он не только прослужит намного дольше, чем батарея того же веса (примерно в 20 раз при эффективности 10%), но и потребует немного времени для замены топливной капсулы. В качестве очень компактного источника энергии микродвигатели могут найти применение в медицинских устройствах, военной технике, КПК, ноутбуках, мобильных телефонах и даже игрушках!
Первоначальная идея создания микродвигателя с использованием технологии микроэлектромеханических систем (MEMS) была предложена Аланом Эпштейном и Стивеном Сентуриа из Массачусетского технологического института (MIT) в середине 1990-х годов.Исследования в Европе начались в Университете Бирмингема в 1999 году и привели к запатентованному процессу изготовления и нескольким прототипам микродвигателей. Предлагаемый проект сотрудничества между двумя университетами направлен на создание микродвигателя внутреннего сгорания с платформой 5 x 15 x 3 мм в габаритных размерах и ожидаемой выходной мощностью 11,2 Вт при скорости порядка 50 000 об / мин.
Одна из основных проблем микродвигателей заключается в том, что компоненты на основе кремния не выдерживают высоких температур сгорания.Второй барьер состоит в том, чтобы обеспечить устойчивое горение в небольших размерах, на которые влияет теплопередача. Решение, предложенное исследователями, состоит в том, чтобы изготавливать микрокомпоненты из керамических материалов и эксплуатировать двигатель на высоких оборотах, используя процессы самовоспламенения, чтобы преодолеть проблему теплопередачи. Исследователи надеются, что развитие процесса позволит вывести на рынок микродвигатели.
Источник: Кембриджский университет.
Исследователи разработали новый вид микродвигателя внутреннего сгорания
Ссылка :
Микродвигатели (12 января 2006 г.)
получено 20 июля 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2006-01-micro -otors.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
Ученые разработали новый вид микродвигателя внутреннего сгорания
Дизайн микросхемы.(а) Кремниевая пластина со слоем SiRN наверху соединена со структурированной стеклянной пластиной. (б) Оптическое изображение камеры в устройстве перед заполнением. Мембрана (выделена зеленым светом снизу) протравлена не полностью, но обычно совпадает с размером камеры. Под центральными электродами виден термодатчик (поликремний). (c) Общая конструкция микросхемы: входы / выходы, длинные каналы и шесть контактных площадок (2 для электродов и 4 для датчика). (d) Полностью функционирующее устройство, приклеенное к печатной плате, опломбированное и скрепленное проводами.Кредит: Научные отчеты 4, Номер статьи: 4296 DOI: 10.1038 / srep04296
(Phys.org) — группа исследователей из России, Нидерландов и Германии разработала новый тип микродвигателя, основанный на возможном сгорании кислорода и водорода. В своей статье, опубликованной в Scientific Reports , команда описывает, как они построили новый движок, как, по их мнению, он работает и что он может означать для разработки будущих микросистем.
По мере того как ученые создавали устройства все меньшего размера, потребность во все меньших микродвигателях возрастала, к сожалению, наука о крошечных двигателях не успевала за ними.Те, которые основаны на электростатических силах, не могут производить достаточную мощность, а традиционные двигатели внутреннего сгорания становятся все менее и менее эффективными по мере их уменьшения. В этом новом усилии исследователи построили крошечный двигатель внутреннего сгорания новым способом, который преодолевает проблемы других до него, хотя они не могут точно сказать, как он работает.
Двигатель очень простой. Команда построила крошечную барокамеру с гибкой мембраной на одном конце, а затем добавила внутрь провода, которые проходили через раствор соленой воды.Передача тока по проводам приводила к диссоциации водорода и кислорода в воде на крошечные пузырьки (например, электролиз). Это вызвало повышение давления внутри камеры (примерно 3,6 бар), заставившее мембрану выгнуться наружу (примерно 1,4 микрона). Отключение тока привело к тому, что мембрана вернулась к своей естественной форме, но, как ни странно, это произошло намного быстрее, чем следовало бы, из-за рассеяния — исследователи подозревают, что вместо этого газ снова сгорел в молекулы воды.В любом случае, быстрое движение вперед и назад мембрана может быть использована в качестве силового механизма — двигателя.
Примечательно, что новый микродвигатель имеет размер всего 100 × 100 × 5 микрон и был изготовлен с использованием кремниевых пластин, покрытых слоем богатого кремнием нитрида и платиновых электродов. Мембрана была частью пластины, протравленной с обратной стороны.
Микродвигатель вырабатывает большой крутящий момент для своего размера и, таким образом, вполне может служить основой для очень крошечных устройств, которым необходимо либо выполнять физическую работу (например,грамм. перекачивать жидкость) или перемещаться (возможно, внутри кровеносных сосудов человека). В то же время несомненно, что первоначальная команда и другие будут работать, пытаясь точно выяснить, почему двигатель работает, и определить, насколько маленьким может быть такой двигатель.
Первый успешный тест на стабильность горения J-2X Дополнительная информация: Новый тип микродвигателя, использующего внутреннее сгорание водорода и кислорода, Scientific Reports 4, Номер статьи: 4296 DOI: 10.1038 / srep04296
Аннотация Микросистемы становятся частью повседневной жизни, но их применение ограничено из-за отсутствия сильных и быстрых двигателей (исполнительных механизмов), преобразующих энергию в движение. Например, широко распространенные двигатели внутреннего сгорания не могут быть уменьшены в масштабе, потому что реакции сгорания гасятся в небольшом пространстве. Здесь мы представляем актуатор с размерами 100 × 100 × 5 мкм3, который использует внутреннее сгорание водорода и кислорода как часть своего рабочего цикла. Электролиз воды, управляемый короткими импульсами напряжения, создает дополнительное давление 0.5–4 бар на время 100–400 мкс в камере, закрытой гибкой мембраной. Когда импульсы выключаются, это давление сбрасывается еще быстрее, что позволяет производить механическую работу за короткие циклы. Мы приводим аргументы в пользу того, что это неожиданно быстрое падение давления происходит из-за самовозгорания газов в камере. Этот привод — первый шаг к действительно микроскопическим двигателям внутреннего сгорания.
Ссылка :
Исследователи разрабатывают новый вид микродвигателя внутреннего сгорания (14 марта 2014 г.)
получено 20 июля 2021 г.
из https: // techxplore.ru / news / 2014-03-kind-internal-burn-microengine.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
Микромоторы получают наддув с тремя «двигателями» — ScienceDaily
Когда-нибудь микроскопические роботы смогут выполнять полезные функции, такие как диагностическое тестирование датчиков «лаборатория на кристалле», создание микроповерхностей или ремонт оборудования в ограниченном пространстве.Но сначала ученые должны иметь возможность жестко контролировать скорость микроботов. Теперь исследователи, сообщающие в ACS Chemistry of Materials , разработали микродвигатели с тремя «двигателями», которыми они могут управлять отдельно с помощью химического топлива, магнитов и света.
Микромоторы
— это крошечные инструменты, которые преобразуют стимулы, такие как химическое топливо, свет, магнитные поля или звук, в движение для выполнения задач. Ранее исследователи продемонстрировали микродвигатели, приводимые в действие одним или двумя из этих стимулов.Например, микродвигатели, содержащие двигатели с наночастицами платины, могут приводиться в действие путем добавления небольшого количества перекиси водорода в раствор. Катализатор двигателя превращает топливо перекиси водорода в пузырьки, которые продвигают микромотор через жидкость. Беатрис Хурадо Санчес, Альберто Эскарпа и его коллеги хотели создать микромотор с «наддувом» с тремя двигателями, работающими на разных видах топлива.
Чтобы сделать свои микродвигатели, команда покрыла микросферы из полистирола слоями золота и 2D-наноматериалов.Затем они прикрепили три разные наночастицы, которые функционировали как двигатели и заставляли микромоторы реагировать на перекись водорода, магниты и свет. Когда исследователи подвергли микродвигатели воздействию всех трех стимулов одновременно, скорость увеличилась на целых 73% по сравнению с микромоторами, содержащими только два двигателя. Микродвигатели с наддувом могли двигаться с относительно высокой скоростью даже в вязких жидкостях, включая слюну, кровь и молоко.
Основной задачей двигателей внутреннего сгорания, использующиеся на всевозможной технике, является преобразование энергии, которая выделяется при сжигании определенных веществ, в случае с ДВС – это топливо на основе нефтепродуктов или спиртов и воздуха, необходимого для горения.
Преобразование энергии производится в механическое действие – вращение вала. Далее уже это вращение передается дальше, для выполнения полезного действия.
Однако реализация всего этого процесса не такая уж и простая. Нужно организовать правильно преобразование выделяемой энергии, обеспечить подачу топлива в камеры, где производиться сжигание топливной смеси для выделения энергии, отвод продуктов горения. И это не считая того, что тепло, выделяемое при сгорании нужно куда-то отводить, нужно убрать трение между подвижными элементами. В общем, процесс преобразования энергии сложен.
Поэтому ДВС – устройство довольно сложное, состоящее из значительного количества механизмов, выполняющих определенные функции. Что же касается преобразования энергии, то выполняет его механизм, называющийся кривошипно-шатунным. В целом, все остальные составные части силовой установки лишь обеспечивают условия для преобразования и обеспечивают максимально возможный выход КПД.
Принцип действия кривошипно-шатунного механизма
Основная же задача лежит на этом механизме, ведь он преобразовывает возвратно-поступательное перемещение поршня во вращение коленчатого вала, того вала, от движения которого и производится полезное действие.
Устройство КШМ
Чтобы было более понятно, в двигателе есть цилиндро-поршневая группа, состоящая из гильз и поршней. Сверху гильза закрыта головкой, а внутри ее помещен поршень. Закрытая полость гильзы и является пространством, где производится сгорание топливной смеси.
При сгорании объем горючей смеси значительно возрастает, а поскольку стенки гильзы и головка являются неподвижными, то увеличение объема воздействует на единственный подвижный элемент этой схемы – поршень. То есть поршень воспринимает на себя давление газов, выделенных при сгорании, и от этого смещается вниз. Это и является первой ступенью преобразования – сгорание привело к движению поршня, то есть химический процесс перешел в механический.
И вот далее уже в действие вступает кривошипно-шатунный механизм. Поршень связан с кривошипом вала посредством шатуна. Данное соединение является жестким, но подвижным. Сам поршень закреплен на шатуне посредством пальца, что позволяет легко шатуну менять положение относительно поршня.
Шатун же своей нижней частью охватывает шейку кривошипа, которая имеет цилиндрическую форму. Это позволяет менять угол между поршнем и шатуном, а также шатуном и кривошипом вала, но при этом смещаться шатун вбок не может. Относительно поршня он только меняет угол, а на шейке кривошипа он вращается.
Поскольку соединение жесткое, то расстояние между шейкой кривошипа и самим поршнем не изменяется. Но кривошип имеет П-образную форму, поэтому относительно оси коленвала, на которой размещен этот кривошип, расстояние между поршнем и самим валом меняется.
За счет применения кривошипов и удалось организовать преобразование перемещения поршня во вращение вала.
Но это схема взаимодействия только цилиндро-поршневой группы с кривошипно-шатунным механизмом.
На деле же все значительно сложнее, ведь имеются взаимодействия между элементами этих составляющих, причем механические, а это значит, что в местах контакта этих элементов будет возникать трение, которое нужно по максимуму снизить. Также следует учитывать, что один кривошип неспособен взаимодействовать с большим количеством шатунов, а ведь двигатели создаются и с большим количеством цилиндров – до 16. При этом нужно же и обеспечить передачу вращательного движения дальше. Поэтому рассмотрим, из чего состоит цилиндро-поршневая группа (ЦПГ) и кривошипно-шатунный механизм (КШМ).
Начнем с ЦПГ. Основными в ней являются гильзы и поршни. Сюда же входят и кольца с пальцами.
Гильза
Съёмная гильза
Гильзы существуют двух типов – сделанные непосредственно в блоке и являющиеся их частью, и съемные. Что касается выполненных в блоке, то представляют они собой цилиндрические углубления в нем нужной высоты и диаметра.
Съемные же имеют тоже цилиндрическую форму, но с торцов они открыты. Зачастую для надежной посадки в свое посадочное место в блоке, в верхней части ее имеется небольшой отлив, обеспечивающий это. В нижней же части для плотности используются резиновые кольца, установленные в проточные канавки на гильзе.
Внутренняя поверхность гильзы называется зеркалом, потому что она имеет высокую степень обработки, чтобы обеспечить минимально возможное трение между поршнем и зеркалом.
В двухтактных двигателях в гильзе проделываются на определенном уровне несколько отверстий, которые называются окнами. В классической схеме ДВС используется три окна – для впуска, выпуска и перепуска топливной смеси и отработанных продуктов. В оппозитных же установках типа ОРОС, которые тоже являются двухтактными, надобности в перепускном окне нет.
Поршень
Поршень принимает на себя энергию, выделяемую при сгорании, и за счет своего перемещения преобразовывает ее в механическое действие. Состоит он из днища, юбки и бобышек для установки пальца.
Устройство поршня
Именно днищем поршень и воспринимает энергию. Поверхность днища в бензиновых моторах изначально была ровной, позже на ней стали делать углубления для клапанов, предотвращающих столкновение последних с поршнями.
В дизельных же моторах, где смесеобразование происходит непосредственно в цилиндре, и составляющие смеси туда подаются по отдельности, в днищах поршня выполнена камера сгорания – углубления особой формы, обеспечивающие более лучшее смешивание компонентов смеси.
Отличие дизельного двигателя от бензинового
В инжекторных бензиновых двигателях тоже стали применять камеры сгорания, поскольку в них тоже составные части смеси подаются по отдельности.
Юбка является лишь его направляющей в гильзе. При этом нижняя часть ее имеет особую форму, чтобы исключить возможность соприкосновения юбки с шатуном.
Чтобы исключить просачивание продуктов горения в подпоршневое пространство используются поршневые кольца. Они подразделяются на компрессионные и маслосъемные.
В задачу компрессионных входит исключение появления зазора между поршнем и зеркалом, тем самым сохраняется давление в надпоршневом пространстве, которое тоже участвует в процессе.
Если бы компрессионных колец не было, трение между разными металлами, из которых изготавливаются поршень и гильза было бы очень высоким, при этом износ поршня происходил бы очень быстро.
В двухтактных двигателях маслосъемные кольца не применяются, поскольку смазка зеркала производиться маслом, которое добавляется в топливо.
В четырехтактных смазка производится отдельной системой, поэтому чтобы исключить перерасход масла используются маслосъемные кольца, снимающие излишки его с зеркала, и сбрасывая в поддон. Все кольца размещаются в канавках, проделанных в поршне.
Бобышки – отверстия в поршне, куда вставляется палец. Имеют отливы с внутренней части поршня для увеличения жесткости конструкции.
Палец представляет собой трубку значительной толщины с высокоточной обработкой внешней поверхности. Часто, чтобы палец не вышел за пределы поршня во время работы и не повредил зеркало гильзы, он стопориться кольцами, размещающимися в канавках, проделанных в бобышках.
Это конструкция ЦПГ. Теперь рассмотрим устройство кривошипно-шатунного механизма.
Шатун
Итак, состоит он из шатуна, коленчатого вала, посадочных мест этого вала в блоке и крышек крепления, вкладышей, втулки, полуколец.
Шатун – это стержень с отверстием в верхней части под поршневой палец. Нижняя часть его сделана в виде полукольца, которым он садится на шейку кривошипа, вокруг шейки он фиксируется крышкой, внутренняя поверхность ее тоже выполнена в виде полукольца, вместе с шатуном они и формируют жесткое, но подвижное соединение с шейкой – шатун может вращаться вокруг ее. Соединяется шатун со своей крышкой посредством болтовых соединений.
Чтобы снизить трение между пальцем и отверстием шатуна применяется медная или латунная втулка.
По всей длине внутри шатун имеет отверстие, через которое масло подается для смазки соединения шатуна и пальца.
Коленчатый вал
Перейдем к коленчатому валу. Он имеет достаточно сложную форму. Осью его выступают коренные шейки, посредством которых он соединен с блоком цилиндров. Для обеспечения жесткого соединения, но опять же подвижного, в блоке посадочные места вала выполнены в виде полуколец, второй частью этих полуколец выступают крышки, которыми вал поджимается к блоку. Крышки к с блоком соединены болтами.
Коленвал 4-х цилиндрового двигателя
Коренные шейки вала соединены с щеками, которые являются одной из составных частей кривошипа. В верхней части этих щек располагается шатунная шейка.
Количество коренных и шатунных шеек зависит от количества цилиндров, а также их компоновки. В рядных и V-образных двигателях на вал передаются очень большие нагрузки, поэтому должно быть обеспечено крепление вала к блоку, способное правильно распределять эту нагрузку.
Для этого на один кривошип вала должно приходиться две коренные шейки. Но поскольку кривошип размещен между двух шеек, то одна из них будет играть роль опорной и для другого кривошипа. Из этого следует, что у рядного 4-цилиндрового двигателя на валу имеется 4 кривошипа и 5 коренных шеек.
У V-образных двигателей ситуация несколько иная. В них цилиндры расположены в два ряда под определенным углом. Поэтому один кривошип взаимодействует с двумя шатунами. Поэтому у 8-цилиндрового двигателя используется только 4 кривошипа, и опять же 5 коренных шеек.
Уменьшение трения между шатунами и шейками, а также блоком с коренными шейками достигается благодаря использованию вкладышей – подшипников трения, которые помещаются между шейкой и шатуном или блоком с крышкой.
Смазка шеек вала производится под давлением. Для подачи масла применяются каналы, проделанные в шатунных и коренных шейках, их крышках, а также вкладышах.
В процессе работы возникают силы, которые пытаются сместить коленчатый вал в продольном направлении. Чтобы исключить это используются опорные полукольца.
В дизельных двигателях для компенсации нагрузок используются противовесы, которые прикрепляются к щекам кривошипов.
Маховик
С одной из сторон вала сделан фланец, к которому прикрепляется маховик, выполняющий несколько функций одновременно. Именно от маховика передается вращение. Он имеет значительный вес и габариты, что облегчает вращение коленчатому валу после того, как маховик раскрутится. Чтобы запустить двигатель нужно создать значительное усилие, поэтому по окружности на маховик нанесены зубья, которые называются венцом маховика. Посредством этого венца стартер раскручивает коленчатый вал при запуске силовой установки. Именно к маховику присоединяются механизмы, которые и используют вращение вала на выполнение полезного действия. У автомобиля это трансмиссия, обеспечивающая передачу вращения на колёса.
Чтобы исключить осевые биения, коленчатый вал и маховик должны быть хорошо отбалансированы.
Другой конец коленчатого вала, противоположный фланцу маховика используется зачастую для привода остальных механизмом и систем мотора: к примеру, там может размещаться шестерня привода масляного насоса, посадочное место для приводного шкива.
Это основная схема коленчатого вала. Особо нового пока ничего не придумано. Все новые разработки направлены пока только на снижение потерь мощности в результате трения между элементами ЦПГ и КШМ.
Также стараются снизить нагрузку на коленчатый вал путем изменения углов положения кривошипов относительно друг друга, но особо значительных результатов пока нет.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ): назначение, устройство, принцип работы
Если есть что-то, что прочно ассоциируется с любым автомобилем, это механизм двигателя. Как ни странно, принцип его действия мало изменился с тех пор, как 120 лет назад Карл Бенц запатентовал свой первый автомобиль. Система усложнялась, обрастала сложной электроникой, совершенствовалась, но кривошипно-шатунный механизм (КШМ) остался самым узнаваемым “портретом” любого мотора.
Что такое КШМ и для чего он нужен?
Двигатель в процессе работы должен давать какое-то постоянное движение, и удобней всего, чтобы это было равномерное вращение. Однако силовая часть (цилиндро-поршневая группа, ЦПГ) вырабатывает поступательное движение. Значит, нужно сделать так, чтобы один тип движения преобразовался в другой, причем с наименьшими потерями. Вот для этого и был создан кривошипно-шатунный механизм. По сути, КШМ – это устройство для получения и преобразования энергии и передачи ее дальше, другим узлам, которые уже эту энергию используют.
Устройство КШМ
Строго говоря, КШМ автомобиля состоит из самого кривошипа, шатунов и поршней. Однако говорить о части, не рассказав о целостной конструкции, было бы в корне неправильно. Поэтому схема и назначение КШП и смежных элементов будет рассматриваться в комплексе.
Блок цилиндров – это начало всего движения в моторе. Его составляющие – поршни, цилиндры и гильзы цилиндров, в которых эти поршни движутся;
Шатуны – это соединительные элементы между поршнями и коленвалом. По сути, шатун представляет собой прочную металлическую перемычку, которая одной стороной крепится к поршню с помощью шатунного пальца, а другой фиксируется на шейке коленвала. Благодаря пальцевому соединению поршень может двигаться относительно цилиндра в одной плоскости. Точно так же шатун охватывает посадочное место коленвала – шатунную шейку, и это крепление позволяет ему двигаться в той же плоскости, что и соединение с поршнем;
Коленвал – коленчатый вал вращения, ось которого проходит через носок вала, коренные (опорные) шейки и фланец маховика. А вот шатунные шейки выходят за ось вала, и благодаря этому при его вращении описывают окружность;
Маховик – обязательный элемент механизма, накапливающий инерцию вращения, благодаря которой двигатель работает ровней и не останавливается в “мертвой точке”.
Эти и другие элементы КШМ можно условно разделить на подвижные, те, что выполняют непосредственную работу, и неподвижные вспомогательные элементы.
Подвижная (рабочая) группа КШМ
Как понятно из названия, к подвижной группе относятся элементы, которые активно задействованы в работе двигателя.
Поршень. При работе двигателя поршень перемещается в гильзе цилиндра под действием выталкивающей силы при сгорании топлива – с одной стороны, и поворотом коленвала – с другой. Для уплотнения зазора между ним и цилиндром на боковой поверхности поршня находятся поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные), которые герметизируют промежуток и препятствуют потере мощности во время сгорания топлива.
Устройство поршневой группы: (1 — масляно-охлаждающий канал; 2 — камера сгорания в днище поршня; 3 — днище поршня; 4 — канавка первого компрессионного кольца; 5 — первое (верхнее) компрессионное кольцо; 6 — второе (нижнее) компрессионное кольцо; 7 — маслосъемное кольцо; 8 — масляная форсунка; 9 — отверстие в головке шатуна для подвода масла к поршневому пальцу; 10 — шатун; 11 — поршневой палец; 12 — стопорное кольцо поршневого пальца; 13 и 14 — перегородки поршневых колец; 15 — жаровой пояс.)
Шатун. Это соединительный элемент между поршнем и коленвалом. Верхней головкой шатун крепится к поршню с помощью пальца. Нижняя головка имеет съемную часть, так что шатун можно надеть на шейку коленвала. Для уменьшения трения между шейкой коленвала и головкой шатуна ставятся шатунные вкладыши – подшипники скольжения в виде двух пластин, изогнутых полукругом.
Устройство шатуна
Коленвал. Это центральная часть двигателя, без которой сложно представить себе его принцип работы. Основной его частью является ось вращения, которая одновременно служит опорой для коленвала в блоке цилиндров. Выступающие за ось вращения элементы предназначены для присоединения к шатунам: когда шатун движется вниз, коленвал позволяет ему описать нижней частью окружность одновременно с движением поршня. Так же, как и в случае с шатунами, опорные шейки коленвала лежат на подшипниках скольжения – вкладышах.
Устройство коленвала
Маховик. Он крепится к фланцу на торцевой части коленвала. Маховик вращается вместе с валом двигателя и частично демпфирует неизбежные в любом ДВС рывковые нагрузки. Но основная задача маховика – раскручивать коленвал (а с ним и цилиндро-поршневую группу), чтобы поршни не замерли в “мертвой точке”. Таким образом, часть мощности двигателя расходуется на поддержку вращения маховика.
Устройство маховика
Неподвижная группа КШМ
Неподвижной группой можно назвать внешнюю часть двигателя, в которой находится КШП.
Блок цилиндров. По сути, это корпус, в котором располагаются непосредственно цилиндры, каналы системы охлаждения, посадочные места распредвала, коленвала и т.д. Он может выполняться из чугуна или алюминиевого сплава, и сегодня производители всё чаще используют алюминий, чтобы облегчить конструкцию. Для этой же цели вместо сплошного литья используются ребра жесткости, которые облегчают конструкцию без потери прочности. На боковых сторонах блока цилиндров располагаются посадочные места для вспомогательных механизмов двигателя.
Блок цилиндров
Головка блока цилиндров (ГБЦ). Устанавливается на блок цилиндров и закрывает его сверху. В ГБЦ предусмотрены отверстия для клапанов, впускного и выпускного коллекторов, крепления распредвала (одного или больше), крепления для других элементов двигателя. К ГБЦ, снизу, крепится прокладка (1) — пластина, которая герметизирует стык между блоком цилиндров и ГБЦ. В ней предусмотрены отверстия для цилиндров и крепежных болтов. А сверху — клапанная крышка (5), — ею закрывается ГБЦ сверху, когда двигатель собран и готов к запуску. Прокладка клапанной крышки. Это тонкая пластина, которая укладывается по периметру ГБЦ и герметизирует стык.
Работа механизма двигателя основана на энергии расширения при сгорании топливно-воздушной смеси. Именно эти “микровзрывы” являются движущей силой, которую кривошипно-шатунный механизм переводит в удобную форму. На видео, ниже, подробно описанный принцип работы КШМ в 3Д анимайии.
Принцип работы КШМ:
В цилиндрах двигателя сгорает распыленное и смешанное с воздухом топливо. Такая дисперсия предполагает не медленное горение, а мгновенное, благодаря чему воздух в цилиндре резко расширяется.
Поршень, который в момент начала горения топлива находится в верхней точке, резко опускается вниз. Это прямолинейное движение поршня в цилиндре.
Шатун соединен с поршнем и коленвалом так, что может двигаться (отклоняться) в одной плоскости. Поршень толкает шатун, который надет на шейку коленвала. Благодаря подвижному соединению, импульс от поршня через шатун передается на коленвал по касательной, то есть вал делает поворот.
Поскольку все поршни по очереди толкают коленвал по тому же принципу, их возвратно-поступательное движение переходит во вращение коленвала.
Маховик добавляет импульс вращения, когда поршень находится в «мертвых» точках.
Интересно, что для старта двигателя нужно сначала раскрутить маховик. Для этой цели нужен стартер, который сцепляется с зубчатым венцом маховика и раскручивает его, пока мотор не заведется. Закон сохранения энергии в действии.
Остальные элементы двигателя: клапаны, распредвалы, толкатели, система охлаждения, система смазки, ГРМ и прочие – необходимые детали и узлы для обеспечения работы КШМ.
Основные неисправности
Учитывая нагрузки, как механические, так и химические, и температурные, кривошипно-шатунный механизм подвержен различным проблемам. Избежать неприятностей с КШП (а значит, и с двигателем) помогает грамотное обслуживание, но всё равно от поломок никто не застрахован.
Стук в двигателе
Один из самых страшных звуков, когда в моторе вдруг появляется странный стук и прочие посторонние шумы. Это всегда признак проблем: если что-то начало стучать, значит, с ним проблема. Поскольку в двигателе элементы подогнаны с микронной точностью, стук свидетельствует об износе. Придется разбирать двигатель, смотреть, что стучало, и менять изношенную деталь.
Основной причиной износа чаще всего становится некачественное ТО двигателя. Моторное масло имеет свой ресурс, и его регулярная замена архиважна. То же относится и к фильтрам. Твердые частички, даже мельчайшие, постепенно изнашивают тонко пригнанные детали, образуют задиры и выработку.
Стук может говорить и об износе подшипников (вкладышей). Они также страдают от недостатка смазки, поскольку именно на вкладыши приходится огромная нагрузка.
Снижение мощности
Потеря мощности двигателя может говорить о залегании поршневых колец. В этом случае кольца не выполняют свою функцию, в камере сгорания остается моторное масло, а продукты сгорания прорываются в двигатель. Прорыв газов говорит и о пустой растрате энергии, и это чувствует автовладелец как снижение динамических характеристик. Продолжительная работа в такой ситуации может только ухудшить состояние двигателя и довести стандартную, в общем-то, проблему до капремонта двигателя.
Проверить состояние мотора можно самостоятельно, измерив компрессию в цилиндрах. Если она ниже нормативной для данной модификации двигателя, значит, предстоит ремонт двигателя.
Повышенный расход масла
Если двигатель начал “жрать” масло, это явный признак залегания поршневых колец или других проблем с цилиндро-поршневой группой. Масло сгорает вместе с топливом, из выхлопной трубы идет черный дым, температура в камере сгорания превышает расчетную, и это не добавляет двигателю здоровья. В некоторых случаях может помочь очистка без демонтажа двигателя, но в большинстве случаев предстоит разборка и дефектовка двигателя.
Нагар
Отложения на поршнях, клапанах и свечах зажигания говорят о том, что с двигателем есть проблема. Если топливо не сгорает полностью, нужно искать причину неисправности и устранять ее. В противном случае мотору грозит перегрев из-за ухудшения теплопроводности поверхностей со слоем нагара.
Белый дым из выхлопной трубы
Появляется, когда в камеру сгорания попадает антифриз. Причиной чаще всего бывает износ прокладки ГБЦ или микротрещины в рубашке охлаждения двигателя, и для устранения проблемы необходима ее замена.
Медлить в этой ситуации нежелательно: маленькая протечка может обернуться гидроударом. Камера сгорания наполняется жидкостью, поршень движется вверх, но жидкость, в отличие от воздуха, не сжимается, и получается эффект удара о твёрдую поверхность. Последствия такой катастрофы могут быть любые, вплоть до “кулака дружбы” и продажи машины на запчасти.
Заключение
Несмотря на высокие нагрузки, критические условия работы и даже небрежность владельцев, кривошипно-шатунный механизм отличается завидной живучестью. Вывести его из строя можно неправильным обслуживанием, нештатными нагрузками, поломкой смежных элементов. Да, двигатель почти всегда можно починить, но эта услуга обойдётся в разы дороже, чем просто грамотное регулярное ТО. Недаром же есть двигатели “миллионники”, которые способны служить десятилетиями, не доставляя проблем владельцу машины.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) двигателя
Кривошипно-шатунным называется такой механизм, который осуществляет рабочий процесс силового агрегата. Главное предназначение кривошипно-шатунного механизма – преобразование возвратно-поступательного перемещения всех поршней во вращательное движение коленвала.
Кривошипно-шатунный механизм определяет тип силового агрегата по расположению цилиндров. В автомобильных двигателях ( см. устройство двигателя автомобиля ) используются различные варианты кривошипно-шатунных механизмов:
Однорядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней может быть вертикальным либо под углом. Используются в рядных двигателях;
Двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней только под углом. Используются в V-образных двигателях;
Одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней горизонтальное. Применяются в случае, если габаритные размеры мотора по высоте ограничены.
Составляющие кривошипно-шатунного механизма подразделяются на
Подвижные – поршни, пальцы и поршневые кольца, маховик и коленчатый вал, шатуны;
Неподвижные – цилиндры, головка блока цилиндров (ГБЦ), блок цилиндров, картер, прокладка ГБЦ и поддон.
Кроме этого к кривошипно-шатунному механизму относятся разнообразные крепежные элементы, а также шатунные и крепежные подшипники.
Устройство КШМ
При рассмотрении устройства КШМ необходимо выделить основные элементы его конструкции: коленвал, коренная шейка, шатунная шейка, шатуны, вкладыши, поршневые кольца (маслосъемные и компрессионные), пальцы и поршни ( см. работа поршня ).
Сложная конструкция вала обеспечивает получение и передачу энергии от поршня с шатуном на последующие узлы и агрегаты. Сам вал собран из элементов, называемых коленами. Колена соединены цилиндрами, расположенными со смещением относительно основной центральной оси в определенном порядке. На техническом языке название этих цилиндров — шейки. Те шейки, что смещены, крепятся к шатунам, соответственно и название — шатунные. Шейки, расположенные вдоль основной оси — коренные. За счет расположения шатунных шеек со смещением относительно центральной оси образуется рычаг. Поршень, опускаясь вниз, через шатун заставляет проворачиваться коленчатый вал.
Варианты конструкций вала представлены на следующем рисунке.
В зависимости от числа цилиндров, а также конструктивных решений ДВС по расположению цилиндров бывает однорядный или двухрядный.
В первом случае (1) цилиндры расположены в одной плоскости относительно коленчатого вала. Если конкретнее, то все они на двигателе расположены вертикально, по центральной оси, а сам вал находится внизу. В двухрядном двигателе (поз. 2 и 3), цилиндры размещены в два ряда под углом друг к другу 60, 90 или 180°, то есть противоположно друг к другу. Возникает вопрос: «А зачем?». Обратимся к физике. Энергия от сгорания рабочей смеси очень большая и значительная доля ее погашения приходится на коренные шейки коленчатого вала, которые хоть и железные, но имеют определенный запас прочности и ресурса. В четырехцилиндровом двигателе автомобиля этот вопрос решается просто: 4 цилиндра — 4 такта рабочего цикла по очереди. В итоге нагрузка на коленвал равномерно распределяется на всех участках. В тех ДВС, где цилиндров больше, или требуется большая мощность, их размещают в «V»-образном виде, дополнительно смягчая нагрузку на коленчатый вал. Таким образом, энергия гасится не вертикально, а под углом, что значительно смягчает нагрузку на коленчатый вал.
После краткого рассмотрения устройства КШМ необходимо также уделить внимание коленчатому валу. Говоря о нагрузке на коленчатый вал, стоит остановиться на подшипниках шеек коленвала. Рассмотрим соединение шатуна с коленчатым валом двигателя.
Те перегрузки, что испытывает вал, не под силу шариковым подшипникам. Здесь и огромное давление, высокая температура, труднодоступность смазки трущихся элементов и высокая скорость вращения. Поэтому именно для шеек применяются подшипники скольжения, которые обеспечивают работу всего двигателя. Вращение коленчатого вала происходит на вкладышах. Вкладыши делятся на коренные и шатунные. Из коренных вкладышей образуется кольцо вокруг коренных шеек вала. Из шатунных вкладышей по аналогии — вокруг шатунных шеек. Для уменьшения трения скользящие поверхности подшипников и шеек смазываются маслом, подаваемым через отверстия в коленвале под высоким давлением.
Значительную работу по обеспечению равномерности и плавности работы двигателя автомобиля выполняет маховик, о котором упоминалось ранее. Это зубчатое колесо на конце вала сглаживает перебои во вращении коленвала и обеспечивает совершение всех «холостых» тактов рабочего цикла каждого цилиндра ДВС.
Теперь обратимся к конструкции поршня двигателя.
Сам поршень представляет собой перевернутую вверх дном банку. Это самое дно имеет плавно вогнутую форму, что улучшает равномерность нагрузки на поршень при совершении рабочего хода и образование рабочей смеси. Поршень крепится к шатуну через палец с подшипником, обеспечивающим колебательные движения шатуна. Стенки поршня носят название «юбка». Она имеет, на первый взгляд, округлую форму, но есть едва заметные отличия.
Первое — это утолщение стенок юбки в направлениях движения шатуна. Поршень с шатуном через палец крепления давят поочередно друг на друга в одной плоскости. В той, которой собственно и двигается шатун относительно поршня. Следовательно, стенки поршня испытывают там большую нагрузку и давление, поэтому и сделаны толще.
Второе — это сужение диаметра юбки к низу. Сделано это для недопущения заклинивания поршня в цилиндре при нагреве и обеспечения смазки трущихся поверхностей юбки поршня и стенки цилиндра. Сами стенки цилиндра настолько гладко и ювелирно выполнены, что сравнимы с поверхностью зеркала. Но тогда остается зазор, который существенно влияет на герметичность цилиндра при такте сжатия и рабочего хода.
Для решения этих противоположных по смыслу проблем, на юбке поршня предусмотрены кольца. Именно через них сам поршень соприкасается со стенками цилиндра. На каждом поршне имеется два типа колец — компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца обеспечивают герметичность за счет давления сгораемых газов.
Маслосъемные кольца говорят сами за себя. Остатков масла, поступающего для смягчения трения в связке поршень-цилиндр, не должно оставаться при процессе горения топливно-воздушной смеси. Иначе возможна детонация, засорение свечей или форсунок остатками тяжелых фракций нефтяных продуктов, присутствующих в масле. А все это нарушает весь рабочий цикл. Поэтому масло, впрыскиваемое на стенки цилиндра при «холостых» тактах, снимается маслосъемными кольцами при рабочем ходе поршня.
Все цилиндры двигателя размещены в едином корпусе, который называется блоком цилиндров двигателя. Его конструкция довольно сложна. В нем многочисленное количество каналов для всех систем двигателя, а также он выполняет несущую основу для многих деталей и компонентов для силовой установки в целом.
Работа КШМ
Рассмотрим схему работы КШМ.
Поршень располагается на максимально удаленном расстоянии от коленчатого вала. Шатун и кривошип выстроены в одной линии. В тот момент, когда в цилиндр проникает горючее, происходит процесс возгорания. Продукты горения, в частности, расширяющие газы, способствуют перемещению поршня к коленчатому валу. Одновременно с этим перемещается также и шатун, нижняя головка которого проворачивает коленчатый вал на 180°. Затем шатун и его нижняя головка перемещаются и проворачиваются обратно, занимая исходную позицию. Поршень тоже возвращается в свое первоначальное положение. Такой процесс происходит в круговой последовательности.
По описанию работы КШМ видно, что кривошипно-шатунный механизм является главным механизмом мотора, от работы которого полностью зависит исправность транспортного средства. Таким образом, этот узел необходимо постоянно контролировать, и при любом подозрении на неисправность, следует вмешиваться и устранять ее незамедлительно, так как результатом различных поломок кривошипно-шатунного механизма может оказаться полная поломка силового агрегата, ремонт которого очень дорогостоящий.
Неисправности КШМ
К основным признакам неисправности КШМ относятся следующие:
Падение мощностных показателей двигателя;
Появление посторонних шумов и стуков;
Увеличенный расход масла;
Возникновение дыма в отработанных газах;
Перерасход топлива.
Шумы и стуки в моторе возникают из-за износа его главных составляющих и возникновение между сопряженными составляющими увеличенного зазора. При износе цилиндра и поршня, а также при возникновении большего зазора между ними появляется металлический стук, который удается отчетливо услышать при работе холодного мотора. Резкий и звонкий металлический стук при любых режимах работы мотора говорит об увеличенном зазоре между втулкой, верхней головки шатуна и поршневым пальцем. Усиление стука и шума при быстром увеличении числа оборотов коленвала свидетельствует об износе вкладышей шатунных или коренных подшипников, причем более глухой стук говорит об износе вкладышей коренных подшипников. Если износ вкладышей достаточно большой, то, вероятнее всего, давление масла резко понизится. В таком случае эксплуатировать мотор не рекомендуется.
Падение мощности мотора возникает при износе цилиндров и поршней, износе или залегании в канавах поршневых колец, некачественной затяжке головки цилиндров. Подобные неисправности способствуют падению компрессии в цилиндре. Чтобы проверить компрессию, существует специальный прибор – компрессометр, измерения необходимо выполнять на теплом моторе. Для этого необходимо выкрутить все свечи, после чего установить наконечник компрессометра на место одной из них. При абсолютно открытом дросселе проворачивают мотор стартером в течение трех секунд. Подобным методом последовательно выполняют проверку всех остальных цилиндров. Значение компрессии должно быть в рамках, указанных в технических характеристиках мотора. Разница компрессии между цилиндрами не должна быть не выше 1 кг/см2.
Увеличенное потребление масла, перерасход топлива, образование дыма в отработанных газах обычно происходит при износе цилиндров и колец или при залегании поршневых колец. Вопрос с залеганием кольца можно решить без разборки мотора, залив в цилиндр через специальные отверстия для свечи соответствующую жидкость.
Отложение нагара на камерах сгорания и днищах поршней уменьшает теплопроводность, что способствует перегреву мотора, повышению топливного расхода и падению мощности.
Трещины на стенках рубашки охлаждения блока, а также головки блока цилиндров могут образоваться в связи с замерзанием охлаждающей жидкости, в результате перегрева мотора, в результате заполнения охлаждающей системы ( см. система охлаждения двигателя) горячего мотора холодной охлаждающей жидкостью. Трещины на блоке цилиндров могут пропускать охлаждающую жидкость в цилиндры. В связи с этим выхлопные газы приобретают белый цвет.
Выше рассмотрены основные неисправности КШМ.
Крепежные работы
Чтобы предотвратить пропуск охлаждающей жидкости и газов через прокладку головки цилиндров, следует периодически контролировать крепление головки ключом со специальной динамометрической рукояткой с определенной последовательностью и усилием. Положение затяжки и последовательность затягивания гаек обозначают автомобильные заводы.
Головку цилиндров из чугуна прикрепляют, когда мотор находится в нагретом положении, алюминиевую голову, наоборот, на холодный двигатель. Необходимость затягивания крепления алюминиевых головок в холодном состоянии объясняется разным коэффициентом линейного расширения материала шпилек и болтов и материала головки. В связи с этим подтягивание гаек на сильно разогретом моторе не обеспечивает после остывания мотора должной плотности прилегания к блоку головки цилиндров.
Затяжку болтов прикрепления поддона картера для предотвращения деформации картера, нарушения при герметичности также проверяют с соблюдением последовательности, то есть поочередным затягиванием диаметрально противоположных болтов.
Проверка состояния кривошипно-шатунного механизма
Техническое состояние кривошипно-шатунных механизмов определяется:
По компрессии (изменению давления) в цилиндрах мотора в конце хода сжатия;
По расходу масла в процессе эксплуатации и уменьшению давления в системе смазки двигателя;
По разрежению в трубопроводе впуска;
По утечке газов из цилиндров;
По объему газов, проникающих в картер мотора;
По наличию стуков в моторе.
Расход масла в малоизношенном моторе незначителен и может равняться 0,1-0,25 литра на 100 км пути. При общем значительном износе мотора расход масла может составлять 1 литр на 100 км и больше, что, как правило, сопровождается обильным дымом.
Давление в масляной системе мотора должно соответствовать пределам, установленным для данного типа мотора и используемого сорта масла. Уменьшение давления масла на незначительных оборотах коленвала прогретого силового агрегата указывает на неисправность в смазочной системе или на присутствие недопустимых износов подшипников мотора. Падение масляного давления по манометру до 0 говорит о неисправности редукционного клапана или манометра.
Компрессия является показателем герметичности цилиндров мотора и характеризует состояние клапанов, цилиндров и поршней. Герметичность цилиндров можно установить с помощью компрессометра. Изменение давления (компрессию) проверяют после предварительного разогрева мотора до 80°C при выкрученных свечах. Установив наконечник компрессометра в отверстия для свечей, проворачивают стартером коленвал мотора на 10 – 14 оборотов и фиксируют показания компрессометра. Проверка выполняется по 3 раза для каждого цилиндра. Если показания компрессии на 30 – 40% ниже установленной нормы, это говорит о неисправностях (пригорание поршневых колец или их поломка, повреждение прокладки головки цилиндров или негерметичность клапанов).
Разрежение в трубопроводе впуска мотора измеряют вакуумметром. Значение разрежения у работающего на установившемся режиме моторов может меняться от изношенности цилиндро–поршневой группы, а также от состояния элементов газораспределения ( см. газораспределительный механизм ), регулировки карбюратора ( см. устройство карбюратора ) и установки зажигания. Таким образом, такой метод проверки является общим и не дает возможности выделить конкретную неисправность по одному показателю.
Объем газов, проникающих в картер мотора, изменяется из–за неплотности сопряжений цилиндр + поршень + поршневое кольцо, увеличивающейся по степени изнашивания данных деталей. Количество проникающих газов измеряют при полной нагрузке мотора.
Обслуживание КШМ
Обслуживание КШМ заключается в постоянном контроле креплений и подтягивании ослабевших гаек и болтов картера, а также головки блока цилиндров. Болты крепления головки блока и гайки шпилек следует подтягивать на разогретом моторе в определенной последовательности.
Двигатель следует содержать в чистоте, каждый день протирать или промывать кисточкой, смоченной в керосине, после этого протирать сухой ветошью. Необходимо помнить, что грязь, пропитанная маслом и бензином, представляет серьезную опасность для возгорания при наличии каких–либо неисправностей в системе зажигания двигателя исистеме питания двигателя, также способствует образованию коррозии.
Периодически нужно снимать головку блока цилиндров и удалять весь нагар, образовавшийся в камерах сгорания.
Нагар плохо проводит тепло. При определенной величине слоя нагара на клапанах и поршнях отвод тепла в охлаждающую жидкость резко ухудшается, происходит перегрев мотора и уменьшение его мощностных показателей. В связи с этим, возникает потребность в более частом включении низких передач и потребность в топливе возрастает. Интенсивность формирования нагара полностью зависит от вида и качества используемого для мотора масла и топлива. Самое интенсивное нагарообразование выполняется при использовании низкооктанового бензина с достаточно высокой температурой конца выкипания. Стуки, возникающие в таком случае при работе двигателя, имеют детонационный характер и в конечном итоге приводят к уменьшению срока работоспособности двигателя.
Нагар необходимо удалять с камер сгорания, со стержней и головок клапанов, из впускных каналов блока цилиндров, с днищ поршней. Нагар рекомендуется удалять с помощью проволочных щеток или металлических скребков. Предварительно нагар размягчается керосином.
При последующей сборке мотора прокладку головки блока необходимо устанавливать таким образом, чтобы сторона прокладки, на которой наблюдается сплошная окантовка перемычек между краешками отверстий для камер сгорания, была направлена в сторону головки блока.
Стоит учесть, что во время движения машины за городом в течении 60–ти минут со скоростью 65–80 км/ч происходит выжигание (очистка) цилиндров от нагара.
При должном регулярном обслуживании КШМ его срок службы продлится на долгие годы.
детали и запчасти КШМ двигателя
Подобрать запчасти в каталоге «Кривошипношатунный механизм»
Основные компоненты и принцип работы КШМ
Состоит кривошипно-шатунный механизм из таких подвижных деталей и элементов крепежа, как:
Коленвал
Поршни с поршневыми кольцами и пальцами
Шатуны
Вкладыши, втулки
Стопорное кольцо
Крышки
Недвижимыми составляющими данного устройства считаются цилиндры, ГБЦ, блок цилиндров, картер, поддон, прокладка ГБЦ.
В процессе загорания топливно-горючей смеси, оказавшиеся в цилиндрах газы, перемещают поршень в нижнее положение. Благодаря поршневому кольцу шатун может прокручиваться, компенсируя момент прокручивания коленвала при нахождении поршня вверху.
Противовесы не позволяют коленвалу повернуться, поэтому крутящий момент на него подают газы, проходящие сквозь шатун и поршень. Вращают колено латунные подшипники скольжения или шатунные вкладыши. В результате коленвал передает усилие на коробку передач и колеса.
Компрессионные кольца предназначены для обеспечения герметичного состояния и необходимой компрессии в камере сгорания. Для предотвращения проникновения внутрь смазки установлено маслосъемное кольцо, которое снимает остатки масел со стенок цилиндра.
Неисправности кривошипно-шатунного механизма
Так как данный механизм эксплуатируется в чрезвычайно тяжелых условиях при повышенной температуре на высоких скоростных режимах, именно он повреждается первым в системе двигателя. Если возникают неисправности в этом узле, они часто приводят к дорогостоящему ремонту мотора.
Причиной неполадок обычно является естественный износ компонентов силового агрегата или нарушение правил его эксплуатации. При несвоевременном проведении техобслуживания, применении низкосортных смазочных материалов, топлива, фильтров, продолжительной эксплуатации перегруженного транспортного средства преждевременно могут возникнуть проблемы в работе кривошипно-шатунного механизма.
Типичными неполадками данного узла считаются:
Изнашивание коренных и шатунных подшипников. Такое повреждение сопровождается приглушенным стуком в блоке цилиндров, который отчетливо слышен при повышении оборотов, также падает давление масла в системе. В подобном случае эксплуатация автотранспортного средства запрещена
Изнашивание поршней и цилиндров, которое сопровождается звонким гулом при работе непрогретого мотора и возникновением синеватого дыма из выхлопной трубы
Изнашивание поршневых пальцев. Для данной проблемы характерен звонкий стук вверху блока цилиндров при работающем моторе
Повреждение и залегание поршневых колец. Оно проявляется перебоями в работе силового агрегата, падением компрессии, повышением расхода масла и появлением синего дыма из выхлопа
Кроме этого со временем на поршнях и на стенках камеры сгорания может появляться нагар, который приводит к сильному нагреванию двигателя, увеличенному расходу топлива и понижению мощности авто.
Чтобы максимально продлить срок службы кривошипно-шатунного механизма следует постоянно контролировать крепления, при необходимости подтягивать болты на картере и ГБЦ, а также содержать мотор в чистоте и периодически удалять нагар, который образуется в камере сгорания.
Устройство двигателя кшм
Устройство КШМ
КШМ ВАЗ 2110, 2111, 2112
Основные размеры КШМ ВАЗ 2110, 2111, 2112
показаны на рисунке. Хорошо зарекомендовали
себя двигателя ВАЗ 2110, они имеют много
взаимозаменяемых деталей КШМ с двигателями
ВАЗ 2108, ВАЗ 2109
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует прямолинейное возвратно-поступательные движения поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.
Устройство КШМ можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные.
Подвижные детали:
поршень, поршневые кольца, поршневые пальцы и шатуны, коленчатый вал, маховик.
Блок-картер, головка блока цилиндров, гильзы цилиндров. Имеются также фиксирующие и крепежные детали.
Поршневая группа
Поршневая группа включает в себя поршень, поршневые кольца, поршневой палец с фиксирующими деталями. Поршень воспринимает усилие расширяющихся газов при рабочем ходе и передает ею через шатун па кривошип коленчатого вала; осуществляет подготовительные такты; уплотняет над поршневую полость цилиндра как от прорыва газов в картер, так и от излишнего проникновения в нее смазочного материала.
Коренные подшипники
Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.
Маховик
Маховик служит для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, накопления энергии во время рабочего хода поршня, необходимой для вращения вала в течение подготовительных тактов, и вывода деталей КШМ из ВМТ (верхней мертвой точки) и НВТ (нижней мертвой точки). В многоцилиндровых двигателях маховик является, в основном, накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска двигателя и обеспечения плавного трогания автомобиля с места.
Маховики отливают из чугуна в виде лиска с массивным ободом и проводят его динамическую балансировку в сборе с коленчатым валом. На ободе маховика имеется посадочный поясок для напрессовки зубчатого венца для электрического пуска стартером. На цилиндрической поверхности маховика находятся метки или маркировочные штифты и надписи, определяющие момент прохождения ВМТ поршнем первого цилиндра. На торцевую рабочую поверхность опирается фрикционный диск сцепления. Для крепления его кожуха имеются резьбовые отверстия. Маховик центрируют по наружной поверхности фланца с помощью выточки, а положения его относительно коленчатого вала фиксируют установочным штифтом или несимметричным расположением отверстий крепления маховика.
Поршни
Форма и конструкция поршня, включая днище поршня и отверстие под поршневой палец, в значительной степени определяются формой камеры сгорания.
Устройство шатуна
Шатун необходим для соединения поршня с коленчатым валом и передачи усилия от поршня к коленчатому валу
Поршень состоит из головки поршня и направляющей части — юбки поршня. С внутренней стороны имеются приливы — бобышки с гладкими отверстиями под поршневой палец. Для фиксации пальца в отверстиях проточены канавки под стопорные кольца. В зоне выхода отверстий на внешних стенках юбки выполняются местные углубления, где стенки юбки не соприкасаются со стенками цилиндров. Таким образом получаются так называемые холодильники. Для снижения температуры нагрева направляющей поршня в карбюраторных двигателях головку поршня отделяют две поперечные симметричные прорези, которые препятствуют отводу теплоты от днища.
Нагрев, а следовательно, и тепловое расширение поршня по высоте неравномерны. Поэтому поршни выполняют в виде конуса овального сечения. Головка поршня имеет диаметр меньше, чем направляющая. В быстроходных двигателях, особенно при применении коротких шатунов, скорость изменения боковой силы довольно значительна. Это приводит к удару поршня о цилиндр. Чтобы избежать стуков, при перекладке поршневые пальцы смещают на 1,4—1,6 мм в сторону действия максимальной боковой силы, что приводит к более плавной перекладке и снижению уровня шума.
Головка поршня состоит из днища и образующих ее стенок, в которых именно канавки под поршневые кольца. В нижней канавке находятся дренажные отверстия для отвода масла диаметром 2,5—3 мм. Днище головки является одной из стенок камеры сгорания и воспринимает давление газов, омывается открытым пламенем и горячими газами. Для увеличения прочности днища и повышения обшей жесткости головки се стенки выполняются с массивными ребрами. Днища поршней изготовляют плоскими, выпуклыми, вогнутыми и фигурными. Форма выбирается с учетом типа двигателя, камеры сгорания, процесса смесеобразования и технологии изготовления поршней.
Поршневые кольца
Поршневые кольца — элементы уплотнения поршневой группы, обеспечивающие герметичность рабочей полости цилиндра и отвод теплоты от головки поршня.
По назначению кольца подразделяются на:
Компрессионные кольца — препятствующие прорыву газов в картер и отводу теплоты в стенки цилиндра.
Маслосъемные кольца — обеспечивающие равномерное распределение масла по поверхности цилиндра и препятствующие проникновению масла в камеру сгорания.
Изготовляются кольца из специальною легированною чугуна или стали. Разрез кольца, называемый замком, может быть прямым, косым или ступенчатым. По форме и конструкции поршневые кольца дизелей делятся на трапециевидные, с конической поверхностью, и подрезом, маслосъемные, пружинящие с расширителем; поршневые кольца карбюраторных двигателей — на бочкообразные, с конической поверхностью со скосом, с подрезом; маслосьемные — с дренажными отверстиями и узкой перемычкой, составные предсталяют собой два стальных лиска (осевой и радиальный расширители).
Составное маслосъемное поршневое кольцо (а) и его установка в головке поршня двигателя: 1 — дискообразное кольцо; 2 — осевой расширитель; 3 — радиальный расширитель; 4— замок кольца; 5 — компрессионные кольца; 6 — поршень; 7 — отверстие в канавке маслосъемного кольца.
Для повышения износостойкости первого компрессионного кольца, работающего и условиях высоких температур и граничного трения, его поверхность покрывают пористым хромом. Устанавливая на поршень поршневые кольца, необходимо следить за тем, чтобы замки соседних колец были смещены один относительно другого на некоторый угол (90 —180 градусов).
Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение шатуна с поршнем. Поршневые пальцы изготовляют из малоуглеродистых сталей. Рабочую поверхность тщательно обрабатывают и шлифуют. Для уменьшения массы палец выполняют пустотелым.
Установка поршневого пальца
Шатун шарнирно соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала. Он воспринимает от поршня и передает коленчатому валу усилие давления газов при рабочем ходе, обеспечивает перемещение поршней при совершении вспомогательных тактов. Шатун работает в условиях значительных нагрузок действующих по его продольной оси.
Шатун состоит из верхней головки, в которой имеется гладкое отверстие под подшипник поршневого пальца; стержня двутаврового сечения и нижней головки с разъемным отверстием для крепления с шатунной шейкой коленчатого вата. Крышка нижней головки крепится с помощью шатунных болтов. Шатун изготавливают методом гарячей штамповки из высокочественной стали. Для более подробного изучения создан раздел «Устройство шатуна«.
Устройство шатуна
Для смазывания подшипника поршневого пальца (бронзовая втулка) в верхней головке шатуна имеются отверстие или прорези. В двигателях марки «ЯМЗ» подшипник смазывается под давлением, для чего в стержне шатуна имеется масляный канал. Плоскость разъема нижней головки шатуна может располагаться под различными углами к продольной оси шатуна. Наибольшее распространение получили шатуны с разъемом перпендикулярным к оси стержня, В двигателях марки «ЯМЗ» имеющим больший диаметр, чем диаметр цилиндра, pазмер нижней головки шатуна, выполнен косой разъем нижней головки, так как при прямом разъеме монтаж шатуна через цилиндр при сборке двигателя становится невозможным. Для подвода масла к стенкам цилиндра на нижней головке шатуна имеется отверстие. С целью уменьшения трения и изнашивания в нижние головки шатунов устанавливают подшипники скольжения, состоящие из двух взаимозаменяемых вкладышей (верхнего и нижнею).
Вкладыши изготовляются из стальной профилированной ленты толщиной 1,3—1,6 мм для карбюраторных двигателей и 2—3,6 мм для дизелей. На ленту наносят антифрикционный сплав толщиной 0,25—-0,4 мм — высокооловянистый алюминиевый сплав (для карбюраторных двигателей). На дизелях марки «КамАЗ» применяют трехслойные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой. Шатунные вкладыши устанавливаются в нижнюю головку шатуна с натягом 0,03—0,04 мм. От осевого смешения и провертывания вкладыши удерживаются в своих гнездах усиками, входящими в пазы, которые при сборке шатуна и крышки должны располагаться на одной стороне шатуна.
Устройство двигателя автомобиля не сложно для обучения, главное изучать материал последовательно и систематизированно.
СОДЕРЖАНИЕ:
1. УстройствоКШМдвигателя
1.1 Подвижные детали КШМ
1.2 Неподвижные детали КШМ
2. Неисправности КШМ двигателя
2.1 Звуки неисправностей двигателя (стуки двигателя)
2.2 Признаки и причины неисправностей двигателя автомобиля
3.Капитальный ремонт двигателя автомобиля
www.autoezda.com
Кривошипно-шатунный механизм. Назначение и устройство КШМ
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, позволяющая, 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 восприятии 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 блока 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.
РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:
autoustroistvo.ru
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — назначение и принцип работы, конструкция, основные детали КШМ
Назначение и характеристика
Кривошипно-шатунным называется механизм, осуществляющий рабочий процесс двигателя.
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм определяет тип двигателя по расположению цилиндров.
В двигателях автомобилей применяются различные кривошипно-шатунные механизмы (рисунок 1): однорядные кривошипно-шатунные механизмы с вертикальным перемещением поршней и с перемещением поршней под углом применяются в рядных двигателях; двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с перемещением поршней под углом применяются в V-образных двигателях; одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с горизонтальным перемещением поршней находят применение в тех случаях, когда ограничены габаритные размеры двигателя по высоте.
Рисунок 1 – Типы кривошипно-шатунных механизмов, классифицированных по различным признакам.
Конструкция кривошипно-шатунного механизма.
В кривошипно-шатунный механизм входят блок цилиндров с картером и головкой цилиндров, шатунно-поршневая группа и коленчатый вал с маховиком.
Блок цилиндров 11 (рисунок 2) с картером 10 и головка 8 цилиндров являются неподвижными частями кривошипно-шатунного механизма.
К подвижным частям механизма относятся коленчатый вал 34 с маховиком 43 и детали шатунно-поршневой группы – поршни 24, поршневые кольца 18 и 19, поршневые пальцы 26 и шатуны 27.
Рисунок 2 – Кривошипно-шатунный механизм двигателей легковых автомобилей
Блок цилиндров вместе с картером является остовом двигателя. На нем и внутри него размещаются механизмы и устройства двигателя. В блоке 11, выполненном заодно с картером 10 из специального низколегированного чугуна, изготовлены цилиндры двигателя. Внутренние поверхности цилиндров отшлифованы и называются зеркалом цилиндров. Внутри блока между стенками цилиндров и его наружными стенками имеется специальная полость 9, называемая рубашкой охлаждения. В ней циркулирует охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя.
Внутри блока также имеются каналы и масляная магистраль смазочной системы, по которой подводится масло к трущимся деталям двигателя. В нижней части блока цилиндров (в картере) находятся опоры 2 для коренных подшипников коленчатого вала, которые имеют съемные крышки 1, прикрепляемые к блоку самоконтрящимися болтами. В передней части блока расположена полость 3 для цепного привода газораспределительного механизма. Эта полость закрывается крышкой, отлитой из алюминиевого сплава. В левой части блока цилиндров находятся отверстия 17 для подшипников вала привода масляного насоса, в которые запрессованы свертные сталеалюминиевые втулки. С правой стороны блока в передней его части имеются фланец для установки насоса охлаждающей жидкости и кронштейн для крепления генератора. На блоке цилиндров имеются специальные приливы для: 12 – крепления кронштейнов подвески двигателя; 13 – маслоотделителя системы вентиляции картера двигателя; 14 – топливного насоса; 15 – масляного фильтра; 16 – распределителя зажигания. Снизу блок цилиндров закрывается масляным поддоном, а к заднему его торцу прикрепляется картер сцепления. Для повышения жесткости нижняя плоскость блока цилиндров несколько опущена относительно оси коленчатого вала.
В отличие от блока, отлитого совместно с цилиндрами, на рисунке 3 представлен блок 4 цилиндров с картером 5, отлитые из алюминиевого сплава отдельно от цилиндров. Цилиндрами являются легкосъемные чугунные гильзы 2, устанавливаемые в гнезда 6 блока с уплотнительными кольцами 1 и закрытые сверху головкой блока с уплотнительной прокладкой.
Рисунок 3 – Блок двигателя со съемными гильзами цилиндров
Внутренняя поверхность гильз обработана шлифованием. Для уменьшения
carspec.info
Кривошипно шатунный механизм самая важная система двигателя – Все про авто
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ), пожалуй, самая важная система двигателя. Назначение кривошипно-шатунного механизма – преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное и обратно.
Все детали кривошипно-шатунного механизма делятся на две группы: подвижные и неподвижные. К подвижным относятся:
поршень,
коленчатый вал,
маховик.
К неподвижным:
головка и блок цилиндров,
крышка картера.
Устройство кривошипно-шатунного механизма
Поршень похож на перевернутый стакан, в который укладываются кольца. На любом из них присутствуют два вида колец: маслосъемное и компрессионное. Маслосъемных обычно ставят два, а компрессионных – одно. Но бывают и исключения в виде: два таких и два таких — все зависит от типа двигателя.
Шатун изготавливается из двутаврового стального профиля. Состоит из верхней головки, которая соединяется с поршнем при помощи пальца, и нижней – соединение с коленчатым валом.
Коленчатый вал изготавливается в основном из чугуна повышенной прочности. Представляет собой несоосный стержень. Все шейки тщательно шлифуются, с соблюдением необходимых параметров. Существуют коренные шейки — для установки коренных подшипников, и шатунные – для установки через подшипники шатунов.
Роль подшипников скольжения выполняют разрезные полукольца, выполненные в виде двух вкладышей, которые обработаны токами высокой частоты для прочности. Все они покрыты антифрикционным слоем. Коренные крепятся к блоку двигателя, а шатунные — к нижней головке шатуна. Чтобы вкладыши хорошо работали, в них делают канавки для доступа масла. Если вкладыши провернуло – значит, имеется недостаточный подвод масла к ним. Это обычно происходит при засорении масляной системы. Вкладыши ремонту не подлежат.
Продольное перемещение вала ограничивают специальные упорные шайбы. С обоих концов обязательно применение различных сальников для предотвращения выхода масла из системы смазки двигателя.
К передней части коленвала крепится шкив привода системы охлаждения и звездочка, которая приводит в действие распредвал при помощи цепной передачи. На основных моделях выпускаемых сегодня автомобилей ей на замену пришел ремень. К задней части коленчатого вала крепится маховик. Он предусмотрен для устранения дисбаланса вала.
Также на нем стоит зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя. Чтобы при разборке и дальнейшей сборке не возникало проблем – крепеж маховика выполняется по не симметричной системе. От расположения меток его установки зависит и момент зажигания – следовательно, оптимальная работа двигателя. При изготовлении его балансируют вместе с коленчатым валом.
Картер двигателя изготавливается вместе с блоком цилиндров. Он служит основой для крепления ГРМ и КШМ. Имеется поддон, который служит емкостью для масла, а так же для защиты двигателя от деформации. Снизу предусмотрена специальная пробка для слива моторного масла.
Принцип работы КШМ
На поршень оказывают давление газы, которые вырабатываются при сгорании топливной смеси. При этом он совершает возвратно – поступательные движения, заставляя проворачиваться коленчатый вал двигателя. От него вращательное движение передается на трансмиссию, а оттуда – на колеса автомобиля.
А вот на видео показано как работает КШМ в тюнингованном ВАЗ 2106:
Основные признаки неисправности КШМ:
стуки в двигателе;
потеря мощности;
снижение уровня масла в картере;
повышенная дымность выхлопных газов.
Кривошипно-шатунный механизм двигателя очень уязвим. Для эффективной работы необходима своевременная замена масла. Лучше всего ее производить на станциях техобслуживания. Даже, если Вы недавно поменяли масло, и приходит пора сезонного ТО – обязательно перейдите на то масло, какое указано в инструкции по эксплуатации машины. Если в работе двигателя возникают какие-то проблемы: шумы, стуки – обращайтесь к специалистам – только в авторизированном центре Вам дадут объективную оценку состояния автомобиля.
Также на эту тему вы можете почитать:
Поделитесь в социальных сетях
Alex S 13 октября, 2013
Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто
Метки: Как устроен автомобиль
avto-all.com
Назначение и устройство кривошипно-шатунного механизма ДВС
Двигатели внутреннего сгорания, используемые на автомобилях, функционируют за счет преобразования энергии, выделяемой при горении горючей смеси, в механическое действие – вращение. Это преобразование обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом (КШМ), который является одним из ключевых в конструкции двигателя автомобиля.
Устройство КШМ
data-full-width-responsive=»true»>
Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из трех основных деталей:
Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ).
Шатун.
Коленчатый вал.
Все эти компоненты размещаются в блоке цилиндров.
ЦПГ
Назначение ЦПГ — преобразование выделяемой при горении энергии в механическое действие – поступательное движение. Состоит ЦПГ из гильзы – неподвижной детали, посаженной в блок в блок цилиндров, и поршня, который перемещается внутри этой гильзы.
После подачи внутрь гильзы топливовоздушной смеси, она воспламеняется (от внешнего источника в бензиновых моторах и за счет высокого давления в дизелях). Воспламенение сопровождается сильным повышением давления внутри гильзы. А поскольку поршень это подвижный элемент, то возникшее давление приводит к его перемещению (по сути, газы выталкивают его из гильзы). Получается, что выделяемая при горение энергия преобразуется в поступательное движение поршня.
Для нормального сгорания смеси должны создаваться определенные условия – максимально возможная герметичность пространства перед поршнем, именуемое камерой сгорания (где происходит горение), источник воспламенения (в бензиновых моторах), подача горючей смеси и отвод продуктов горения.
Герметичность пространства обеспечивается головкой блока, которая закрывает один торец гильзы и поршневыми кольцами, посаженными на поршень. Эти кольца тоже относятся к деталям ЦПГ.
Шатун
Следующий компонент КШМ – шатун. Он предназначен для связки поршня ЦПГ и коленчатого вала и передает механических действий между ними.
Шатун представляет собой шток двутавровой формы поперечного сечения, что обеспечивает детали высокую устойчивость на изгиб. На концах штока имеются головки, благодаря которым шатун соединяется с поршнем и коленчатым валом.
По сути, головки шатуна представляют собой проушины, через которые проходят валы обеспечивающие шарнирное (подвижное) соединение всех деталей. В месте соединения шатуна с поршнем, в качестве вала выступает поршневой палец (относится к ЦПГ), который проходит через бобышки поршня и головку шатуна. Поскольку поршневой палец извлекается, то верхняя головка шатуна – неразъемная.
В месте соединения шатуна с коленвалом, в качестве вала выступают шатунные шейки последнего. Нижняя головка имеет разъемную конструкцию, что и позволяет закреплять шатун на коленчатом валу (снимаемая часть называется крышкой).
Коленчатый вал
Назначение коленчатого вала — это обеспечение второго этапа преобразования энергии. Коленвал превращает поступательное движение поршня в свое вращение. Этот элемент кривошипно-шатунного механизма имеет сложную геометрию.
Состоит коленвал из шеек – коротких цилиндрических валов, соединенных в единую конструкцию. В коленвале используется два типа шеек – коренные и шатунные. Первые расположены на одной оси, они являются опорными и предназначены для подвижного закрепления коленчатого вала в блоке цилиндров.
В блоке цилиндров коленчатый вал фиксируется специальными крышками. Для снижения трения в местах соединения коренных шеек с блоком цилиндров и шатунных с шатуном, используются подшипники трения.
Шатунные шейки расположены на определенном боковом удалении от коренных и к ним нижней головкой крепится шатун.
Коренные и шатунные шейки между собой соединяются щеками. В коленчатых валах дизелей к щекам дополнительно крепятся противовесы, предназначенные для снижения колебательных движений вала.
Шатунные шейки вместе с щеками образуют так называемый кривошип, имеющий П-образную форму, который и преобразует поступательного движения во вращение коленчатого вала. За счет удаленного расположения шатунных шеек при вращении вала они движутся по кругу, а коренные — вращаются относительно своей оси.
Количество шатунных шеек соответствует количеству цилиндров мотора, коренных же всегда на одну больше, что обеспечивает каждому кривошипу две опорных точки.
На одном из концов коленчатого вала имеется фланец для крепления маховика – массивного элемента в виде диска. Основное его назначение: накапливание кинетической энергии за счет которой осуществляется обратная работа механизма – преобразование вращения в движение поршня. На втором конце вала расположены посадочные места под шестерни привода других систем и механизмов, а также отверстие для фиксации шкива привода навесного оборудования мотора.
Принцип работы механизма
Принцип работы кривошипно-шатунного механизма рассмотрим упрощенно на примере одноцилиндрового мотора. Такой двигатель включает в себя:
коленчатый вал с двумя коренными шейками и одним кривошипом;
шатун;
и комплект деталей ЦПГ, включающий в себя гильзу, поршень, поршневые кольца и палец.
Воспламенение горючей смеси выполняется когда объем камеры сгорания минимальный, а обеспечивается это при максимальном поднятии вверх поршня внутри гильзы (верхняя мертвая точка – ВМТ). При таком положении кривошип тоже «смотрит» вверх. При сгорании выделяемая энергия толкает вниз поршень, это движение передается через шатун на кривошип, и он начинает двигаться по кругу вниз, при этом коренные шейки вращаются вокруг своей оси.
При провороте кривошипа на 180 градусов поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ). После ее достижения выполняется обратная работа механизма. За счет накопленной кинетической энергии маховик продолжает вращать коленвал, поэтому чему кривошип проворачивается и посредством шатуна толкает поршень вверх. Затем цикл полностью повторяется.
Если рассмотреть проще, то один полуоборот коленвала осуществляется за счет выделенной при сгорании энергии, а второй – благодаря кинетической энергии, накопленной маховиком. Затем процесс повторяется вновь.
Ещё кое-что полезное для Вас:
Особенности работы двигателя. Такты
Выше описана упрощенная схема работы КШМ. В действительности чтобы создать необходимые условия для нормального сгорания топливной смеси, требуется выполнение подготовительных этапов – заполнение камеры сгорания компонентами смеси, их сжатие и отвод продуктов горения. Эти этапы получили название «такты мотора» и всего их четыре – впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Из них только рабочий ход выполняет полезную функцию (именно при нем энергия преобразуется в движение), а остальные такты – подготовительные. При этом выполнение каждого этапа сопровождается проворотом коленвала вокруг оси на 180 градусов.
Конструкторами разработано два типа двигателей – 2-х и 4-тактный. В первом варианте такты совмещены (рабочий ход с выпуском, а впуск – со сжатием), поэтому в таких моторах полный рабочий цикл выполняется за один полный оборот коленвала.
В 4-тактном двигателе каждый такт выполняется по отдельности, поэтому в таких моторах полный рабочий цикл выполняется за два оборота коленчатого вала, и только один полуоборот (на такте «рабочий ход») выполняется за счет выделенной при горении энергии, а остальные 1,5 оборота – благодаря энергии маховика.
Основные неисправности и обслуживание КШМ
Несмотря на то, что кривошипно-шатунный механизм работает в жестких условиях, эта составляющая двигателя достаточно надежная. При правильном проведении технического обслуживания, механизм работает долгий срок.
При правильной эксплуатации двигателя ремонт кривошипно-шатунный механизма потребуется только из-за износа ряда составных деталей – поршневых колец, шеек коленчатого вала, подшипников скольжения.
Поломки составных компонентов КШМ происходят в основном из-за нарушения правил эксплуатации силовой установки (постоянная работа на повышенных оборотах, чрезмерные нагрузки), невыполнения ТО, использования неподходящих горюче-смазочных материалов. Последствиями такого использования мотора могут быть:
залегание и разрушение колец;
прогорание поршня;
трещины стенок гильзы цилиндра;
изгиб шатуна;
разрыв коленчатого вала;
«наматывание» подшипников скольжения на шейки.
Такие поломки КШМ очень серьезны, зачастую поврежденные элементы ремонту не подлежат их нужно только менять. В некоторых случаях поломки КШМ сопровождаются разрушениями иных элементов мотора, что приводит мотор в полную негодность без возможности восстановления.
Чтобы кривошипно-шатунный механизм двигателя не стал причиной выхода из строя мотора, достаточно выполнять ряд правил:
Не допускать длительной работы двигателя на повышенных оборотах и под большой нагрузкой.
Своевременно менять моторное масло и использовать смазку, рекомендованную автопроизводителем.
Использовать только качественное топливо.
Проводить согласно регламенту замену воздушных фильтров.
Не стоит забывать, что нормальное функционирование мотора зависит не только от КШМ, но и от смазки, охлаждения, питания, зажигания, ГРМ, которым также требуется своевременное обслуживание.
avtomotoprof.ru
5-GORsk › Blog › Общие сведения и схемы кривошипно-шатунного механизма автомобильных двигателей
Кривошипно-шатунный механизм составляет основу конструкции большинства поршневых двигателей внутреннего сгорания. Назначение кривошипно-шатунного механизма состоит в том, чтобы воспринимать давление газов, возникающее в цилиндре, и преобразовывать прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Эти две функции, выполняемые механизмом, и обеспечивают решение сложной проблемы, связанной с преобразованием тепловой энергии топлива в механическую работу при сжигании топлива в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.
В существующих поршневых двигателях применяются два типа кривошипно-шатунных механизмов: тронковые и крейцкопфные.
В тронковых механизмах шатун шарнирно соединен непосредственно с нижней направляющей (тронковой) частью поршня, тогда как в крейцкопфных механизмах поршень соединяется с шатуном через шток и крейцкопф, которые служат для поршня направляющей частью. Крейцкопфные механизмы более сложны и громоздки. Они увеличивают габариты двигателя по высоте и утяжеляют его конструкцию.
В быстроходных поршневых двигателях автомобильного и тракторного типов применяются более простые и компактные тронковые кривошипно-шатунные механизмы. Благодаря этим преимуществам тронковые механизмы в настоящее время широко применяются и в двигателях стационарного типа. Однако для двигателей двойного действия крейцкопфные механизмы остаются единственно возможными. Такие двигатели обычно строят двухтактными, позволяющими более чем в 3 раза увеличивать мощность силовых установок по сравнению с аналогичными установками, снабженными четырехтактными двигателями простого действия
Кривошипно-шатунный механизм тронковых двигателей состоит из неподвижных и подвижных деталей. К неподвижным относятся: цилиндр, крышка (головка) цилиндра и картер, образующие остов двигателя; подвижную группу составляют: поршневой комплект (поршень с поршневым пальцем и уплотняющими кольцами), шатун, коленчатый вал и маховик.
Иногда к кривошипно-шатунному механизму относят только группу перечисленных подвижных деталей, что нельзя признать правильным, тем более по отношению к двигателям внутреннего сгорания. Во-первых, это не согласуется с самим определением механизма, немыслимого без наличия направляющего звена — стойки. Во-вторых, кроме того что стенки цилиндра служат направляющими для поршня, цилиндр и его головка образуют замкнутую надпоршневую полость, без которой в двигателях внутреннего сгорания нельзя создать нужного давления газов над поршнем, которое он воспринимает и передает на коленчатый вал. Следовательно, отдельно от надпоршневой полости кривошипно-шатунный механизм поршневого двигателя не выполнял бы одну из основных своих функций.
Наиболее распространенные схемы компоновки кривошипно-шатупного механизма автомобильных двигателей приведены ниже.
Двигатели, построенные по схемам А, Б и В, называются однорядными. Чаще всего из них применяется схема А с вертикальным расположением цилиндров. В двигателях, предназначенных для автобусов, с успехом применяется схема В с горизонтальным расположением цилиндров. Такие двигатели удобно размещаются под полом кузова автобуса.
Сравнительно новой является схема Б с наклонным расположением цилиндров (под углом от 20 до 45° к вертикальной оси). Двигатели с такой компоновкой используют для ряда современных легковых автомобилей. При этом имеется возможность более рационально размещать вспомогательное оборудование и впускные трубопроводы.
Двигатели, построенные по схемам Г и Д, называются двухрядными. В настоящее время особенно широко применяется схема Г с V-образным расположением цилиндров. Четырех- и восьмицилиндровые V-образные двигатели по условиям их уравновешенности строят с углом между осями цилиндров равным 90°. Они выгодно отличаются по габаритам и весу от соответствующих однорядных и одинаково успешно используются на легковых автомобилях и на средних и тяжелых грузовиках, нуждающихся в силовых агрегатах повышенной мощности. Двигатели с кривошипным механизмом, выполненным по схеме Д, с углом между осями цилиндров 180° называются оппозитными. Такие двигатели с противолежащим расположением цилиндров применяются довольно редко, так как размещение их и обслуживание на автомобиле менее удобно, чем, например V-образных или однорядных горизонтальных.
Автомобильные двигатели, как правило, строят многоцилиндровыми. Они обычно имеют 2; 3; 4; 6; 8 и редко 12 или 16 цилиндров. Одноцилиндровые двигатели на автомобилях не применяются и вообще для этой цели не пригодны, так как не могут удовлетворительно работать в качестве автомобильных силовых агрегатов без утяжеленного маховика и сложного уравновешивающего устройства.
В самом деле, в одноцилиндровом, например, четырехтактном двигателе из двух оборотов вала только пол-оборота приходится на активный рабочий ход поршня. В течение остальных полутора оборотов скорость вращения коленчатого вала непрерывно замедляется, поскольку движение его в это время осуществляется за счет запаса кинетической энергии маховика, накапливаемой им в момент ускоренного движения при рабочем ходе поршня, когда последний «взрывом» газов отбрасывается к н.м.т. Следовательно, за время одного рабочего цикла коленчатый вал вращается с разной угловой скоростью, что крайне нежелательно.
Выравнивание угловой скорости вращения коленчатого вала в одноцилиндровом двигателе возможно только путем повышения уровня аккумулирования кинетической энергии маховика на участке ускоренного движения, т.е. за счет увеличения его инерции. Естественно, при неизменных установившихся оборотах коленчатого вала этого нельзя достигнуть без увеличения массы маховика. Маховик с большей массой будет вращаться равномернее, следовательно, уменьшится и колебание угловой скорости вращения вала. Однако такой путь полностью не избавит вал двигателя от неравномерности вращения. К тому же большая масса маховика требует и больше времени на его разгон до заданной скорости. Вследствие этого ухудшается приемистость двигателя и снижается динамика автомобиля, т.е. уменьшается быстрота раскрутки вала двигателя и разгона автомобиля.
Если предположить, что коленчатый вал вращается равномерно, то и в этом идеальном случае поршень в конце каждого хода меняет направление своего движения. В мертвых точках его скорость равна нулю, а потом нарастает до максимума, составляющего в автомобильных двигателях 15—25 м/сек при номинальном числе оборотов, и снова уменьшается до нуля в смежной мертвой точке.
Такое неравномерное движение поршня и связанного с ним комплекта деталей порождает переменные по величине и направлению силы инерции Pj возвратно-движущихся масс, действующие вдоль оси его движения, т. е. по оси цилиндра, как показано на рисунке.
Силы инерции Pj, периодически меняя величину и направление своего действия, если остаются неуравновешенными, вызывают раскачивание двигателя вне зависимости от принятой схемы кривошипно-шатунного механизма (см. рисунок). Возникающая при этом вибрация двигателя передается на его крепления и на раму автомобиля, разрушая его узлы и увеличивая интенсивность их износа. Вследствие вибрации повышаются уровень шума и утомляемость водителя, что увеличивает опасность движения.
Устранить вибрацию, вызываемую силами инерции масс кривошипно-шатунного механизма, совершающих возвратно-поступательное движение, можно только в случае, если удается создать силы, равные по величине и противоположно направленные силам, вызывающим вибрацию. Для этого, как установлено, двигатель должен иметь несколько цилиндров с общим коленчатым валом, допускающим организацию необходимого разнонаправленного движения поршней в отдельных цилиндрах. Это позволяет в известной мере уравновешивать двигатель, т.е. уменьшить воздействие на его остов сил, порождающих вибрацию.
Однако внешне уравновешенные силы инерции нагружают детали двигателя, вызывая изгиб вала, увеличивая нагрузку коренных опор, т. е. создают внутреннюю неуравновешенность двигателя.
В многоцилиндровых двигателях интервал между рабочими ходами, выраженный в градусах угла поворота вала, определяется числом цилиндров i. Для четырехтактных и двухтактных двигателей эти интервалы при равномерном чередовании рабочих ходов соответственно равны 720°/i и 360°/i.
Чем больше число цилиндров, тем меньше интервал между рабочими ходами и вал двигателя вращается равномернее.
Сравнительно хорошую степень уравновешенности и равномерность вращения вала имеет однорядный 6-цилиндровый двигатель. Ею считают полностью уравновешенным. При двухрядном V-образном расположении цилиндров с осями под углом 90° хорошую уравновешенность имеют 8-цилиндровые двигатели. 8-цилиндровые однорядные двигатели считаются уравновешенными, но в настоящее время они утратили практическое значение, так как линейное расположение цилиндров приводит к излишнему удлинению коленчатого вала и снижает его жесткость.
Силы давления газов в надпоршневой полости одинаково действуют как на поршень, так и на головку цилиндра, поэтому, имея всегда равную себе величину и противоположное направление (см. рисунок), эти силы взаимно уравновешиваются внутри системы и не оказывают влияния на вибрацию двигателя, но нагружают коленчатый вал и коренные подшипники. Равнодействующие газовых сил направлены по оси цилиндра, а величина их определяется из соотношения
Рг = pгFп,
где рг — избыточное удельное давление газов, взятое по индикаторной диаграмме, кГ/см2 (Мн/м2)\ Fп — площадь поршня, см2 (м2).
Силы давления газов Рг и инерционные силы Pj, действующие по оси цилиндра, суммируясь, дают силу Р∑, которая, будучи приложена к поршневому пальцу, раскладывается на боковую силу Nб давления на стенку цилиндра и на силу Рш, действующую по оси шатуна (см. рисунок Е).
Если силу Рш, руководствуясь правилами механики, перенести по линии ее действия в центр шатунной шейки и разложить на составляющие, то получим силу Т, перпендикулярную к оси кривошипа, и силу Z, направленную по оси кривошипа (см. рисунок). Сила Т называется тангенциальной. Произведение силы Т на радиус кривошипа г называется крутящим моментом, который определяется по формуле, кГ·м (Мн·м),
Тr = Мкр,
где Мкр определяется путем непосредственного измерения с помощью динамометрического устройства испытательных тормозных установок. Крутящий момент измеряют для ряда чисел оборотов вала двигателя, а затем пересчетом определяют его мощность, развиваемую при этих оборотах вала. Полученная таким образом закономерность изменения мощности двигателя по числу оборотов вала называется скоростной характеристикой.
www.drive2.com
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) двигателя
Кривошипно-шатунным называется такой механизм, который осуществляет рабочий процесс силового агрегата. Главное предназначение кривошипно-шатунного механизма – преобразование возвратно-поступательного перемещения всех поршней во вращательное движение коленвала.
Кривошипно-шатунный механизм определяет тип силового агрегата по расположению цилиндров. В автомобильных двигателях ( см. устройство двигателя автомобиля ) используются различные варианты кривошипно-шатунных механизмов:
Однорядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней может быть вертикальным либо под углом. Используются в рядных двигателях;
Двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней только под углом. Используются в V-образных двигателях;
Одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней горизонтальное. Применяются в случае, если габаритные размеры мотора по высоте ограничены.
Составляющие кривошипно-шатунного механизма подразделяются на
Подвижные – поршни, пальцы и поршневые кольца, маховик и коленчатый вал, шатуны;
Неподвижные – цилиндры, головка блока цилиндров (ГБЦ), блок цилиндров, картер, прокладка ГБЦ и поддон.
Кроме этого к кривошипно-шатунному механизму относятся разнообразные крепежные элементы, а также шатунные и крепежные подшипники.
Устройство КШМ
При рассмотрении устройства КШМ необходимо выделить основные элементы его конструкции: коленвал, коренная шейка, шатунная шейка, шатуны, вкладыши, поршневые кольца (маслосъемные и компрессионные), пальцы и поршни ( см. работа поршня ).
Сложная конструкция вала обеспечивает получение и передачу энергии от поршня с шатуном на последующие узлы и агрегаты. Сам вал собран из элементов, называемых коленами. Колена соединены цилиндрами, расположенными со смещением относительно основной центральной оси в определенном порядке. На техническом языке название этих цилиндров — шейки. Те шейки, что смещены, крепятся к шатунам, соответственно и название — шатунные. Шейки, расположенные вдоль основной оси — коренные. За счет расположения шатунных шеек со смещением относительно центральной оси образуется рычаг. Поршень, опускаясь вниз, через шатун заставляет проворачиваться коленчатый вал.
Варианты конструкций вала представлены на следующем рисунке.
В зависимости от числа цилиндров, а также конструктивных решений ДВС по расположению цилиндров бывает однорядный или двухрядный.
В первом случае (1) цилиндры расположены в одной плоскости относительно коленчатого вала. Если конкретнее, то все они на двигателе расположены вертикально, по центральной оси, а сам вал находится внизу. В двухрядном двигателе (поз. 2 и 3), цилиндры размещены в два ряда под углом друг к другу 60, 90 или 180°, то есть противоположно друг к другу. Возникает вопрос: «А зачем?». Обратимся к физике. Энергия от сгорания рабочей смеси очень большая и значительная доля ее погашения приходится на коренные шейки коленчатого вала, которые хоть и железные, но имеют определенный запас прочности и ресурса. В четырехцилиндровом двигателе автомобиля этот вопрос решается просто: 4 цилиндра — 4 такта рабочего цикла по очереди. В итоге нагрузка на коленвал равномерно распределяется на всех участках. В тех ДВС, где цилиндров больше, или требуется большая мощность, их размещают в «V»-образном виде, дополнительно смягчая нагрузку на коленчатый вал. Таким образом, энергия гасится не вертикально, а под углом, что значительно смягчает нагрузку на коленчатый вал.
После краткого рассмотрения устройства КШМ необходимо также уделить внимание коленчатому валу. Говоря о нагрузке на коленчатый вал, стоит остановиться на подшипниках шеек коленвала. Рассмотрим соединение шатуна с коленчатым валом двигателя.
Те перегрузки, что испытывает вал, не под силу шариковым подшипникам. Здесь и огромное давление, высокая температура, труднодоступность смазки трущихся элементов и высокая скорость вращения. Поэтому именно для шеек применяются подшипники скольжения, которые обеспечивают работу всего двигателя. Вращение коленчатого вала происходит на вкладышах. Вкладыши делятся на коренные и шатунные. Из коренных вкладышей образуется кольцо вокруг коренных шеек вала. Из шатунных вкладышей по аналогии — вокруг шатунных шеек. Для уменьшения трения скользящие поверхности подшипников и шеек смазываются маслом, подаваемым через отверстия в коленвале под высоким давлением.
Значительную работу по обеспечению равномерности и плавности работы двигателя автомобиля выполняет маховик, о котором упоминалось ранее. Это зубчатое колесо на конце вала сглаживает перебои во вращении коленвала и обеспечивает совершение всех «холостых» тактов рабочего цикла каждого цилиндра ДВС.
Теперь обратимся к конструкции поршня двигателя.
Сам поршень представляет собой перевернутую вверх дном банку. Это самое дно имеет плавно вогнутую форму, что улучшает равномерность нагрузки на поршень при совершении рабочего хода и образование рабочей смеси. Поршень крепится к шатуну через палец с подшипником, обеспечивающим колебательные движения шатуна. Стенки поршня носят название «юбка». Она имеет, на первый взгляд, округлую форму, но есть едва заметные отличия.
Первое — это утолщение стенок юбки в направлениях движения шатуна. Поршень с шатуном через палец крепления давят поочередно друг на друга в одной плоскости. В той, которой собственно и двигается шатун относительно поршня. Следовательно, стенки поршня испытывают там большую нагрузку и давление, поэтому и сделаны толще.
Второе — это сужение диаметра юбки к низу. Сделано это для недопущения заклинивания поршня в цилиндре при нагреве и обеспечения смазки трущихся поверхностей юбки поршня и стенки цилиндра. Сами стенки цилиндра настолько гладко и ювелирно выполнены, что сравнимы с поверхностью зеркала. Но тогда остается зазор, который существенно влияет на герметичность цилиндра при такте сжатия и рабочего хода.
Для решения этих противоположных по смыслу проблем, на юбке поршня предусмотрены кольца. Именно через них сам поршень соприкасается со стенками цилиндра. На каждом поршне имеется два типа колец — компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца обеспечивают герметичность за счет давления сгораемых газов.
Маслосъемные кольца говорят сами за себя. Остатков масла, поступающего для смягчения трения в связке поршень-цилиндр, не должно оставаться при процессе горения топливно-воздушной смеси. Иначе возможна детонация, засорение свечей или форсунок остатками тяжелых фракций нефтяных продуктов, присутствующих в масле. А все это нарушает весь рабочий цикл. Поэтому масло, впрыскиваемое на стенки цилиндра при «холостых» тактах, снимается маслосъемными кольцами при рабочем ходе поршня.
Все цилиндры двигателя размещены в едином корпусе, который называется блоком цилиндров двигателя. Его конструкция довольно сложна. В нем многочисленное количество каналов для всех систем двигателя, а также он выполняет несущую основу для многих деталей и компонентов для силовой установки в целом.
Работа КШМ
Рассмотрим схему работы КШМ.
Поршень располагается на максимально удаленном расстоянии от коленчатого вала. Шатун и кривошип выстроены в одной линии. В тот момент, когда в цилиндр проникает горючее, происходит процесс возгорания. Продукты горения, в частности, расширяющие газы, способствуют перемещению поршня к коленчатому валу. Одновременно с этим перемещается также и шатун, нижняя головка которого проворачивает коленчатый вал на 180°. Затем шатун и его нижняя головка перемещаются и проворачиваются обратно, занимая исходную позицию. Поршень тоже возвращается в свое первоначальное положение. Такой процесс происходит в круговой последовательности.
По описанию работы КШМ видно, что кривошипно-шатунный механизм является главным механизмом мотора, от работы которого полностью зависит исправность транспортного средства. Таким образом, этот узел необходимо постоянно контролировать, и при любом подозрении на неисправность, следует вмешиваться и устранять ее незамедлительно, так как результатом различных поломок кривошипно-шатунного механизма может оказаться полная поломка силового агрегата, ремонт которого очень дорогостоящий.
Неисправности КШМ
К основным признакам неисправности КШМ относятся следующие:
Падение мощностных показателей двигателя;
Появление посторонних шумов и стуков;
Увеличенный расход масла;
Возникновение дыма в отработанных газах;
Перерасход топлива.
Шумы и стуки в моторе возникают из-за износа его главных составляющих и возникновение между сопряженными составляющими увеличенного зазора. При износе цилиндра и поршня, а также при возникновении большего зазора между ними появляется металлический стук, который удается отчетливо услышать при работе холодного мотора. Резкий и звонкий металлический стук при любых режимах работы мотора говорит об увеличенном зазоре между втулкой, верхней головки шатуна и поршневым пальцем. Усиление стука и шума при быстром увеличении числа оборотов коленвала свидетельствует об износе вкладышей шатунных или коренных подшипников, причем более глухой стук говорит об износе вкладышей коренных подшипников. Если износ вкладышей достаточно большой, то, вероятнее всего, давление масла резко понизится. В таком случае эксплуатировать мотор не рекомендуется.
Падение мощности мотора возникает при износе цилиндров и поршней, износе или залегании в канавах поршневых колец, некачественной затяжке головки цилиндров. Подобные неисправности способствуют падению компрессии в цилиндре. Чтобы проверить компрессию, существует специальный прибор – компрессометр, измерения необходимо выполнять на теплом моторе. Для этого необходимо выкрутить все свечи, после чего установить наконечник компрессометра на место одной из них. При абсолютно открытом дросселе проворачивают мотор стартером в течение трех секунд. Подобным методом последовательно выполняют проверку всех остальных цилиндров. Значение компрессии должно быть в рамках, указанных в технических характеристиках мотора. Разница компрессии между цилиндрами не должна быть не выше 1 кг/см2.
Увеличенное потребление масла, перерасход топлива, образование дыма в отработанных газах обычно происходит при износе цилиндров и колец или при залегании поршневых колец. Вопрос с залеганием кольца можно решить без разборки мотора, залив в цилиндр через специальные отверстия для свечи соответствующую жидкость.
Отложение нагара на камерах сгорания и днищах поршней уменьшает теплопроводность, что способствует перегреву мотора, повышению топливного расхода и падению мощности.
Трещины на стенках рубашки охлаждения блока, а также головки блока цилиндров могут образоваться в связи с замерзанием охлаждающей жидкости, в результате перегрева мотора, в результате заполнения охлаждающей системы ( см. система охлаждения двигателя) горячего мотора холодной охлаждающей жидкостью. Трещины на блоке цилиндров могут пропускать охлаждающую жидкость в цилиндры. В связи с этим выхлопные газы приобретают белый цвет.
Выше рассмотрены основные неисправности КШМ.
Крепежные работы
Чтобы предотвратить пропуск охлаждающей жидкости и газов через прокладку головки цилиндров, следует периодически контролировать крепление головки ключом со специальной динамометрической рукояткой с определенной последовательностью и усилием. Положение затяжки и последовательность затягивания гаек обозначают автомобильные заводы.
Головку цилиндров из чугуна прикрепляют, когда мотор находится в нагретом положении, алюминиевую голову, наоборот, на холодный двигатель. Необходимость затягивания крепления алюминиевых головок в холодном состоянии объясняется разным коэффициентом линейного расширения материала шпилек и болтов и материала головки. В связи с этим подтягивание гаек на сильно разогретом моторе не обеспечивает после остывания мотора должной плотности прилегания к блоку головки цилиндров.
Затяжку болтов прикрепления поддона картера для предотвращения деформации картера, нарушения при герметичности также проверяют с соблюдением последовательности, то есть поочередным затягиванием диаметрально противоположных болтов.
Проверка состояния кривошипно-шатунного механизма
Техническое состояние кривошипно-шатунных механизмов определяется:
По компрессии (изменению давления) в цилиндрах мотора в конце хода сжатия;
По расходу масла в процессе эксплуатации и уменьшению давления в системе смазки двигателя;
По разрежению в трубопроводе впуска;
По утечке газов из цилиндров;
По объему газов, проникающих в картер мотора;
По наличию стуков в моторе.
Расход масла в малоизношенном моторе незначителен и может равняться 0,1-0,25 литра на 100 км пути. При общем значительном износе мотора расход масла может составлять 1 литр на 100 км и больше, что, как правило, сопровождается обильным дымом.
Давление в масляной системе мотора должно соответствовать пределам, установленным для данного типа мотора и используемого сорта масла. Уменьшение давления масла на незначительных оборотах коленвала прогретого силового агрегата указывает на неисправность в смазочной системе или на присутствие недопустимых износов подшипников мотора. Падение масляного давления по манометру до 0 говорит о неисправности редукционного клапана или манометра.
Компрессия является показателем герметичности цилиндров мотора и характеризует состояние клапанов, цилиндров и поршней. Герметичность цилиндров можно установить с помощью компрессометра. Изменение давления (компрессию) проверяют после предварительного разогрева мотора до 80°C при выкрученных свечах. Установив наконечник компрессометра в отверстия для свечей, проворачивают стартером коленвал мотора на 10 – 14 оборотов и фиксируют показания компрессометра. Проверка выполняется по 3 раза для каждого цилиндра. Если показания компрессии на 30 – 40% ниже установленной нормы, это говорит о неисправностях (пригорание поршневых колец или их поломка, повреждение прокладки головки цилиндров или негерметичность клапанов).
Разрежение в трубопроводе впуска мотора измеряют вакуумметром. Значение разрежения у работающего на установившемся режиме моторов может меняться от изношенности цилиндро–поршневой группы, а также от состояния элементов газораспределения ( см. газораспределительный механизм ), регулировки карбюратора ( см. устройство карбюратора ) и установки зажигания. Таким образом, такой метод проверки является общим и не дает возможности выделить конкретную неисправность по одному показателю.
Объем газов, проникающих в картер мотора, изменяется из–за неплотности сопряжений цилиндр + поршень + поршневое кольцо, увеличивающейся по степени изнашивания данных деталей. Количество проникающих газов измеряют при полной нагрузке мотора.
Обслуживание КШМ
Обслуживание КШМ заключается в постоянном контроле креплений и подтягивании ослабевших гаек и болтов картера, а также головки блока цилиндров. Болты крепления головки блока и гайки шпилек следует подтягивать на разогретом моторе в определенной последовательности.
Двигатель следует содержать в чистоте, каждый день протирать или промывать кисточкой, смоченной в керосине, после этого протирать сухой ветошью. Необходимо помнить, что грязь, пропитанная маслом и бензином, представляет серьезную опасность для возгорания при наличии каких–либо неисправностей в системе зажигания двигателя исистеме питания двигателя, также способствует образованию коррозии.
Периодически нужно снимать головку блока цилиндров и удалять весь нагар, образовавшийся в камерах сгорания.
Нагар плохо проводит тепло. При определенной величине слоя нагара на клапанах и поршнях отвод тепла в охлаждающую жидкость резко ухудшается, происходит перегрев мотора и уменьшение его мощностных показателей. В связи с этим, возникает потребность в более частом включении низких передач и потребность в топливе возрастает. Интенсивность формирования нагара полностью зависит от вида и качества используемого для мотора масла и топлива. Самое интенсивное нагарообразование выполняется при использовании низкооктанового бензина с достаточно высокой температурой конца выкипания. Стуки, возникающие в таком случае при работе двигателя, имеют детонационный характер и в конечном итоге приводят к уменьшению срока работоспособности двигателя.
Нагар необходимо удалять с камер сгорания, со стержней и головок клапанов, из впускных каналов блока цилиндров, с днищ поршней. Нагар рекомендуется удалять с помощью проволочных щеток или металлических скребков. Предварительно нагар размягчается керосином.
При последующей сборке мотора прокладку головки блока необходимо устанавливать таким образом, чтобы сторона прокладки, на которой наблюдается сплошная окантовка перемычек между краешками отверстий для камер сгорания, была направлена в сторону головки блока.
Стоит учесть, что во время движения машины за городом в течении 60–ти минут со скоростью 65–80 км/ч происходит выжигание (очистка) цилиндров от нагара.
При должном регулярном обслуживании КШМ его срок службы продлится на долгие годы.
www.dvigremont.ru
Состав и устройство узлов КШМ — Студопедия
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
1. Назначение КШМ и принцип работы.
2. Состав и устройство узлов КШМ.
1. Назначение КШМ и принцип работы.
Определение: механическая передача передающая энергию с преобразованием видов движения.
В соответствие с общей классификацией машин и механизмов — кривошипно-ползунковый механизм (КПМ).
Назначение: КШМ служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала.
Принцип действия: четырехтактный поршневой двигатель состоит из цилиндра и картера, который снизу закрыт поддоном. Внутри цилиндра перемещается поршень с уплотнительными (компрессионными) кольцами. Поршень через поршневой палец и шатун связан с коленчатым валом, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Сверху цилиндр накрыт головкой с клапанами, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала. Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю: верхней и нижней мертвой точкой. Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком, имеющим форму диска с массивным ободом.
Состав и устройство узлов КШМ.
Состав: все детали КШМ делятся на подвижные (рис.1) и неподвижные (рис. 2). К неподвижным (детали остова двигателя )относятся: картер, блок цилиндров, головка блока цилиндров и соединяющие их детали (рис. 2, 3), к подвижным — поршень с пальцем и кольцами, шатун, коленчатый вал и маховик.
Блок цилиндров является основой двигателя. Большая часть навесного оборудования двигателя монтируется на блоке цилиндров.
По форме блока цилиндров ДВС классифицируют:
— рядный двигатель: цилиндры располагаются последовательно в одной плоскости; ось цилиндров вертикальна, под углом или горизонтальна ; число цилиндров — 2, 3, 4, 5, 6, 8;
— V-образный двигатель: цилиндры располагаются в двух плоскостях с образованием конструкции V — образной формы; угол развала — от 30° до 90°; число цилиндров 2, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 24;
— VR-образный двигатель: рядно-смещенное расположение цилиндров в шахматном порядке с углом развала 15°. Очень узкие V-образные двигатели такого типа долгое время делала итальянская фирма “Lancia”, и ее опыт используется концерном “Volkswagen”;
— W-образный двигатель: два рядно-смещенных блока VR, объединенных в V-образную конфигурацию с углом развала 72 °С. W8-Volkswagen Passat, W12- VW Phaeton и Audi A8, W16-Bugatti EB 16.4 Veyron;
— оппозитный двигатель: противолежащие друг другу цилиндры располагаются горизонтально, число цилиндров — 2,4,6. Subaru обозначает свои оппозитные двигатели индексом «B» (Boxer), добавляя к нему цифру «4» или «6», в зависимости от числа цилиндров.
Нумерация цилиндров начинается от носка коленвала, а при двух-, и четырехрядном расположении цилиндров — слева, если смотреть со стороны носка коленвала ( за исключением «РЕНО»). Направление вращения коленвала — правое, то есть по часовой стрелке, если смотреть с носка коленвала (за исключением Honda, Mitsubishi).
В конструкцию блока входят гильзы цилиндров, рубашка охлаждения и герметизированные масляные полости и каналы. Во внутренних полостях блока циркулирует жидкость системы охлаждения, там же проходят и масляные каналы системы смазки двигателя. Блок имеет монтажные и опорные поверхности для установки вспомогательных устройств.
Картер служит опорой для подшипников, на которых вращается коленчатый вал. Обычно выполняется заодно с блоком цилиндров. Такая конструкция называется блок-картер. Снизу картер закрывается поддоном, в котором обычно хранится запас масла.
Чаще картер и блок цилиндров отливают как одно целое. Если картер изготовляют отдельно, то к нему крепят или отдельные цилиндры, или блок цилиндров. Блок-картер современного поршневого двигателя — это наиболее сложная и дорогая деталь. Он обладает большой жесткостью. В зависимости от восприятия нагрузки различают силовые схемы с несущими цилиндрами, с несущим блоком цилиндров, с несущими силовыми шпильками.
В первой схеме под действием сил давления газов стенки цилиндров и рубашки охлаждения испытывают напряжение разрыва. Во второй схеме, получившей наибольшее распространение, нагрузки воспринимаются стенками цилиндров и рубашки охлаждения, поперечными перегородками картера. В этой схеме часто используют сменные гильзы «мокрые» или «сухие» (рис. 3).
Рис. 1. Подвижные детали КШМ
Рис. 2. Неподвижные детали ДВС
В этом случае основную нагрузку несут стенки рубашки охлаждения. Конструкция в целом оказывается менее жесткой. В третьей схеме растягивающие нагрузки воспринимаются силовыми шпильками, а цилиндр (или блок цилиндров) оказывается сжатым.
Рис. 3. Гильза цилиндров (а) и схемы посадки мокрой (б) и сухой (в) гильз
При работе силы давления газов, растягивая шпильки, разгружают цилиндр. Блок-картер служит базовой деталью, на нем размещаются все навесные агрегаты, механизмы и системы двигателя. Блок- картер воспринимает все силы, развивающиеся в работающем двигателе, отдельные его элементы подвергаются значительному местному нагреву, он подвержен действию колебаний, а те его элементы, которые сопрягаются с подвижными деталями двигателя, в процессе эксплуатации сильно изнашиваются.
При длительной работе блок-картер коробится из-за деформаций, действия силовых и тепловых нагрузок и структурных изменений в материале. Как следствие, теряются параллельность осей цилиндров, перпендикулярность осей цилиндров к оси коленчатого вала, возникают другие нарушения макрогеометрии блока картера, что весьма нежелательно из-за увеличения трения, износа и даже выхода из строя всего двигателя.
Головка цилиндра (рис. 4) обеспечивает герметизацию верхней части цилиндра. Совместно с днищами поршней, образует камеру сгорания. Обычно устанавливается одна головка для всех цилиндров рядного и VR-образного, или две — для V, W и оппозитного двигателя. Она крепится к блоку цилиндров и, при работе составляет с ним единое целое. Уплотнение стыка обеспечивается прокладкой.
На большинстве ДВС в головке размещается привод клапанов, сами клапаны, свечи зажигания или накаливания, форсунки. Так же, как и в блоке цилиндров — имеются жидкостные и масляные каналы и полости.
Головки цилиндров подвержены действию максимальных сил давления газов, контактируют с нагретыми газами.
Рис. 4. Головка блока цилиндров: а) вид сверху, б) вид снизу
Для изготовления блок-картеров и головок цилиндров используют серые или легированные чугуны марок СЧ 15-32, СЧ 21-40 и алюминиевые сплавы. Чугуны содержат около 3-4% углерода, легирующие элементы (марганец, хром, никель, титан, медь, молибден), примеси серы и фосфора, кремний. Твердость чугунов составляет 230-250 по Бринеллю. Для сведения к минимуму в процессе эксплуатации деформации блока применяют операцию искусственного старения отливок перед механической обработкой.
Стенки блока цилиндров при работе двигателя испытывают циклические напряжения изгиба. Обычно стремятся уменьшить амплитудные значения напряжения, что достигается путем оребрения поперечных стенок. Чтобы снизить упругие остаточные деформации постелей коренных подшипников коленчатого вала, обеспечить их соосность и улучшить работу кривошипно-шатунного механизма, часто вводят силовые связи между крышками коренных опор и стенками блока.
Очень важно при сборке, изготовлении или ремонте снизить так называемые монтажные деформации гильзы в сборе с блоком. Повышенные монтажные деформации гильзы, как свидетельствует опыт эксплуатации дизелей Д-37Е, ЯМЗ-236 и др., приводят к повышенному трению и преждевременному износу гильзы. Равномерность деформаций достигается путем обеспечения примерного равенства деформаций участка блока при затяжке каждой шпильки, а их минимизация — путем увеличения жесткости гнезда, в котором размещается шпилька. Блоки цилиндров и гильзы двигателей с водяным охлаждением подвержены кавитационному износу.
Причиной возникновения кавитации стенок блока цилиндров и гильз являются интенсивные вибрации, возникающие при осуществлении рабочего процесса и ударах. Во избежание кавитационных износов в блоке цилиндров размещают антикавитационную защиту (например, в двигателе ЯМЗ), представляющую собой специальное антикавитационное плоское резиновое кольцо, устанавливаемое с натягом на гильзе и попадающее вместе с гильзой при сборке в выточку в блоке и гильзе. Как правило, при демонтаже узел разрушается, поэтому в эксплуатации при переборках его нужно заменять новым. Равномерного распределения нагрузок добиваются также во всех элементах головки блока цилиндров.
Особое внимание уделяют совершенствованию технологии литья головок и блоков цилиндров, чтобы снизить нарушение размеров отливок, избежать отбеливания чугуна, обеспечить точность и стабильность литья. Должным образом доведенная конструкция блока цилиндров и головки обеспечивает наработку 8000 моточасов и более.
Важный элемент конструкции — прокладка головки блока цилиндров, обеспечивающая плотное соединение головки и блока цилиндров и препятствующая прорыву газов из камеры сгорания при работе двигателя. Прокладки делают цельнометаллическими из меди или алюминия, тонкого стального листа (набора тонких листов), а также из листов графитизированного асбестового картона, положенных на стальную сетку.
Металлические прокладки используют в дизелях с жесткими блоками и головками и при большой силе затяжки шпилек. Асбестовые прокладки применяют в карбюраторных двигателях, а также в дизелях. Шпильки, которыми притягивают головки и прокладку к блоку цилиндров, изготовляют из углеродистых и легированных сталей. Нижняя часть картера (поддон) в двигателях не является несущей. Ее отливают из алюминиевого сплава или штампуют из тонкого стального листа. Поддон обычно служит ванной для масла, в нем размещают маслоприемные устройства, успокоители против разбрызгивания. Устанавливают его на прокладках для предотвращения вытекания масла.
Шпильки подвергают расчетам на прочность на знакопеременные нагрузки. Оценки напряжений в элементах головок и блоков цилиндров по формулам сопротивления материалов носят условный характер. Лишь в последние годы, после того как был развит метод конечных элементов, стала возможной постановка задачи о расчетах на прочность таких сложных по конфигурации деталей, как блок цилиндров и головка. Расчеты эти требуют применения мощных вычислительных машин. Традиционно заводы-изготовители много времени и сил затрачивают на экспериментальное определение характеристик надежности, вибрационной стойкости деталей остова.
studopedia.ru
В чем заключается работа шатунно кривошипного механизма. Назначение, устройство, принцип работы кривошипно-шатунного механизма
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) в двигателях внутреннего сгорания отвечает за преобразование возвратно-поступательных движений поршня во вращательное движение коленчатого вала. Параллельно с этим вращательное движение коленвала преобразуется в обратное возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах двигателя.
Как работает КШМ
Кривошипно-шатунный механизм принимает на себя давление расширяющихся газов, которое возникает в результате сгорания порции топливно-воздушной смеси в герметично закрытой камере сгорания. Другими словами, КШМ преобразует тепловую энергию сгорания топлива в механическую работу коленчатого вала.
Энергия сгоревшего топлива в передается в виде давления на подвижные поршни, которые совершают возвратно-поступательные движения в специальных неподвижных втулках (гильзах). Указанные гильзы выполнены в блоке цилиндров. Поршень соединен с коленчатым валом двигателя при помощи шатуна. Через шатун полученное усилие от поршня передается на коленчатый вал, который в итоге формирует крутящий момент двигателя внутреннего сгорания.
Детали кривошипно-шатунного механизма ДВС
Конструктивно КШМ состоит из подвижных и неподвижных деталей. Базовыми неподвижными элементами конструкции являются:
блок цилиндров;
головка блока цилиндров;
картер и поддон картера двигателя;
В списке основных подвижных элементов находятся:
поршень;
поршневые кольца;
поршневой палец;
шатун;
коленчатый вал;
Блок цилиндров и ГБЦ
) и головка блока цилиндров () являются основой всего двигателя внутреннего сгорания. Указанные элементы отливают из чугуна или алюминиевых сплавов. Цилиндр в блоке является направляющей поршня.
Блок цилиндров имеет каналы для подачи охлаждающей жидкости (), в нем выполнены постели для установки подшипников коленчатого вала, на б
www.avto-lux74.ru
Кривошипно-шатунный механизм, назначение и детали и узлы КШМ
Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление расширяющихся газов при такте сгорание — расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм состоит из:
• блока цилиндров с картером;
• головки цилиндров;
• поршней с кольцами;
• поршневых пальцев;
• шатунов;
• коленчатого вала;
• маховика;
• поддона картера.
Блок цилиндров отливают заодно с картером. И он является базисной деталью двигателя, к которой крепятся кривошипно-шатунный, газораспределительный механизмы и все навесные приборы и агрегаты двигателя (рис. 4).
Рис. 4. Головка и блок цилиндров двигателя
Изготовляют его из серого чугуна, реже из алюминиевого сплава силумина. В отливке блок-картера выполнены полости для смывания охлаждающей жидкостью стенок гильз цилиндров. Сами же гильзы могут быть вставными, изготовленными из жаростойкой стали или же отлитыми заодно с чугунным блок-картером. Блоки из алюминиевых сплавов изготовляются только со вставными гильзами. Внутренняя поверхность гильз служит направляющей для перемещения поршня, она тщательно шлифуется и называется зеркалом. Уплотнение гильз осуществляется с помощью колец из специальной резины или меди. Вверху уплотнение гильз достигается за счет прокладки головки цилиндров. Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в верхнюю их часть, как работающую в наиболее тяжелых условиях (высокая температура и агрессивная газовая среда), коротких тонкостенных вставок из кислотоупорного чугуна. Этим достигается снижение износа верхней части гильзы в четыре раза.
Снизу картер двигателя закрыт поддоном, выштампованным из листовой стали, уплотненным прокладкой из картона или пробковой крошки. Поддон используется в качестве резервуара для моторного масла и служит защитой картера от попадания грязи и пыли.
Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху. На ней размещены детали газораспределительного механизма, камеры сгорания, выполнены отверстия под свечи или форсунки, запрессованы направляющие втулки и седла клапанов. Для охлаждения камер сгорания в головке вокруг них выполнена специальная полость.
Для создания герметичности плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотнена стальными или сталеасбестовыми прокладками, а крепление осуществляется шпильками с гайками.
Головки отлиты из алюминиевого сплава (AЛ-4) или чугуна. Сверху они накрыты клапанной крышкой из штампованной стали или алюминиевого сплава, уплотненной пробковой или маслобензостойкой резиновой прокладкой.
Двигатели с однорядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, двигатели с V-образным расположением имеют отдельные головки на каждый ряд цилиндров, либо на группу из нескольких цилиндров, либо отдельную головку на каждый цилиндр.
Поршень воспринимает давление расширяющихся газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал двигателя. Представляет собой перевернутый днищем вверх цилиндрический стакан, отлитый из высококремнистого алюминиевого сплава.
Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части (рис. 5). Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня, в которой проточены канавки для поршневых колец. Днище поршня с головкой цилиндров формируют камеру сгорания и работают в крайне тяжелых температурных условиях из-за недостаточного охлаждения. Для некоторых моделей двигателей поршни изготовляют со вставкой из специального жаропрочного чугуна для верхнего компрессионного кольца и выполняют в днище поршня тороидальные камеры сгорания с выемками для предотвращения касания днища поршня с клапанами. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются бобышки с отверстиями под поршневой палец.
Конструкция поршня должна исключать его заклинивание при тепловом расширении работающего двигателя. С этой целью головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку, которую изготовляют овальной формы с большой осью, перпендикулярной оси поршневого кольца. В некоторых поршнях юбка имеет разрез, предотвращающий заклинивание поршня при работе прогретого двигателя. На юбку поршня может наноситься коллоидно-графитовое покрытие для предохранения от задиров зеркала цилиндра и улучшения приработки.
Поршневые кольца устанавливаются двух типов: компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца служат для уплотнения поршня в гильзе цилиндра и предот вращения прорыва газов из камеры сгорания в картер двигателя. Маслосъемные кольца служат для снятия излишков масла с зеркала цилиндра и не допускают его попадания в камеру сгорания.
Поршневые кольца изготовляются из белого чугуна, а маслосъемные могут быть выполнены из стали. Для повышения износостойкости верхнее компрессионное кольцо подвергается пористому хромированию, а остальные для ускорения приработки покрыты слоем олова или молибдена.
Кольца имеют разрез (замок) для установки на поршень. Количество компрессионных колец, устанавливаемых на поршнях, может быть неодинаково для различных моделей двигателей, обычно два или три кольца. Маслосъемные кольца устанавливаются по одному на поршень. Они состоят из четырех элементов: из двух стальных разрезных колец, одного стального гофрированного осевого и одного радиального расширителей (рис. 5).
Поршневые кольца могут иметь различную геометрическую форму. Компрессионные кольца могут быть прямоугольного сечения, иметь коническую форму и выточку на верхней внутренней кромке кольца. Маслосъемные кольца также имеют различную форму: коническую, скребковую и пластинчатую с расширителями. Кроме того, маслосъемные кольца имеют сквозные прорези для прохода масла через канавку внутрь поршня. Канавка поршня для маслосъемного кольца имеет один или два ряда отверстий для отвода масла.
Рис. 5. Детали поршневой группы двигателя
Поршневой палец плавающего типа обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном и удерживается от осевого смещения в бобышках поршня стопорными кольцами. Палец имеет форму пустотелого цилиндра, изготовлен из хромоникелевой стали. Поверхность его упрочнена цементацией и закалена токами высокой частоты.
Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом двигателя и для передачи при рабочем ходе давления расширяющихся газов от поршня к коленчатому валу. Во время вспомогательных тактов от коленчатого вала через шатун приводится в действие поршень.
Шатун (рис. 6) состоит из верхней неразъемной головки с запрессованной втулкой из оловянистой бронзы и разъемной нижней головки, в которую вставлены тонкостенные стальные вкладыши, залитые слоем антифрикционного сплава. Головки шатуна соединяются стержнем двутаврового сечения. Нижняя разъемная головка шатуна с помощью крышки закрепляется на шатунной шейке коленчатого вала. Шатун и его крышки изготовлены из легированной или углеродистой стали.
Крышка обрабатывается в сборе с шатуном. Номер на шатуне и метка на его крышке всегда должны быть обращены в одну сторону. При сборке V-образных двигателей необходимо помнить, что шатуны правого ряда цилиндров обращены номерами назад по ходу автомобиля, а левого ряда — вперед и совпадают с надписью на поршне
«Вперед».
Нижняя головка шатуна и крышка соединяются болтами и шпильками со специальными стопорными шайбами. Гайки имеют резьбу несколько отличную от резьбы шпилек и болтов, что обеспечивает самостопорение резьбового соединения. Вкладыши нижней головки шатуна выполнены из стальной или сталеалюминиевой ленты, покрытой антифрикционным слоем. В качестве покрытия используют свинцовые сплавы, свинцовистую бронзу или алюминиевый сплав АМО-1-20. От проворачивания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые фиксируются в канавках, выфрезерованных в шатуне и его крышке. Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые шатунами от поршней, и преобразует их в крутящий момент, который через маховик передается агрегатам трансмиссии автомобиля.
Рис. 6. Шатун
Коленчатый вал (рис. 7) состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками с противовесами, фланца для крепления маховика. На переднем кольце коленчатого вала (носок) имеются шпоночные пазы для закрепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка со щеками образует кривошип (или колено) вала. Расположение кривошипов обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов поршня в различных цилиндрах.
Коленчатые валы штампуют из стали или отливают из высокопрочного магниевого чугуна. Шейки выполняются полыми для уменьшения центробежных сил и используются как грязеуловители для моторного масла. Шейки коленчатого вала шлифуют и полируют, поверхность закаливается токами высокой частоты. Щеки вала имеют сверления для подвода масла к трущимся поверхностям коренных и шатунных шеек коленчатого вала.
Коленчатые валы, у которых каждая шатунная шейка имеет с двух сторон коренные шейки, называются полноопорными.
Продольное перемещение коленчатого вала при его тепловом расширении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые устанавливаются по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в вытачке задней коренной опоры вала.
Рис. 7. Коленчатый вал\
Для предотвращения утечки масла на концах коленчатого вала устанавливаются маслоотражатели и сальники. Предусматриваются также маслосгонные спиральные канавки и маслоотражательный буртик.
Вкладыши коренных подшипников имеют такую же конструкцию, как и вкладыши шатунных подшипников. У двигателей с блоками, выполненными из алюминиевых сплавов, крышки коренных подшипников выполняют из чугуна для предотвращения заклинивания коленчатого вала при низких температурах.
Крышки коренных подшипников растачивают совместно с блоком цилиндров и при сборке двигателя их устанавливают только на свои места, не меняя положения.
Маховик служит для уменьшения неравномерности работы двигателя, вывода поршней из мертвых точек, облегчения пуска двигателя и способствует плавному троганию автомобиля с места.
Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна, на обод которого напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя. Для исключения нарушения установочной балансировки маховик крепится болтами к фланцу коленчатого вала на несимметрично расположенных
штифтах.
Поддон картера является резервуаром для моторного масла и предохраняет картер двигателя от попадания пыли и грязи.
Поддон штампуют из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Для герметизации плоскости разъема между картером и поддоном устанавливают пробковые
или маслобензостойкие прокладки. Поддон крепится болтами или шпильками.
Крепление двигателя к раме или несущему кузову должно быть надежным и амортизировать толчки, возникающие при работе двигателя и движении автомобиля. В качестве опор применяют специальные кронштейны (лапы), под которые устанавливают одну или две резиновые подушки или пружины. Двигатели могут быть закреплены на раме в трех или четырех точках. Часто для фиксации двигателя используются тяги или скобы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Для чего служит кривошипно-шатунный механизм?
2. Из каких основных деталей состоит кривошипно-шатунный механизм?
3. Назвать основные детали поршневой группы и описать их устройство.
4. Как устроены шатун и коленчатый вал ?
5. Каким образом осуществляется крепление двигателя на автомобиле?
infourok.ru
Неподвижные детали КШМ
Блок картер является остовом двигателя, в котором размещаются и работают подвижные детали, к нему крепятся практически все навесные агрегаты и приборы, обеспечивающие работу двигателя.
Коренные подшипники
Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.
Маховик
Маховикслужит для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, накопления энергии во время рабочего хода поршня, необходимой для вращения вала и течение подготовительных тактов, и вывода деталей КШМ из ВМТ и НМТ.
В многоцилиндровых двигателях маховик является, в основном, накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска двигателя и обеспечения плавного трогания автомобиля с места. Маховики отливают из чугуна в виде лиски с массивным ободом и проводят его динамическую балансировку в сборе с коленчатым валом. На ободе маховика имеется посадочный поясок для напрессовки зубчатого венца для электрического пуска стартером. На цилиндрической поверхности маховика находятся метки или маркировочные штифты и надписи, определяющие момент прохождения ВМТ поршнем первого цилиндра. На торцевую рабочую поверхность опирается фрикционный диск сцепления. Для крепления его кожуха имеются резьбовые отверстия. Маховик центрируют по наружной поверхности фланца с помощью выточки, а положения его относительно коленчатого вала фиксируют установочным штифтом или несимметричным расположением отверстий крепления маховика.
Блок-картеротливают из легированного чугуна или алюминиевых сплавов. Блок-картерразделен на дне части горизонтальной перегородкой. В нижней части в вертикальных перегородках имеются разъемные отверстия крепления коленчатого вала, в верхней гильзы цилиндров. Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами («сухие» гильзы), либо иметь вставные сменные гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, так называемые «мокрые» гильзы. Также в блок-картере выполнены гладкие отверстия пол коренные опоры распределительного вала, под толкатели ГРМ, имеются гладкие и резьбовые отверстия и припадочные поверхности крепления деталей и приборов.
Гильзы цилиндров
Гильзы цилиндров являются направляющими для поршня и вместе с головкой образуют полость, в которой осуществляется рабочий ЦИКЛ, Изготовляют гильзы литьем из специального чугуна. На наружной поверхности имеется одна или две посадочные поверхности крепления гильзы в блоке цилиндров. Внутреннюю поверхность цилиндра подвергают закалке с нагревом ТВЧ и тщательно обрабатывают, получая «зеркальную» поверхность.
Верхняя часть цилиндра наиболее нагружена, так как здесь происходит сгорание рабочей смеси, сопровождаемое резким повышением давления и температуры. Кроме того, в этой зоне происходит перекладка поршня, сопровождаемая ударными нагрузками на стенки цилиндра. Для повышения износостойкости верхней част цилиндров в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53 и ЗИЛ-508.10) применяют пеганки из специального износостойкого чугуна» запрессованные в верхней части цилиндра. Толщина вставки 2—4 мм. высота 40—50 мм. используемый материал — аустенитный чугун.
«Мокрые» гильзы могут быть установлены в блок-картер с центровкой по одному или двум поясам. Первый способ применяется для постановки гильзы в алюминиевые, в юрой — в чугунные блоки. Для уплотнения нижнего центрирующего пояска «мокрых» гильз применяют резиновые кольца гильзы с центровкой по одному нижнему поясу уплотняются одной медной прокладкой под горне нон плоскостью буртика.
Головка блока
Головка блока цилиндров закрывает цилиндры и образует верхнюю часть рабочей полости двигателя, в ней частично или полностью размещаются камеры сгорания. Головки блока цилиндров отливают из легированного серого чугуна или алюминисвого сплава. Чаще всего они являются общими для всех цилиндров, образующих ряд. В головках блока цилиндров разметаются гнезда и направляющие втулки клапанов, впускные и выпускные каналы. Их внутренние полости образуют рубашку для охлаждающей жидкости. В верхней части имеются опорные площадки для крепления деталей клапанного механизма, В конструкциях с верхним расположением распределительного вала предусмотрены соответствующих опоры. Для уплотнения стыка головки блока цилиндров и блока цилиндров применяю) сталеасбестовую уплотняющую прокладку, предотвращающую прорыв газов наружу и исключающую проникновение охлаждающей жидкости и масла в цилиндры. В двигателях послушного охлаждения головки блока цилиндров делают ребренными. Причем ребра располагают по движению потока охлаждающего воздуха. Так, чтобы обеспечивался более эффективный теплоотвод.
Поддон картера
Поддон картера закрывает KШМ снизу и одновременно является резервуаром для масла. Поддоны изготовляют штамповкой из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Внутри поддонов могут выполняться лотки и перегородки, препятствующие перемещению и взбалтыванию масла при лвижении автомобиля по неровным дорогам, Привалочная поверхность, стыкующаяся с блок-картером, имеет от-бортовку металла и усиливается для придания жесткости стальной полосой, приваренной по периметру. В нижней точке поддона приваривается бобышка с резьбовым отверстием, которое закрывают пробкой с магнитом для улавливания металлических продуктов износа, образующихся вследствие изнашивания двигателя.
www.autoezda.com
Кривошипно-шатунный механизм двигателя трактора
Категория:
Тракторы
Публикация:
Кривошипно-шатунный механизм двигателя трактора
Читать далее:
Кривошипно-шатунный механизм двигателя трактора
Кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих основных частей: цилиндра (рис. 1), поршня с кольцами, шатуна с подшипником, поршневого пальца, коленчатого вала с противовесами, вращающегося в подшипниках, и маховика.
Детали кривошипно-шатунного механизма воспринимают большое давление (до 6…8 МПа) газов, возникающих при сгорании топлива в цилиндрах, а некоторые из них, кроме того, работают в условиях высоких температур (350° и выше) и при большой частоте вращения коленчатого вала. Чтобы детали могли удовлетворительно работать длительное время (не менее 8…9 тыс. часов) в таких тяжелых условиях, обеспечивая работоспособность двигателя, их изготавливают с большой точностью из высококачественных прочных металлов и их сплавов, а детали из черных металлов (сталь, чугун), кроме того, подвергают термической обработке (цементации, закалке).
Отдельные детали кривошипно-шатунного механизма имеют следующее устройство.
Цилиндр (рис. 2) — основная часть двигателя, внутри которой сгорает топливо. Цилиндр изготавливают в виде отдельной отливки, укрепляемой на чугунной коробке — картере, или в виде сменной гильзы, вставляемой в блок цилиндров. Материалом для изготовления цилиндров и гильз служит чугун. Внутреннюю поверхность цилиндров и гильз, называемую зеркалом цилиндра, делают строго цилиндрической формы и подвергают шлифовке и полировке. Число цилиндров или гильз у одного двигателя может быть различно: один, два, три, четыре, шесть и больше.
Блок цилиндров может быть изготовлен так, что цилиндры будут расположены в один или в два ряда под углом в 90°.
Блок цилиндров и картер снизу закрыты поддоном и уплотнены прокладками. Цилиндры сверху закрыты головкой (в зависимости от конструкции двигателя), уплотняемой металло-асбестовой прокладкой.
Поршень, устанавливаемый внутри цилиндра, сжимает свежий заряд воздуха и воспринимает давление расширяющихся газов во время горения топлива и передает это давление через палец и шатун на коленчатый вал, заставляя его вращаться. Поршень отливается из алюминиевого сплава. На боковых стенках поршня делают два прилива — бобышки с отверстиями, в которые вставляется поршневой палец, соединяющий поршень с шатуном. В днище поршня сделана специальная камера, способствующая лучшему перемешиванию топлива с воздухом.
Поршень во время работы сильно нагревается (до 350 °С) и при этом расширяется. Во избежание заклинивания поршня в цилиндре его делают несколько меньшего диаметра, чем цилиндр, создавая тем самым между ними зазор 0,25…0,40 мм.
Поршневые кольца. Поскольку между поршнем и цилиндром имеется зазор, то через него могут проходить из камеры сжатия в картер газы. Из картера в камеру сжатия попадает и там сгорает смазочное масло, при этом увеличивается его расход.
Для устранения подобных явлений на поршень в специальные канавки надевают пружинные чугунные кольца. Диаметр колец делают немного больше диаметра цилиндра, в котором они будут работать. Чтобы такое кольцо можно было вставить в цилиндр, в нем сделан вырез (или, как его еще называют, замок), позволяющий сжать кольцо перед постановкой в цилиндр. Такое кольцо, будучи вставлено в цилиндр, стремится занять первоначальное положение и поэтому плотно прилегает к стенкам цилиндра, закрывая при этом своим телом зазор между поршнем и цилиндром.
Во время работы двигателя кольца, кроме уплотнения, обеспечивают распределение смазки по цилиндру, предотвращают попадание масла в камеру сгорания, уменьшая тем самым расход его, а также отводят теплоту от сильно нагретого поршня к стенкам цилиндра.
По назначению кольца бывают двух типов: компрессионные — уплотняющие (их обычно ставят по три-четыре) и маслосъемные (одно-два).
Компрессионные кольца воспринимают силы давления газов, причем наибольшую нагрузку до 75 % давления несет первое кольцо. Чтобы предохранить поршень от повышенного износа, у некоторых двигателей в первую канавку поршня устанавливают стальную вставку, а для уменьшения износа кольца его цилиндрическую поверхность покрывают пористым хромом. Остальные кольца, воспринимающие меньшую нагрузку — 20 и 5 % сил давления, хромом не покрывают.
Маслосъемные кольца чаще всего делают коробчатого сечения с прорезями. Благодаря этому усилие прижатия кольца к стенке цилиндра передается через два узких пояска, что увеличивает удельное давление кольца. Кроме того, узкие пояски кольца лучше снимают излишнее масло со стенок цилиндра или гильзы при движении поршня вниз.
На дне канавки маслосъемного кольца сделаны отверстия в поршне, через которые отводится масло, собранное со стенок цилиндра.
У некоторых двигателей, для того чтобы увеличить упругость маслосъемных колец, в зазор между кольцом и канавкой устанавливают стальной расширитель.
Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Его штампуют из стали. Он состоит из верхней и нижней головок и стержня. Верхняя, неразъемная, головка служит для соединения с поршнем, в нее вставляется поршневой палец. Для уменьшения трения между пальцем и шатуном в верхнюю головку запрессовывают бронзовую втулку. Нижняя, разъемная, головка имеет крышку и охватывает шейку коленчатого вала. Чтобы уменьшить трение шатуна о шейку вала, в нижнюю головку и крышку устанавливают вкладыши — стальные пластины, у которых поверхность, прилегающая к шейке вала, покрыта тонким слоем свинцовистой бронзы или специальным алюминиевым сплавом.
Нижнюю головку шатуна и ее крышку соединяют шатунными болтами, гайки которых после затяжки шплинтуют.
Поршневой палец, соединяющий шатун с поршнем, изготовляют из стали, а наружную поверхность подвергают термической (цементации и закалке) и механической (шлифовке) обработке.
Палец во время работы двигателя может перемещаться в верхней головке шатуна и бобышках поршня в небольших пределах, поэтому его называют плавающим. Для того чтобы палец во время работы не вышел из поршня и не поцарапал зеркало цилиндра, ограничивают перемещение пальца в осевом направлении, устанавливая в бобышках (приливах) поршня стопорные пружинные кольца, которые, не препятствуя пальцу поворачиваться в бобышках и головке шатуна, не позволяют ему перемещаться за пределы поршня.
Коленчатый вал воспринимает через шатуны силы расширяющихся газов, действующих на поршни, и превращает эти силы во вращательное движение, которое затем передается трансмиссии трактора. От коленчатого вала также приводятся в движение и другие устройства и механизмы двигателя (газораспределительный, топливный и масляный насосы и др.). Коленчатый вал штампуют из стали или отливают из специального чугуна. Коленчатый вал состоит из следующих частей: коренных или опорных шеек, на которых он вращается в коренных подшипниках, шатунных шеек, которые охватывают нижние головки шатунов, щек, соединяющих шейки между собой, и фланца, предназначенного для крепления маховика.
Чтобы продлить срок службы коленчатого вала, поверхности шеек подвергают термической обработке — закалке.
Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна, он укрепляется на фланце заднего конца коленчатого вала.
Маховик во время работы двигателя накапливает кинетическую энергию, уменьшает неравномерность частоты вращения коленчатого вала, выводит поршни из мертвых точек и облегчает работу двигателя при разгоне машинно-тракторного агрегата и преодолении кратковременных перегрузок.
На маховике укрепляется зубчатый венец, через который специальными устройствами вращают коленчатый вал при пуске двигателя.
—
Основными деталями кривошипно-шатуиного механизма являются: цилиндры, поршни в комплекте с кольцами и поршневыми пальцами, шатуны в комплекте со втулками в верхней головке и подшипниками в нижней головке, коленчатый вал с коренными подшипниками и маховик.
Цилиндры выполнены в виде отдельных гильз, вставленных в отверстия блока цилиндров. Такое устройство упрощает изготовление блока и дает возможность заменять изношенные или поврежденные гильзы новыми. Они отливаются из легированного чугуна. Внутренняя поверхность гильзы закалена. На наружной поверхности имеются два посадочных и один опорный пояски. Сверху гильза прижимается головкой. Гильзы омываются охлаждающей жидкостью, циркулирующей в рубашке блока. Для предотвращения попадания ее в масляный поддон гильзы имеют по две кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные резиновые кольца.
Поршень отливается из высококремнистого алюминиевого сплава. В днище поршня имеется фасонная выемка, являющаяся камерой сгорания. В головке поршня выполнены кольцевые канавки для компрессионных колец. Вместе с кольцами головка является уплотняющей частью поршня. В бобышках поршня сделаны отверстия для поршневого пальца и канавки для установки стопорных колец. Направляющая часть поршня имеет кольцевые канавки для маслосъем-ных колец.
На каждом поршне расположены три компрессионных и два масло-съемных кольца. Компрессионные кольца имеют трапецеидальное сечение. Верхнее кольцо предотвращает прорыв воздуха и газов из надпоршневого пространства в картер. Оно наиболее нагружено давлением газов, сильно нагревается и работает при недостаточной смазке. Для уменьшения истирания на наружную поверхность кольца наносят пористый слой износостойкого металла — хрома. Масло, находящееся в порах, уменьшает трение и износ кольца и гильзы. Когда поршень совершает движение, компрессионные кольца прижимаются то к нижней, то к верхней кромке его канавок и создают необходимое уплотнение, препятствующее прорыву газов в картер.
Маслосъемные кольца касаются цилиндра узкими кромками и хорошо снимают масло с его зеркала. Масло по сверлениям в поршне стекает в поддон двигателя. Чтобы предотвратить прорыв газов в картер, замки соседних колец смещают относительно друг друга по окружности.
Для обеспечения точной посадки поршни и гильзы имеют шесть размерных групп, обозначаемых клеймами на днищах поршней и на верхних торцах гильз. При сборке поршень и гильза должны подбираться из одних размерных групп.
Поршневой палец соединяет шарнирно поршень с шатуном. Палец пустотелый; в отверстие шатуна он вставляется с зазором, а в бобышки поршня без зазора. Во время работы двигателя бобышка нагревается и появляется зазор между ней и пальцем. Палец свободно поворачивается в шатуне и бобышке. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами.
Шатун представляет собой стальную фасонную поковку и состоит из стержня и двух головок (верхней и нижней). Верхняя головка через поршневой палец соединяется с поршнем, нижняя — с коленчатым валом. Стержень двутаврового сечения, что придает ему при небольшой массе достаточную прочность. В верхнюю головку запрессована бронзовая втулка. По каналу в стержне и радиальным отверстиям во втулке подводится смазка к поршневому пальцу. Нижняя головка имеет разъем под углом 55° к оси стержня. Это позволяет устанавливать и снимать комплект поршня с шатуном через цилиндр.
Съемная часть шатуна называется крышкой. Стык шатуна с крышкой имеет форму гребенки с треугольными зубьями. Это надежно предохраняет крышку от радиального сдвига относительно шатуна. Осевая фиксация крышки на шатуне осуществляется штифтом, запрессованным в шатун и входящим в паз крышки. У одного стыка со стороны длинного болта имеются метки спаренности (двузначное число), одинаковые для обеих частей, и риски на обеих частях шатуна. Крышки шатунов не взаимозаменяемые.
В нижней головке шатуна и его крышке расположен подшипник, охватывающий шатунную шейку коленчатого вала. Он состоит из тонкостенных вкладышей 6, изготовленных из сталеалюминиевой полосы. Вкладыши удерживаются в теле шатуна и в крышке вследствие плотной посадки и наличия ушков, которые входят в выточки нижней головки и ее крышки. Болты крепления крышки предохраняются от самоотворачивания замковыми шайбами с усами, отогнутыми на грани болтов и крышки. Оба вкладыша нижней головки шатуна взаимозаменяемы.
Коленчатый вал состоит из четырех шатунных и пяти коренных шеек, щек, передней части и хвостовика, уравновешивающих противовесов. В шатунных шейках есть закрытые заглушками внутренние полости, в которых масло подвергается дополнительной Центробежной очистке. Эти полости сообщаются наклонными каналами с радиальными каналами в коренных шейках.
Для уменьшения действия центробежных сил на щеках коленчатого вала устанавливаются противовесы. Кроме того, имеются две выносные массы, одна из которых выполнена в виде прилива на маховике, другая представляет собой противовес, напрессованный на передний конец коленчатого вала. Вал балансируется в сборе с противовесами. В осевом направлении он фиксируется четырьмя бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры. Для предохранения от проворачивания нижние полукольца своими пазами входят в штифты, запрессованные в крышку коренного подшипника.
Носок и хвостовик коленчатого вала уплотняются самоподжимными сальниками.
Вкладыши коренных подшипников состоят из сменных тонкостенных элементов, изготовленных из сталеалюминиевой полосы. Верхний и нижний вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемые. В верхнем вкладыше имеется отверстие; для подвода масла и канавки для его распределения.
Для ремонта коленчатого вала предусмотрено шесть ремонтных размеров шеек и вкладышей. Клеймо наносится на тыльную сторону вкладыша недалеко от стыка.
Маховик крепится болтами к заднему торцу вала и точно фиксируется относительно шеек коленчатого вала двумя штифтами. Зубчатый венец служит для пуска двигателя стартером. Двенадцать радиальных отверстий предназначены для проворачивания коленчатого вала при регулировках двигателя.
Рекламные предложения:
Читать далее: Уравновешивающий механизм
Категория: —
Тракторы
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Кривошипно-шатунный механизм двигателя трактора
Основное свойство деталей механизма — устойчивость к высокому давлению. Второе важное качество — способность переносить температуру от 350С. Такие особенности обусловлены элементами состава. Детали изготовлены из высококачественных сплавов и прочных металлов. Кроме того, все запчасти из чугуна и стали подвергаются закалке или цементации.
Состав механизма:
цилиндр;
шатун;
поршневый палец;
поршень с кольцами;
вал коленчатый с противовесами;
маховик.
Устройство отдельных деталей механизма
Перечень деталей, из которых состоит двигатель:
головки цилиндров;
блок-картеры;
цилиндр;
прокладки;
картер;
гильза;
поршень;
стопорное кольцо;
поддон;
крышка шатуна;
коренной подшипник;
поршневой палец;
вкладыши;
болт;
шплинт;
шатун;
втулка.
Цилиндр двигателя
Ключевая деталь двигателя — цилиндр. Элемент представляет собой отливку, зафиксированную на коробке из чугуна. Именно там происходит процесс сгорания топлива. Второй вариант цилиндра — сменная гильза, которую нужно поместить в блок цилиндров.
Цилиндр изготавливают исключительно из чугуна. Внутреннюю поверхность детали обязательно полируют и шлифуют.
В двигателе может быть 1, 2, 3, 4, 6 гильз или цилидров. Некоторые модели предполагают наличие большего числа элементов. Детали могут быть расположены в один или два ряда строго под углом в 90 градусов. Снизу блоки закрыты поддоном и укреплены прокладками.
Поршень
Внутри цилиндра устанавливается поршень из алюминиевого сплава. На боковых стенках детали располагаются бобышки с отверстиями для размещения поршневого пальца. В днище поршня имеется камера для перемешивания воздуха и топлива. Функции поршня — сжатие поступающего воздуха и передача давления на коленчатый вал.
Чтобы поршень не заклинило в цилиндре, деталь делают меньшего диаметра. Зазор между цилиндром и поршнем — 0,25-0,40 мм.
Поршневые кольца
Пружинные кольца из чугуна предназначены для предотвращения попадания смазки в камеру сжатия. Элементы расположены в специальных канавках на поверхности поршня. Для удобной фиксации на кольцах сделаны вырезы.
Типы колец по назначению:
компрессионные. Предназначены для восприятия силы давления газа. Наибольшая нагрузка приходится на первое кольцо. Чтобы оно медленнее изнашивалось, его поверхность покрывают хромом. Другие кольца оставляют без специальной обработки;
маслосъемные. Элементы в виде коробчатого сечения с отверстиями. Они предназначены для отвода масла, стекающего со стенок цилиндра. Чтобы повысить показатель упругости детали, между кольцом и канавкой фиксируют расширитель.
Шатуны
Шатун предназначен для соединения поршня с коленчатым валом. Деталь состоит из стержня и головок. Верхняя служит для фиксации поршневого пальца. Нижняя головка представляет собой разъемную конструкцию с крышкой, элементы которой соединяются с помощью шатунных болтов. Для уменьшения трения в нижнюю головку вставляют специальные вкладыши.
Поршневой палец
Этот элемент предназначен для соединения поршня с шатуном. Деталь изготавливают из прочной стали и подвергают термической обработке.
Палец может перемещаться, поэтому его называют плавающим. Чтобы элемент не царапал зеркало цилиндра, его движения ограничивают стопорными пружинными кольцами.
Вал коленчатый
Вал — деталь, преобразующая силу расширяющихся газов во вращательное усилие. Элемент запускает трансмиссию и другие узлы двигателя.
Вал изготавливают из стали или чугуна. Некоторые элементы узла подвергают закалке. Составляющие детали: подшипники, шатунные, опорные и коренные шейки, щеки, фланец,
Маховик
Маховик — чугунный диск, зафиксированный на фланце задней части коленчатого вала. Функции детали: накопление кинетической энергии, облегчение работы двигателя, выведение поршней из мертвых точек, выравнивание частоты вращения вала. Такие свойства обусловлены наличием зубчатого венца, расположенного на маховике.
Где купить запчасти для кривошипно-шатунного механизма двигателя трактора
Если какой-то элемент механизма выходит из строя, нарушается работа техники. Чтобы вернуть трактор в режим эксплуатации, необходимо заменить детали. На нашем сайте можно купить запчасти отличного качества.
Army Guide
БМП-1 представляет собой полностью бронированную боевую машину-амфибию (AIFV). Его низко очерченный корпус имеет острый наклонный фронт с хорошо заметной ребристой поверхностью.
Центрально расположенная, чрезвычайно плоская башня с усеченным конусом содержит 73-мм гладкоствольную пушку и 7,62-мм спаренный пулемет. Над пушкой крепится планка для пуска противотанковой управляемой ракеты AT-3 SAGGER. В правой передней части корпуса расположен 6-цилиндровый дизельный двигатель с водяным охлаждением мощностью 290 л.с.Люк механика-водителя находится спереди слева, прямо перед люком командира, на котором установлен ИК-прожектор. Люк наводчика находится с левой стороны невысокой крыши башни. В корме башни четыре больших люка в крыше десантного отделения; две большие двери выхода также находятся в задней части.
В десантном отделении с каждой стороны есть четыре огневых отверстия и по одному в левой задней двери. Подвеска имеет шесть опорных катков с неравномерно разнесенными штамповками, три опорных катка гусеницы и звездочку переднего привода.Сочетание эффективной противотанковой огневой мощи, высокой мобильности и адекватной защиты делает БМП значительным улучшением по сравнению с бронетранспортерами более ранней серии БТР. 73-мм пушка стреляет кумулятивными снарядами с оперением и оперением с эффективной дальностью от 800 до 1000 метров.
Имеется также автоматический загрузчик. Для увеличения дальности действия противотанковых средств на БМП-1 установлена ПТУР AT-3 SAGGER, эффективная дальность стрельбы до 3000 метров. БМП — амфибия, движется по воде за счет гусениц.У него есть диапазон и скорость, необходимые для того, чтобы не отставать от быстро движущихся танков, за которыми он обычно следует в наступательных порядках.
Экипаж БМП состоит из трех человек. Сюда входит командир машины, который становится командиром отделения, когда пассажиры пехоты спешиваются через задние выходные двери. Блоки обзора и окна для стрельбы по бокам и в задней части десантного отделения позволяют пехотинцам на ходу вести огонь из автоматов (АКМ или АК-47) и ручных пулеметов (ПКМ или РПК-74) изнутри машины.Также в войсках имеется противотанковый гранатомет РПГ-7В или РПГ-16, выстрел из которого может вести пассажир, стоящий в заднем люке. БМП БМП несут системы вооружения SA-7/14/16/18 и АГС-17 в составе взводов ПВО и автоматических гранатометов БМП.
В застегнутом состоянии экипаж и пассажиры имеют защиту от ядерного оружия в герметичном корпусе с фильтрами. Это позволяет им работать независимо от внешней среды. БМП имеет инфракрасный прожектор, перископы и прицелы для работы в ночное время.Он также может создавать свою собственную дымовую завесу, впрыскивая дизельное топливо в выпускной коллектор.
ВАРИАНТЫ:
БМП образца 1966 г. Это была оригинальная версия БМП (также называемая БМП-А), у которой была более короткая носовая часть, чем у ее преемницы, БМП-1. В этой версии не было системы защиты от NBC.
БМП-1 (БМП модели 1976 г.) Это стандартная серийная модель БМП-1.
БМП-1К Командный вариант БМП-1.Эта версия отличается от БМП-1 главным образом наличием дополнительного радиооборудования и антенн, а также приваренными пулеметными портами. Десантное отделение было переработано для размещения полевых столов и картографических досок. Он используется как командирская машина батальона.
БМП-1П Это БМП-1 с заменой пусковой планки AT-3 SAGGER на установленную на крышке башни пусковую установку ПТУР AT-4 SPIGOT. Эта версия также имеет дымовые гранатометы, установленные в корме башни.
БМП-1ПК Это командирский вариант БМП-1П.
БРМ и БРМ-1 (БМП-Р или БМП М1976) Этот вариант используется в качестве разведывательной машины. Он состоит из БМП-1 с увеличенной двухместной башней, вооруженной 73-мм пушкой. На этой машине нет ПТУР. В крыше есть два небольших люка вместо четырех прямоугольных, как у БМП-1.
БРМ-1К (БМП M1976 / 2) Этот разведывательный вариант состоит из БРМ-1 с добавлением РЛС наблюдения поля боя ПСНР-5К (ВЫСОКИЙ МАЙК), которая установлена в задней части башни.При необходимости этот радар поднимается над крышей башни, а когда не используется, опускается в башню. Эта машина также включает в себя лазерный дальномер ДКРМ-1, локационный прибор АРРС-1, миноискатель ИМП и ночной бинокль 1ПН33Б. Переносимое навигационное оборудование включает в себя гирокомпас ТНА-1, ИГ11Н и обзорный прибор 1Т25.
БМП КШМ На этой невооруженной машине управления и связи установлена большая телескопическая антенна и больше радиооборудования, чем на БМП-1К.
ПРП-3 (БМП-СОН) Эта машина артиллерийской разведки используется в качестве средства корректировки артиллерийского огня и / или средства определения местоположения артиллерии / минометов.Передняя часть машины идентична БМП-1, но имеет новую двухместную башню с двумя цельными люками, открывающимися вперед. Оба люка имеют перископы для наблюдения и большой оптический прибор перед люком. Вооружение состоит из 7,62-мм пулемета, пришедшего на смену 73-мм пушке. В задней части башни установлен радар наблюдения поля боя SMALL FRED с плоской антенной, которая складывается вперед, когда она не используется. В задней части башни с левой стороны находится еще одна круглая крышка люка и телескопическая антенна.Эта машина имеет экипаж из пяти человек и оснащена обширным оборудованием связи и оптическими приборами.
ПРП-4 Этот автомобиль является преемником ПРП-3. Он отличается от своего предшественника добавлением дополнительного обтекателя с правой стороны башни.
Инженерная разведывательная машина-амфибия ИРМ Эта машина создана на базе шасси БМП-1. На нем установлен двигатель и подвеска БМП-1 в новом корпусе. Он был разработан для выполнения множества специализированных инженерных разведывательных функций, включая обнаружение мин и разведку дна реки.Для выполнения функции обнаружения мин IRM имеет два устройства, установленных в передней части машины, которые можно убрать заподлицо с корпусом, когда они не используются. IRM является полностью амфибийным и приводится в движение двумя винтами в кожухе в задней части машины. При погружении на поверхность корпуса устанавливается шноркель; когда не требуется, он остается горизонтальным.
Мобильный учебный центр БМП-ППО Эта машина представляет собой БМП-1 со снятой башней и оснащенной восемью башенками на крыше для обучаемых, а также сиденьями для командира машины и водителя.У каждого обучаемого есть ТНПО-170 и один прибор наблюдения типа МК-4, установленный в носовой части башенки, и блок А-2 переговорного устройства Р-124.
ЧЕХОСЛОВАКИЯ БМП-1 ВАРИАНТЫ:
ОТ-90 БМП-1 с замененной башней на ту же башню, что и на чехословацком БТР ОТ-64С (8 x 8), вооруженном 14,5-мм и 7,62-мм пулеметами.
BVP-1 БМП-1 чешского производства
ДП-90 Техническая версия ОТ-90
МР-31 Командная версия ПВО версии командного пункта БМП КШМ.
МУ-90 Противоминный вариант ОТ-90, без башни с пространством, закрытым стальным листом.
SVO Разминированный вариант БМП-1 со снятой башней и оснащенной пусковой установкой типа «Ежик» в кормовом отделении десанта.
ВПВ Кран оборудован эвакуационной версией БМП-1. Сняты люки в крыше башни и десантного отделения, на крыше десантного отделения установлен кран-манипулятор.
ВП-90 Разведывательный вариант ОТ-90 с башней ОТ-64.
Многоцелевой бронированный автомобиль МТ-ЛБ | Оружие и война
Вид слева спереди советской многоцелевой гусеничной машины МТ-ЛБ на выставке на базе ВВС Боллинг, 1986 год.
Машина 9П149 с ракетами 9М144 противотанкового комплекса «Штурм-С» в Артиллерийском музее Санкт-Петербурга.
Иракский МТ-ЛБ, переоборудованный в ЗСУ, вооруженный зенитной установкой ЗУ-23-2.
Бронированная гусеничная машина-амфибия МТ-ЛБ является полностью амфибией, движется по воде за счет гусениц. Низкофюзеляжный МТ-ЛБ имеет плоскую гусеничную подвеску, состоящую из шести опорных катков без возвратных катков. Коробчатый сварной стальной листовой корпус имеет боевое отделение спереди, двигатель сразу за ним с левой стороны и десантное отделение в корме, которое имеет обращенные внутрь складывающиеся брезентовые сиденья для 10 пехотинцев. На плоской крыше корпуса имеется два открывающихся вперед люка выхода десанта.Пехота входит и выходит из машины через две задние двери, снабженные огневыми портами. Всего четыре порта для стрельбы также включают по одному с каждой стороны машины. В небольшой башне справа от места командира установлен одиночный 7,62-мм пулемет. Стандартное оборудование на всех транспортных средствах включает систему защиты от ядерного оружия.
МТ-ЛБ представляет собой амфибийную бронированную гусеничную машину с низким силуэтом коробчатого корпуса из сварных стальных листов и небольшой башенкой в правой передней части, на которой установлена единственная 7.62-мм пулемет. Есть четыре окна для стрельбы, по одному с каждой стороны машины и по одному в каждой из двух задних выходных дверей. На плоской крыше корпуса расположены два дополнительных открывающихся вперед люка для выхода десанта. Подвеска с плоской гусеницей состоит из шести опорных катков без возвратных катков.
На MT-LB можно использовать очень широкую гусеницу с «агрессивными» грунтозацепами, чтобы облегчить работу по снегу и болоту. Версия с широкой гусеницей, получившая обозначение МТ-ЛБВ, имеет гусеницу шириной 565 мм по сравнению с обычной гусеницей шириной 350 мм.Более широкая гусеница снижает давление на грунт с 0,46 до 0,28 кг / см2.
МТ-ЛБ — машина многоцелевого назначения. При использовании в качестве бронетранспортера или командирской машины он может нести десять человек помимо экипажа, состоящего из двух человек (водитель и командир-наводчик). Он также используется как тягач для различных видов артиллерии. В этом случае он также может нести артиллерийский расчет (от шести до десяти человек). Часто используется как тягач для 100-мм противотанковой пушки Т-12. В качестве грузового и транспортного средства общего назначения он имеет грузоподъемность 2.0 метрических тонн (буксируемый груз 6,5 метрических тонн). Гусеничный МТ-ЛБВ используется как машина повышенной проходимости.
МТ-ЛБ имеет легкое вооружение и легкую броню.
MT-LB впервые получил обозначение M 1970, так как он был первоначально идентифицирован на Западе в 1970 году. Его конструкция основана на легком транспортном средстве и тягаче MT-L. Небронированный и безбашенный танк МТ-Л был впервые разработан для геологических исследований на крайнем севере.
Описание
Экипаж, водитель и командир / наводчик сидят в отсеке в передней части машины, двигатель находится за ними.Отсек в задней части позволяет перевозить до 11 пехотинцев или груз массой до 2000 кг. Возможна буксировка груза массой 6500 кг. Транспортное средство полностью амфибия, его гусеницы движутся по воде.
В небольшой башне в передней части машины установлен 7,62-мм пулемет ПКТ с ручным наведением на 360 градусов и углом возвышения от -5 до +30 градусов. Машина имеет легкую броню от стрелкового оружия и осколков снарядов толщиной от 3 до 10 мм из стали. Пехотное отделение имеет сверху два люка, которые открываются вперед.Есть четыре огневых люка — по одному с каждой стороны корпуса, два других — в задних сдвоенных дверях пехотного отделения.
Водителю предоставляется инфракрасный перископ ТВН-2, который в сочетании с поисковым светом инфракрасного / белого света OU-3GK обеспечивает дальность действия около 40 м. Все автомобили оснащены системой NBC.
ВАРИАНТЫ СЕРИИ
122-мм САУ на базе 2С1 ~ МТ-ЛБ
9П139 ~ Версия 9П138 (30 x 122 мм), основанная на МТ-ЛБ вместо ЗиЛ-131.
9П149 ~ МТ-ЛБ, с выдвижной пусковой установкой Scturm-V.
9С743 ~ Болгарское командование МТ-ЛБ.
АЗМ ~ Боевая инженерная машина
Beta-em ~ Польская машина связи
Bergningsbandvagn 4012 ~ Транспортно-эвакуационная машина на базе MT-LB в шведской армии
Bor ~ Польский грузовой автомобиль
БМП-23 ~ Болгарская разведывательная машина на базе 2С1
БМП-23Д ~ улучшенная БМП-23
БМП-30 ~ Болгарка 2С1 на базе ВПК
BRM ~ См. Sova.
Дуриан ~ См. TRI-D.
Гвоздика ~ Серия 122-мм САУ на базе шасси МТ-ЛБ.
ISM ~ Польский заградитель на базе урезанного шасси МТ-ЛБ
ISMN aka Kroton ~ Польский заградитель на базе разобранного шасси МТ-ЛБ
Изделие 6 ~ Промышленное обозначение серии.
Изготовление 6МА ~ См. МТ-ЛБМ (изделия 6МА).
Изготовление 6МБ ~ См. МТ-ЛБМ (изделия 6МБ).
K-611 ~ Аппарат для обнаружения ядерных вспышек
K-612 ~ Аппарат для обнаружения ядерных вспышек
K-612-OP ~ Аппарат для обнаружения ядерных вспышек
Krak ~ Польский вариант ПВО.
КшМ Р-80 ~ Болгарская командирская машина с двумя опорами и большой коробкой на корме
КШМ Р-81 ~ Болгарский штабной автомобиль с дополнительной башенкой наблюдателей, ящиками и генератором в кормовой части
Ла-3 ~ Командный пункт ПВО Польши.
Lowcza-3 ~ См. Ла-3.
Lotus ~ См. WEM Lotus.
LSPZRA ~ См. Шталагмит
Maritza ~ Автоматизированная система разведки NBC
Mors ~ Польский инженерный автомобиль с задним отвалом
MR HR ~ См. RHR.
МТ-ЛБ [Скорая помощь]
MT-LB [Отвал] ~ Оборудован бульдозерным отвалом, установленным сзади, для светотехнических задач
Promet ~ польский вариант ПВО со спаренной 23-мм башней с открытым верхом.
Promet 2 ~ польский вариант ПВО со спаренной 30-мм башней с открытым верхом.
Radiolänkpansarbandvagn 401 ~ Версия для управления и контроля, используемая командирами дивизии / бригады
Р-137 ~ Польский МТ-ЛБ с радиостанцией Р-137
Р-137Т ~ Польский МТ-ЛБ с радиостанцией Р-137
RHR ~ Болгарская разведывательная машина NBC с диспенсером для флагов, куполом и измерительными системами
РХМ ~ РБК
РХМ-К ~ Разведывательное управление РХБ
S-10mj ~ См. Сава.
Сани ~ См. Тунджа-Сани.
Sava ~ Стрела-10 TEL в югославской службе.
СММ В1.10 ~ См. Тунджа.
СММ 74.B1.10 ~ См. Тунджа-Сани.
SNAR-10 aka 1RL-232, MT-LB Big Fred — артиллерийско-минометная РЛС
SNAR-10M или 1RL-232-1 ~ Улучшенный SNAR-10
Sopol ~ Польский вариант ПВО.
СОВА ~ Болгарский МТ-ЛБ с разборной РЛС наблюдения
Stalagmit ~ польский вариант ПВО.
TRI ~ Польская инженерно-саперная машина
TRI-D ~ Польская система разминирования
TRI-M ~ Неопознанный
TRI HORS ~ TRI с установленным сзади бульдозерным отвалом
Тунджа ~ Миномет с минометом М-38/43 120мм и 68 выстрелов
Тунджа-Сани ~ Тунджа минометов с 2Б11 120мм и 68 выстрелов
УР-77 ~ Устройство разминирования
WAT ~ Машина огневой поддержки с башней калибра 14,5 мм.
WAT-40 ~ Машина огневой поддержки, вооруженная боеприпасами Bofors 40mm.
WEM ~ Польская версия машины скорой помощи на базе стандартного MT-LB.
WEM Lotos ~ Польская версия машины скорой помощи с приподнятой задней надстройкой.
WPT
WPT / DTP ~ Польская бронированная восстановительная версия.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
(PDF) Технология изготовления поршней теплового двигателя методом жидкостной штамповки
ИОП конф. Серия: Материаловедение и инженерия 862 (2020) 032099
принципиальная схема, металл заливают в полость штампа, соответствующую форме поковки,
прессуют пуансоном и производят, таким образом, кристаллизацию под давлением.Вторая схема
включает частичное затвердевание металла под давлением в полости, отличной от окончательной формы поковки
; Далее следует деформация в полужидком состоянии до получения окончательных размеров поковки
. В третьем случае после полной кристаллизации под давлением следует деформация в твердом состоянии
для получения окончательных размеров поковки. Данную схему следует отличать от технологического процесса горячей штамповки
заготовки-отливки, которая не кристаллизовалась под высоким давлением
[14-16].
Плавка и дозированная заливка металла в полость штампа является первым этапом технологического процесса
для всех схем технологического процесса жидкостной штамповки.
Плавка металла может производиться либо в объеме, необходимом для получения одиночной поковки, либо в плавильном агрегате
большего объема (чем необходимо для штамповки одиночной поковки) с последующей дозировкой
при разливке металла. в штамп. Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки: в первом случае
металл находится в расплавленном состоянии непродолжительное время, что обеспечивает сохранение его химического состава
, а плавильно-разливочные устройства с индукционным нагревом могут быть отключены. устанавливается непосредственно на пресс
.В другом случае трудно поддерживать химический состав металла при длительном воздействии
при температурах выше точки плавления; Технически сложно дозировать жидкий металл
на часть заданной массы. Однако необходимость плавления каждой партии шихты с высокой скоростью
при первом способе (время плавки 4 … 10 мин) для поддержания рабочего хода пресса
требует мощных индукционных нагревателей и большой расход электроэнергии [17-20].
Для цветных металлов плавка и поддержание температуры расплавленного металла
может осуществляться в печах с достаточно большой емкостью.
При заполнении очень важно поддерживать оптимальную температуру металла, достаточную для
, чтобы обеспечить его текучесть и заполнить полость штампа, а с другой стороны, исключить перегрев металла.
Последнее увеличивает тепловые нагрузки на инструмент и ухудшает структуру металла поковки.
необходимо для исключения попадания шлаковых включений в жидкий металл при заливке. Скорость заливки металла в штамп
не должна быть слишком высокой, чтобы не разрушить рабочую поверхность штампа
и исключить сварку заготовки со штампом. Для этого используют защитное покрытие
полости штампа на основе извести, графита, каолина и др. [21-23].
Штамповка жидким металлом производится на специализированных гидравлических и фрикционных прессах.Специализация прессов
связана с необходимостью высоких оборотов холостого хода; регулируемое, плавное нажатие на пуансон без резких
скачков в его движении; необходимость в эжекторах и возможность монтажа плавильно-наливных устройств.
При установке штампа на пресс между ними должна быть предусмотрена теплоизоляция.
Плашки для жидкостной штамповки в большинстве случаев состоят из трех формирующих частей: вкладыша, выталкивателя (образующего матрицу
) и пуансона, установленного на подвижном ползуне пресса.Большое значение имеет правильный зазор
между пуансоном и матрицей, т. К. При большом зазоре возможно заклинивание, при маленьком — приваривание к гильзе пуансона
или
заусенцев на контактных поверхностях. Материал штампов — обычно молибден-
легированная сталь
; для цветных металлов рекомендуется использовать углеродистые стали с максимальным содержанием углерода около 0,5% [8].
Процесс штамповки (кристаллизация и последующая деформация металла в штампе) определяет
качество полученной поковки.При этом важным параметром процесса является время от
окончания заполнения матрицы жидким металлом до начала кристаллизации при требуемом минимальном давлении
. Решающим условием для получения высококачественной поковки является то, что время должно быть на
больше или равно времени подхода пуансона из верхнего исходного положения до закрытия штампа
и времени, затраченного на разработку штампа. минимально необходимое давление в полости матрицы.
Кристаллизация под таким давлением является определяющим фактором для образования мелкозернистой плотной структуры металла
и повышения его механических свойств. Величину давления рекомендуется
прикладывать в диапазоне 100 … 00 МПа, а время выдержки под давлением зависит от сложности
и размеров поковки и составляет 2 … 10 с.
Область применения жидкой штамповки определяется, прежде всего, преимуществами этого процесса
перед литейной технологией и традиционными процессами горячей объемной штамповки.По сравнению с отливками,
Тахометр — неотъемлемая часть каждого автомобиля
Тахометр — неотъемлемая часть каждого автомобиля. Этот прибор используется для определения количества оборотов двигателя, значение которого затем отображается на специальной шкале. Обычно этот процесс измерения занимает несколько миллисекунд, поэтому водитель может получить достоверную информацию только о текущем состоянии «двигателя» своего автомобиля. В чем особенность «тахометра» и как он работает, вы узнаете из нашей сегодняшней статьи.
Функции
Основная задача данного устройства — облегчить выбор необходимой (точнее правильной) трансмиссии на коробке переключения, что значительно увеличивает динамику автомобиля и не так «страдает» мотор. Для начинающих: работа двигателя на малых или высоких оборотах влечет за собой значительную нагрузку на все части КШМ, что приводит к значительному сокращению ресурса двигателя и трансмиссии. Таким образом, тахометр является своеобразным «советником», который показывает текущие обороты двигателя водителя и тем самым указывает на возможную необходимость переключения на повышенную или пониженную скорость (соответственно, упала ли стрелка или вышла за зеленую шкалу).
Принцип работы
Основная суть такого устройства, как тахометр, заключается в регистрации и контроле количества импульсов, поступающих с датчика коленвала. Это с датчиками, поэтому не думайте, что тахометр где-то там наматывается на коленвал или еще что-то. Также стоит отметить, что подсчет импульсов может производиться как в прямом, так и в обратном направлениях (в некоторых случаях даже в обоих направлениях).
Значение, измеренное датчиком, выводится на специальной шкале.Здесь основным измеряемым значением является количество оборотов в минуту (об / мин). При этом на стрелочных приборах возможно отклонение в районе нескольких сотен оборотов (на самой шкале часто указывается сток от 2 до 8 тысяч об / мин). На электронных устройствах отображается более точная индикация. Кстати, о разновидностях.
Виды
На данный момент существует два основных типа таких устройств, как тахометр. Это коммутационные устройства (их часто называют аналоговыми) и цифрового типа.Первая разновидность — самая древняя и в то же время надежная. Несмотря на то, что электронный цифровой тахометр является гораздо более точным и функциональным устройством, многие водители предпочитают использовать стрелочные механизмы. Дело в том, что показания с такой шкалы очень легко читаются, а к электронным нужно очень долго привыкать. И пусть стрелок в показаниях неточен, но читать удобнее. А для двигателя главное, чтобы скорость не выходила за зеленую шкалу.А то, что есть разница в 100-300 оборотов, это не очень много.
Заключение
Таким образом, тахометр является очень полезным измерительным прибором (хотя и не обязательным), который быстро считывает частоту вращения коленчатого вала и выводит эти значения на специальную шкалу.
Дизельные двигатели грузовых автомобилей и тракторов. Запчасти, регулировка и ремонт. Ремонтируем штангу трактора МТЗ
Детали цилиндро-поршневой группы подлежат замене либо при повышенном расходе картерного масла, либо при повышении концентрации газов в картере, которые фиксируются специальными приспособлениями.
Для проведения экспертного осмотра деталей головка блока цилиндров отделяется и снимается поддон картера. Если, отделив головку блока цилиндров, вы обнаружите трещины на поверхности блока, прекратите дальнейшую разборку, а двигатель отделите от сердечника и отправьте в ремонт.
Если явных дефектов нет, снять масляный насос, патрубки и крышки шатунных подшипников, снять поршневой узел с шатунами с гильз цилиндров.
Какие из деталей цилиндро-поршневой группы МТЗ-80, МТЗ-82 наиболее подвержены износу? Это поршневые кольца, поршень, втулка верхней головки шатуна, гильзы шатунных подшипников, гильзы цилиндров (рис.2.1.29, 2.1.30).
Диаметр гильзы измеряется (рис. 2.1.31) в следующих местах: в зоне наибольшего износа верхнего ремня гильзы в плоскости, параллельной оси коленчатого вала, а затем в зоне качания. плоскость шатуна. В каком случае менять гильзу цилиндра? Втулку необходимо заменять при выработке ее рабочей поверхности диаметром более 0,4 мм или овальности и конусности более 0,06 мм.
Диаметр юбки поршня определяется в плоскости, перпендикулярной отверстию под поршневой палец (рис.2.1.32).
Также поршни измеряют зазоры по высоте между канавками поршня и поршневыми кольцами (рис. 2.1.33).
Если зазор между канавкой поршня и новым поршневым кольцом допустимого размера превышен, поршень заменяется.
Рис. 2.1.33. Как измерить зазор между канавкой поршня и поршневым кольцом трактора МТЗ-80, МТЗ-82: 1 — кольцо; 2 — поршень; 3-х пластинчатый зонд
Основные показатели цилиндро-поршневой группы
Заменен узел цилиндро-поршневая группа с зазором (разницей диаметров) между юбкой поршня и гильзой, превышающим допустимое значение.
Гильзы из блока выдавливаются специальным инструментом (рис. 2.1.34).
Рис. 2.1.34. Как выпрессовать гильзы из блока цилиндров МТЗ-80, МТЗ-82: 1 — гильза цилиндра; 2 — съемник; 3 — блок цилиндров
Что делать, если диаметры гильзы и поршня находятся в пределах допуска? В этом случае рекомендация такая: отжать втулку от блока, повернуть вокруг оси на 90 °, потому что гильза и поршень изнашиваются чаще всего в плоскости качания шатуна.Затем вдавите рукав обратно в блок.
Поршневые кольца заменяют, если зазор в замке кольца превышает допустимое значение при установке кольца в неизношенной верхней части гильзы.
Перед сборкой цилиндро-поршневой группы оцените состояние поршневого пальца, шатуна и параметры втулки верхней головки шатуна. Втулку необходимо заменить, если увеличился диаметр отверстия под поршневой палец или ослабились соединения в верхней головке шатуна.Поршневой палец и втулка верхней головки шатуна заменяются, если зазор между пальцем и втулкой стал более 0,06 мм. Палец изменен с овальностью и конусностью более 0,02 мм.
На приборе КИ-724 диагностируется изгиб и перекручивание шатуна (рис. 2.1.35).
При сборке шатуна в его верхнюю головку на первом этапе втулка запрессовывается (рис. 2.1.36).
Чтобы подвести втулку верхней втулки головки шатуна под поршневой палец, ее слегка подкатывают.Зазор между отверстием верхней втулки шатуна и поршневым пальцем, как правило, не должен превышать 0,03 мм.
Тонкостенные сменные вкладыши шатунных подшипников коленчатого вала выполнены, как известно, с высокой точностью. Требуемый зазор при постоянной опоре подшипника обеспечивается соответствующими диаметрами шейки коленчатого вала. Поэтому вкладыши обычно заменяют без лишних действий по подгонке и всегда попарно. Не допускаются следующие манипуляции: замена только одной вставки из пары; заточка или выравнивание стыков подшипников или крышек подшипников скребком; размещение прокладок между вкладышами и станиной, между крышкой и шатуном.В процессе замены нужно понимать, что размерная группа вкладышей всегда соответствует размерной группе шейки коленчатого вала.
Перед заменой старых деталей цилиндро-поршневой группы на новые их необходимо подобрать по размерным группам. Гильзы цилиндров подбираются по размерным группам по внутреннему диаметру, а поршни по внешнему диаметру юбки в нижней части. Поршни и гильзы цилиндров, которые вы собираетесь установить на двигатель, должны быть одной размерной группы.
Размерные группы цилиндров и поршней двигателя Д-240
Маркировка размерных групп указывается на нерабочем верхнем торце гильзы и на днище поршня. Перед тем, как вставить втулку в блок, необходимо заменить резиновые уплотнители. Легким постукиванием молотка устанавливается гильза с помощью ступенчатой оправки (рис. 2.1.37). При плотном входе втулки можно использовать специальный винтовой инструмент для запрессовки (рис. 2.1.38). После запрессовки необходимо измерить выступание манжеты втулки над поверхностью блока индикатором (рис.2.1.39). Он должен быть в пределах 0,065 — 0,165 мм.
С небольшим перепадом втулки можно установить медные прокладки под воротник втулки. При выборе поршней ориентируйтесь на размерные группы поршневых пальцев. Внутренняя поверхность этих деталей и бобышка поршня промаркированы краской. Поршни и поршневые пальцы относятся к одной размерной группе. Поршневой палец вдавливается в предварительно нагретый в масле поршень. Поршень нагревается до температуры 70-80 ° С. Разброс масс между шатунами в сборе с поршнями, установленными на двигателе Д-240, не должен превышать 15 г.
Эластичность поршневых колец можно проверить с помощью прибора МИП-100 (рис. 2.1.40). Если зазор в замках находится в пределах 0,3-6,6 мм (рис. 2.1.41), эластичность колец не должна быть больше: первого (верхнего) — 60-82 Н, второго и третьего — 58-78 Н.
Наденьте поршневые кольца на поршень определенным образом, предохраняя кольца от случайных поломок, благодаря специальному приспособлению (рис. 2.1.42). При правильной установке колец они должны двигаться без напряжения при повороте поршня и погружении в пазы под действием собственной массы.
Рис. 2.1.41. Как измерить зазор в замке поршневого кольца МТЗ-80, МТЗ-82: 1 — пластина щупа; 2 — кольцо поршневое
Рис. 2.1.42. Как правильно носить поршневое кольцо МТЗ-80, МТЗ-82: 1 — поршневой; 2 — приспособление; 3 — кольцо поршневое
Фиг.2.1.43. Оправка конусная для установки поршня МТЗ-80, МТЗ-82: 1 — поршень; 2 — оправка
Рис. 2.1.44. Установка поршня с шатуном в блок цилиндров МТЗ-80, МТЗ-82: 1 — блок цилиндров; 2 — поршень; 3 — оправка
Замки первого и третьего поршневых колец должны быть размещены в пазах поршня под углом 180 ° относительно замков второго и четвертого колец.Поршневой узел с кольцами и шатун обливается без щадя по моторному маслу и с помощью конической «шлаки» (рис. 2.1.43) помещается в гильзу цилиндра, слегка постукивая рукояткой молотка по днищу поршня (рис. 2.1). .44).
Болты шатунного подшипника затягивают динамометрическим ключом в несколько подходов.
Регулировочные данные для сборки двигателя Д-240
Когда поршень находится в верхней мертвой точке, он не выступает над поверхностью блока более чем на 0.5 мм. Так должно быть.
И Вам искренне. По окончании установки цилиндро-поршневой группы и крышек шатунных подшипников ставят масляный насос, его перекачиваемый и всасывающий трубопроводы и закрывают масляный поддон. Прокладку картера необходимо смазать с обеих сторон графитовой смазкой (продается в магазинах) или герметиком Эластосил 137-83. В этом случае в цилиндры заливается 30-50 г моторного масла. Прокладка ГБЦ также со всех сторон покрыта графитовой пастой.Затягивайте болты крепления головки, желательно по правилам, динамометрическим ключом (рис. 2.1.45) в кодированной специальными цифрами последовательности (рис. 2.1.46) в два или три приема. Ну а потом ставят стержни и оси коромысла в сборе с коромыслами.
Момент затяжки гаек крепления ГБЦ и тепловые зазоры в клапанном механизме необходимо строго соблюдать по правилам и нормативной информации при сборке двигателя МТЗ-80, МТЗ-82.
Блок цилиндров и головка дизеля Д-240
Головка блока цилиндров двигателя Д-240 трактора МТЗ-80, 82 представляет собой отливку из чугуна механообработки.Сбоку на головку крепятся впускной и выпускной коллекторы. Между головкой и коллектором прокладки из асбестовой ткани.
Сверху на головку блока цилиндров запрессовано восемь направляющих втулок, в которые вставлены впускной и выпускной клапаны. Внизу в головке есть прорези для тарелок клапанов.
Для улучшения охлаждения форсунок их помещают в латунные стаканы. Под днищами стаканов установлены уплотнительные шайбы. Стаканы прижимаются к шайбам гайками, вкрученными в головку.
Прутки стальные штампованные. В верхнюю головку запрессована биметаллическая втулка (сталь со слоем бронзы). Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна и втулки есть отверстие.
По внутреннему диаметру втулки разделены на две размерные группы: при большом диаметре они маркируются черной краской, при меньшем — желтой. Нижняя головка шатуна съемная.
Разъем выполнен наклонным для обеспечения прохождения нижней части через втулку при установке.Крышка крепится к шатуну двумя болтами из нержавеющей стали, фиксируемыми стопорной пластиной.
К основным дефектам ГБЦ двигателя Д-240 трактора МТЗ-80, 82 относятся: коробление плоскости разъема, износ внутренних поверхностей направляющих втулок, фаски клапанов и седел клапанов; наличие трещин на их перемычках; прогорание посадочных мест под уплотнитель форсунки или его стекло.
При техническом осмотре головки блока используется таблица.Утопление клапанов в гнездах головки без снятия ее с блока цилиндров можно определить по выступу штоков всасывающего клапана относительно поверхности головки блока цилиндров.
Для этого поочередно устанавливаем поршни в. МК на такте сжатия и измеряем расстояние от конца штока клапана до головки блока. Если выступ штока клапана превышает цифры, то это свидетельствует о максимальном износе тарелок клапана и их седел.
Заодно можно определить степень износа кулачков распределительного вала.Для этого прокрутите коленчатый вал дизельного двигателя до полного открытия клапана (с тепловым зазором, установленным для холодного дизеля) и измерьте расстояние от штока до головки блока цилиндров.
Разница в расстояниях, измеренных при закрытых и полностью открытых клапанах, определяет величину перемещения каждого клапана. Если смещение клапана превышает допустимые значения, распредвал дизеля заменяется.
После этих измерений головка блока цилиндров снимается с дизеля Д-240 и подвергается дополнительному осмотру.Измерить коробление плоскости разъема ГБЦ с помощью щупа и линейки.
При окунании тарелок клапанов более приемлемых размеров головка заменяется. Если эти размеры не превышают допустимые, то разбирают ГБЦ и ремонтируют.
Для впуска воздуха и отработавших газов необходимо при определенном угле поворота коленчатого вала соединить цилиндры с впускным и выпускным коллекторами. Это обеспечивается расположенным сверху механизмом фаз газораспределения.
ГРМ двигатель Д-240
При работе тракторного двигателя МТЗ-80, 82 коленчатый вал через шестерни 1, 2 и 14 (рис. 1) вращает распределительный вал, имеющий кулачки 13. В нужный момент кулачок выходит на толкатель 12. , поднимает шток 11 и короткое плечо коромысла 7.
В этом случае коромысло поворачивается вокруг оси 8 и давит на шток клапана 3 длинным заплечиком, дополнительно сжимая пружину 5 и открывает клапан.
Клапан закрывается под действием той же пружины.Каждый цилиндр имеет два клапана — впускной и выпускной. Плавный подъем и опускание клапана, а также продолжительность его открытия обеспечивается определенным профилем кулачка.
Рис. 1. Схема фаз газораспределения двигателя Д-240 .
Требуемая последовательность открытия клапана двигателя достигается соответствующим размещением кулачков на валу.
Поскольку рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит при двух оборотах коленчатого вала, а впускной и выпускной клапаны за это время должны открываться только один раз, распределительный вал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал.
Это достигается установкой на распределительный вал ведущей шестерни 14, имеющей вдвое больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала.
Клапан D-240 должен открываться при определенном положении поршня в цилиндре. Стабильность работы газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов обеспечивается подключением распределительных шестерен по специально нанесенным меткам.Во время работы двигателя детали механизма нагреваются и расширяются.
Чтобы не нарушалась плотная посадка клапана в седле, между клапаном и коромыслом регулировочным винтом 10 устанавливается тепловой зазор (для разных двигателей он находится в пределах 0,3-0,5 мм).
Небольшой зазор, а, следовательно, неплотная посадка клапана в седле, приводит к прорыву горячих газов через трещины и перегреву клапана (возможно коробление тарелки клапана и выгорание ее фаски).
В случае увеличения зазора возникают громкие стуки, которые хорошо слышны при работающем двигателе. Кроме того, сокращается время и уменьшается открытие клапана, в результате чего ухудшается очистка цилиндров от продуктов сгорания и уменьшается их заполнение свежим зарядом.
Чтобы продлить время открытия клапанов и улучшить наполнение и очистку цилиндра, клапаны открываются с некоторым опережением (до прибытия поршня bw) и закрываются с задержкой (после того, как поршень проходит bm), затем — время открытия клапана при повороте коленчатого вала более чем на 180 °.
Основные размеры и установочные параметры деталей ГБЦ и ГРМ дизеля Д-240
Ход клапана, мм (нормальный / допустимый) — 10,2 — 9,0
Деформация плоскости разъема ГБЦ, мм — 0,15
Тарелка погружного клапана, мм (нормальная / допустимая) — 0,4-0,7
Допустимый внутренний диаметр гильзы клапана, мм — 11,10
Допустимое сжатие пружин внешних клапанов на рабочую высоту, Н — 148
Рабочая высота пружины, мм — 54.0
Обжатие внутренних пружин клапана на рабочую высоту, Н — 74
Рабочая высота, мм — 48,5
Допустимый диаметр стержня клапана, мм — 10,85
Внутренний диаметр коромысла, мм — 19.02-19.05
Диаметр оси коромысла, мм — 18,98 -19,00
Сухари клапанов и клапанные пружины двигателя Д-240 снимаются специальным приспособлением. Если седло клапана имеет трещины, головку возвращают в ремонт.
Снятые клапаны маркируются, затем измеряется диаметр стержня и проверяется биение фаски и изгиб стержня. Биение фаски клапана и изгиб штока относительно оси клапана не должны превышать 0,03 мм.
Если на клапанах снятия фаски остаются следы прожигов, потеков, рабочая поверхность пластины снятия фаски обрабатывается на специальных шлифовальных станках. Рабочая фаска впускного клапана дизелей Д-240 отшлифована под углом 45 °.
После удаления следов износа ширина цилиндрической части тарелки клапана должна быть не менее 0,5 мм. Направляющая втулка клапана ДВС Д-240 заменяется при износе внутреннего отверстия для штока клапана или ослаблении седла в головке блока цилиндров.
При ослаблении посадки втулки в головке из запчастей выберите втулку с наибольшим отклонением по наружному диаметру, смажьте ее эпоксидным клеем без наполнителя и вдавите в головку.После установки направляющих втулок обработайте седло клапана планетарно-шлифовальным устройством.
В случае возникновения рисков, потеков и прожогов на рабочей фаске, седла клапана сначала отшлифуют фаску, чтобы удалить любые признаки износа и измерить степень промывки клапанов с новым клапаном.
Если он находится в допустимых пределах, продолжить обработку седла клапана. Нижняя (внешняя) кромка рабочего скоса седла клапана в ГБЦ обрабатывается шлифовальным кругом с углом конуса 150, а верхняя (внутренняя) кромка — 60 °.
Ширина рабочей грани патрубка впускных клапанов ДВС Д-240 должна быть 2,0 … 2,5 мм, а выпускной — 1,5 … 2,0 мм.
После обработки тарелки клапана и его седла взаимно протирают их. Если все клапаны и их седла отремонтированы, значит, они стачиваются на станке. При ремонте одного-двух клапанов протирают пневматическим устройством, используя пасту из смеси микропорошка с индустриальным или моторным маслом.
Во время шлифовки, при вращении клапана, он периодически поднимается.Время от времени проверяется состояние шлифовальных граней клапана и патрубка. Верхний край непрозрачной полосы рабочей фаски должен располагаться на расстоянии не менее 0,5 мм от цилиндрического пояса тарелки клапана.
Если матовая полоса значительно ниже или выше пояска, то седло клапана снова обрабатывают шлифовальными кругами с углом конуса 60 или 150 ° и снова затирают клапан и гнездо.
Перед сборкой клапанов Д-240 проверьте упругость пружины клапана на приборе.Если параметры выходят за допустимые пределы, пружины заменяются.
В некоторых случаях для компенсации длины и силы сжатия пружины под них устанавливают специальные шайбы, толщину которых можно определить по формуле для впускного клапана A = B — 1,3 мм, для выпускного клапана A = B — 1,8 мм, где B — фактическая величина утопления клапана, измеренная после ремонта седла клапана.
сборки клапанов, выступ сухарей над плоскостью тарелки пружины должен быть не более 0.5 мм, утопление — 1,3 мм.
Для контроля герметичности клапанов двигателя впускной и выпускной каналы ГБЦ заполнены керосином. Он не должен вытекать 1,5 минуты. Перед установкой оси коромысла в сборе проверьте техническое состояние каждого коромысла.
Если коромысла имеют выемки на бойках более 0,3 мм, их поверхность шлифуют до удаления следов износа. Непараллельность рабочей поверхности коромысла должна быть не более 0.05 мм.
При необходимости проверьте внутренний диаметр отверстий коромысел. Допустимый зазор между втулкой и осью коромысла не более 0,15 мм.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) Предназначен для преобразования поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала (ВЧ).Основными подвижными частями коленчатого вала являются: поршни с кольцами, поршневые пальцы, шатуны, шатун и коренные подшипники, маховик. Поршневая группа деталей дизелей Д-65 и Д-240 устроена аналогично.
6 (рис.1) выполнены из алюминиевого сплава с тремя канавками для сжатия 8, 9 и двумя для маслосъемных 7 колец. В днище поршня сделана камера сгорания. В канавках маслосъемных колец и ниже этих канавок просверлены отверстия для отвода масла в поршень. По внешнему диаметру юбки (в плоскости, перпендикулярной плоскости поршневого пальца) поршни делятся на три размерные группы (таблица 1). На низ наносится штамп группы.
Поршни, шатуны и поршневые пальцы подбираются в комплекте к двигателю той же размерной группы.Отклонение массы поршней и шатунов в комплекте не должно превышать 15 г. Поршни делятся на две размерные группы по диаметру расточки под поршневой палец (таблица 2), на бабушках маркированы краской. Поршневые пальцы 5 полые, стальные. От осевого перемещения они удерживаются раздвижными стопорными кольцами 4., установленными в канавках поршня. По внешнему диаметру пальцы делятся на две группы (см. Табл. 2). Маркировочная краска наносится на внутреннюю поверхность пальца.
Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна. Верхнее компрессионное кольцо 9 прямоугольного сечения хромировано для уменьшения износа (на внешней поверхности). Второе и третье 8 кольца имеют на внутренней поверхности торсионные канавки для улучшения компрессионных свойств, которые при установке колец должны быть обращены вверх — ко дну поршня. Маслосъемные кольца 7 скребкового типа установлены в двух нижних канавках поршня (по две в каждой канавке). Верх в пазу представляет собой кольцо с дренажными окнами на конце, а нижний — без окон; выемки на внешней поверхности маслосъемных колец должны быть направлены вниз (в сторону юбки поршня).
Замки поршневых колец расположены на равном расстоянии по окружности. Нормальный зазор в замке — новое кольцо, устанавливаемое в новую втулку 0,3 … 0,7 мм. Поршневые кольца заменяют, если зазор превышает 4 мм, а поршни заменяют, если зазор между новым кольцом и канавкой в поршне превышает 0,4 мм в высоту. У дизеля Д-245 несколько иное расположение колец (рис.2): под верхнее трапециевидное компрессионное кольцо врезана чугунная вставка 2, маслосъемное кольцо одно — как и у Д-240 — из тип коробки.
Шатуны 3 (см. Рис. 1) стальные, штампованные. В верхнюю головку запрессована биметаллическая втулка 10 (сталь со слоем бронзы). Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна и втулки есть отверстие.По внутреннему диаметру втулки разделены на две размерные группы: при большом диаметре они маркируются черной краской, при меньшем — желтой.
Нижняя головка шатуна съемная. Разъем выполнен наклонным для обеспечения прохода нижней части через втулку при установке. Крышка 2 крепится к шатуну двумя болтами из нержавеющей стали, фиксируемыми предохранительной пластиной 3.
Коленчатый вал 26 (рис. 3) полноподъемный, стальной (имеет пять основных и четыре шатуна, рабочие поверхности которых закалены токами высокой частоты. В шатунах имеются полости для центробежной очистки масла при валу Полости закрываются резьбовыми заглушками 1, которые в двигателе должны быть одной группы (номер группы выбит на конце заглушки), чтобы вал не трогался.На первых закрепляются съемные противовесы. , четвертая, пятая и восьмая щеки вала дизелей Д-240 и Д-245.коленчатый вал этих дизелей (2200 мин1), за счет чего резко возрастают центробежные силы.
На переднем конце вала установлены шестерня 24 распределительного привода и смазочного насоса, шкив 27 привода насоса системы охлаждения и генератора, маслоотражатель 25; на задней стороне масляный дефлектор и маховик 19 с запрессованным на него стальным зубчатым кольцом 20.
Коленчатые валы изготавливаются с шейками двух номиналов: для дизелей Д-65 диаметры шейки коренной и шатунной по первому номиналу — 85.25 мм и 75,25 мм соответственно, во втором — 85,0 мм и 75,0 мм; для дизелей Д-240 в первом — 75,25 мм и 68,25 мм, во втором — 75,0 мм и 68,0 мм. Валы с шейками второго типоразмера маркируются на первой щеке: 2КС — все шейки вала второго номинала; 2К — коренной второго, а шатун первого; 2Ш — шатун второго, а корень первого.
Вкладыши коренных 23 и 22 шатунных подшипников изготовлены из стали-алюминиевой ленты.От перемещений и поворотов вкладыши останавливаются штампованными на них усиками, которые входят в фрезеровку в гильзы вкладышей в блоке и шатуне. Товарный знак и размер завода наносятся на внешнюю поверхность вкладыша, а марки («+» или «-») — на высоте вкладыша (вкладыши укомплектованы так, чтобы у одного из них был знак «+» на усиках. ) и другой знак «-» или оба без маркировки). Отверстия в верхних половинках основных вкладышей совпадают с маслоподводящими каналами в блоке.
Зазор в подшипниках нового или отремонтированного двигателя находится в пределах 0,065 … 0,123 мм для шатуна и 0,070 … 0,134 мм для коренных. При увеличении зазора в шатунных подшипниках до 0,25 мм и овальности шейки более 0,06 мм или в основных до 0,3 и более 0,1 мм соответственно шейки валов шлифуются до соответствующего ремонтного размера.
Осевое перемещение вала ограничено упорами шейки пятого корня (допустимое в эксплуатации 0.5 мм) осевое перемещение нижней головки шатуна составляет 0,7 мм. Коленчатый вал и маховик дизеля Д-240 показаны на рис. 4.
Замена деталей цилиндро-поршневой группы при повышенном расходе картерного масла или повышенном проникновении газов в картер дизельного двигателя, измеренном диагностическими приборами.
Если диагностические параметры достигли значений, превышающих допустимые, то дизельный двигатель разбирают.
Для проведения технического осмотра деталей снимается головка блока цилиндров и масляный поддон. Если после снятия головки на поверхности блока обнаруживаются трещины, то дальнейшая разборка прекращается, дизель снимается с трактора и отправляется в ремонт.
При отсутствии явных дефектов масляный насос, трубопроводы и крышки шатунных подшипников демонтируются, поршни в сборе с шатунами снимаются с гильз цилиндров.
Среди деталей поршневой группы наиболее подверженными износу являются: поршневые кольца, поршень, втулка верхней головки шатуна, втулки шатунных подшипников, гильзы цилиндров (рис. 2.1.29, 2.1.30) .
Диаметр гильзы измеряют (рис. 2.1.31) в месте наибольшего износа верхнего ремня гильзы сначала в плоскости, параллельной оси коленчатого вала, а затем в плоскости качания гильзы. шатун. Втулка заменяется при износе ее рабочей поверхности более 0.Диаметром 4 мм или овальностью и конусностью более 0,06 мм.
Диаметр юбки поршня измеряется в плоскости, перпендикулярной отверстию под поршневой палец (рис. 2.1.32).
Помимо диаметра юбки, поршень регулирует зазор по высоте между канавками поршня и поршневыми кольцами (рис. 2.1.33).
Если зазор между канавкой поршня и новым поршневым кольцом превышает допустимый размер, поршень заменяется.
Рис. 2.1.33. Измерить зазор между канавкой поршня и поршневым кольцом: 1 — кольцо; 2 — поршень; 3-х пластинчатый зонд
Основные показатели цилиндро-поршневой группы
Зазор между юбкой поршня и гильзой цилиндра, мм:
номинальная
разрешено
Зазор в замке поршневого кольца, мм:
номинальная
разрешено
Зазор между канавкой поршня и поршневым кольцом, мм: номинальный
для компрессионных колец
для маслосъемных колец
разрешено
Узел поршень-поршень заменяется с зазором (разницей в диаметре) между юбкой поршня и втулкой, превышающим допустимое значение.
Гильзы из блока выдавливаются специальным съемником (рис. 2.1.34).
Рис. 2.1.34. Выдавливание гильзы из блока цилиндров: 1 — гильза цилиндра; 2 — съемник; 3 — блок цилиндров
Если диаметры гильзы и поршня находятся в пределах нормы, рекомендуется выдавить гильзу из блока, повернуть ее вокруг оси на 90 °, так как гильза и поршень больше всего изнашиваются в плоскости поворота шатун, и вдавите вкладыш обратно в блок.
Поршневые кольца заменяют, если зазор в замке кольца превышает допустимое значение при установке кольца в неизношенной верхней части гильзы.
Перед накачкой цилиндро-поршневой группы проверьте параметры поршневого пальца, шатуна и состояние втулки верхней головки шатуна. Замена втулки производится увеличением диаметра расточки под поршневой палец или ослаблением посадки в верхней головке шатуна. Поршневой палец и втулка верхней головки шатуна заменяются, когда зазор между пальцем и втулкой больше 0.06 мм. Палец заменен на овальность и конусность более 0,02 мм.
Изгиб и перекручивание шатуна проверяют на приборе КИ-724 (рис. 2.1.35).
При сборке шатуна в его верхнюю головку сначала запрессовывается втулка (рис. 2.1.36).
Рис. 2.1.35. Измерение шатуна на изгиб и закручивание: 1 — прибор КИ-724; 2 — шатун
Для регулировки расточки верхней головки шатуна под поршневой палец ее обрабатывают регулируемой стреловидностью или качением. Зазор между расточкой верхней головки шатуна и поршневым пальцем должен быть не более 0,03 мм.
Тонкостенные сменные вкладыши шатунных подшипников коленчатого вала изготовлены с высокой точностью.Необходимый диаметральный зазор при постоянной опорной стойке обеспечивается соответствующими диаметрами шейки коленчатого вала. Поэтому гильзы при ремонте дизеля меняют без каких-либо регулировочных операций и только попарно. Не допускается: замена одной вставки из пары; опиливание или зачистка стыков вкладышей подшипников или крышек подшипников; установка прокладок между вкладышами и станиной, между крышкой и шатуном. При замене размерная группа вкладышей должна соответствовать размерной группе шейки коленчатого вала.
Перед установкой новых деталей цилиндро-поршневой группы их подбирают по размерным группам. Гильзы цилиндров отсортированы по размерным группам по внутреннему диаметру, а поршни — по наружному диаметру юбки внизу. Поршни и гильзы цилиндров, устанавливаемые на один дизельный двигатель, должны быть одной размерной группы.
Размерные группы цилиндров и поршней дизеля Д-240
Обозначение группы размеров
Диаметр гильзы цилиндра, мм
Диаметр юбки поршня в нижней части наибольшего габарита, мм
Обозначение размерных групп нанесено на нерабочем верхнем конце гильзы и на днище поршня.Перед установкой втулки в блок производится замена резиновых уплотнителей. Втулка устанавливается путем нанесения легких ударов молотком по ступенчатой оправке (рис. 2.1.37). Если втулка входит в блок плотно, то ее запрессовывают с помощью специального винтового устройства (рис. 2.1.38). По окончании запрессовки манжета втулки должна выступать над поверхностью блока с индикатором (рис. 2.1.39). Выступ плеча должен составлять от 0,065 до 0,165 мм.
При опускании гильз допускается установка медных прокладок под манжету гильзы.При выборе поршней обращайте внимание на размерные группы поршневых пальцев; их внутренняя поверхность и бобышка поршня промаркированы краской. Поршни и поршневые пальцы подобраны в одну размерную группу, что подтверждается одинаковой маркировкой. Поршневой палец вдавливается в поршень, предварительно нагревая поршень в масле до температуры 70-80 ° С. Разница масс шатунов в сборе с поршнями, установленными на одном дизеле Д-240, не должна превышать 15 г.
Эластичность поршневых колец проверяют на приборе МИП-100 (рис.2.1.40). При зазоре в замках, равном 0,3-6,6 мм (рис. 2.1.41), эластичность колец не должна превышать: первого (верхнего) — 60-82 Н, второго и третьего — 58-78 Н.
Поршневые кольца устанавливаются на поршень в определенном порядке с помощью устройства, предохраняющего кольца от случайных поломок (рис. 2.1.42). Кольца, установленные в канавках поршня, должны свободно перемещаться при вращении поршня и погружении в канавки под действием собственной массы.
Рис.2.1.43. Коническая оправка для установки поршня: 1 — поршень; 2 — оправка
Рис. 2.1.44. Установка поршня с шатуном в блок цилиндров: 1 — блок цилиндров; 2 — поршень; 3 — оправка
Замки первого и третьего поршневых колец расположены в пазах поршня под углом 180 ° относительно замков второго и четвертого колец.Поршневой узел с кольцами и шатуном обильно смазывается дизельным маслом и с помощью конической оправки (рис. 2.1.43) устанавливается в гильзу цилиндра, осторожно постукивая рукояткой молотка по головке поршня (рис. 2.1.44). ).
Болты шатунного подшипника затягиваются динамометрическим ключом в два-три приема.
Наладочные данные для сборки дизеля Д-240
Момент окончательной затяжки гаек ГБЦ, Нм
Момент затяжки шатунных подшипников, Нм
Зазор между штоком клапана и коромыслом (тепловой зазор) на холодном дизельном двигателе, мм
Поршень в ВМТ не должен выступать над поверхностью блока более чем на 0.5 мм.
После установки цилиндро-поршневой группы и крышек шатунных подшипников устанавливается масляный насос, его нагнетательный и всасывающий трубопроводы и поддон закрываются. Прокладка картера смазывается с двух сторон графитовой пастой (40% графитового порошка и 60% дизельного топлива) или герметиком Эластосил 137-83; В цилиндры заливается 30-50 г дизельного топлива. Прокладки ГБЦ с обеих сторон также смазываются графитовой пастой. Болты крепления головки затягиваются динамометрическим ключом (рис.2.1.45) в определенной последовательности (рис. 2.1.46) в два или три шага. Затем установите стержни и ось коромысла в сборе с коромыслами.
Момент затяжки гаек крепления ГБЦ и тепловые зазоры в клапанном механизме должны соответствовать данным регулировки для дизельного двигателя Д-240.
Шатун МТЗ является одним из узлов кривошипно-шатунного механизма двигателя.
Изготовлен из высокоуглеродистой или легированной стали методом штамповки.
Для повышения прочности материал подвергают закалке.
Шатун поворачивает поршни к коленчатому валу.
Результирующая переменная нагрузка заставляет шток сжиматься, растягиваться или изгибаться.
Шатун передает силы от коленчатого вала к поршню и наоборот, в зависимости от соотношения действующих сил.
Характеристики устройства шатуна двигателя
Шатун двигателя состоит из следующих элементов:
Головки верхние и нижние;
Ядро;
Колпачок;
Шайба;
Болт.
Основная часть шатуна — нижняя головка. В деталь вставлены тонкостенные гильзы из стали или с наполнителем из свинцовой бронзы. Нижняя головка съемная.
Для улучшения окраски приработочной поверхности.
Специальные усики фиксируют смещение вкладышей. Верхняя головка пальцем соединяет шатун с поршнем. Осуществляется возвратно-поступательное движение.
Нижняя головка предназначена непосредственно для связи с коленчатым валом.
Шток шатуна двигателя совершает сложное колебательное движение. обтекаемая форма выполнена с двутавровым сечением.
При необходимости подачи масла на валу может быть канавка. Шатун штампованный МТЗ растягивался и гнулся под действием инерции и давления газа.
Следовательно, конструкция механизма должна обеспечивать его жесткость и прочность. Шатун двигателя имеет масляную канавку и отливы. Крышка имеет паз и отверстия для смазки.
Болты шатуна предназначены для крепления съемной части.
Они работают при постоянной нагрузке. Изготавливается из хромоникелевой или хромистой стали, подвергается термообработке. Болты плотно установлены в развернутом корпусе и крышке шатуна двигателя.
Могут накручиваться гайками. Затяжка крепежа выполняется с определенным усилием (не более 60 кг). У деталей с косой нижней головкой соединителя болт вкручивается в корпус.
Такое соединение усложняет ремонт шатуна. Болты фиксируются стопорными шайбами и проволокой.
Ремонт шатуна
Шатун двигателя подвержен износу.
Для проверки изгиба и скручивания детали используйте прибор КИ-274.
Палец в шатуне должен легко поворачиваться рукой и выпадать под действием веса человека. Шатуны и пальцы устанавливают вместе с крышками, соблюдая их точное положение перед разборкой.
Растачивание станины проводится только после завершения сборки. Гайки затягиваются с усилием не более 240 Н.
Замена застежек и чехлов местами запрещена. Поршни с шатунами двигателя собраны так, чтобы выемка внизу первой детали не выступала со стороны распредвала.
При ремонте шатуна и последующей сборке втулка запрессовывается в верхнюю головку.
Дефекты шатуна
Возможны следующие неисправности комплекта шатуна:
Отложения дегтя и сажи;
Износ канавок, отверстий под палец;
Отказ резьбы болтов шатуна;
Амортизация подкладки, горловины, пальца, рукава;
Сминаем усики фиксации вкладыша.
Если поверхность под втулкой изношена, шатун двигателя расточить с интервалом 0,5 мм.
Для исправления дефекта применяется алмазно-расточной станок. После ремонта шатуна проверяется правильность установки отверстия по вертикали по фрезу.
Наладки выполняет служба поддержки. При износе головок шатунов необходимо гальваническое утюжение.
Отклонение осей верхней головки относительно нижней должно быть 0.05 мм на 100 мм длины.
Для определения параметра используют специальные устройства.
При ремонте шатуна допускается нагрев штанги пламенем газовой горелки для устранения недопустимых отклонений.
Повышенная вибрация двигателя на холостом ходу. Вибрация дизельного двигателя на холостом ходу
В процессе работы двигатель работает в разных режимах. Один из них простаивает. Это двигатель в нейтральном положении, когда сцепление выключено. В этот момент маховик отсоединяется от трансмиссии.Передача крутящего момента не осуществляется, то есть мотор работает на холостом ходу (отсюда и название). Если возникают вибрации двигателя на холостом ходу, это серьезный повод для диагностики. Ведь исправный мотор не должен передавать телу вибрацию. В сегодняшней статье мы рассмотрим, почему возникает эта проблема и как ее исправить.
Какова текучесть кадров?
Если сбросить коробку на «нейтраль», стрелка тахометра опускается до 800-1000 оборотов в минуту. Этот параметр может незначительно отличаться на разных двигателях, но не выходит за эти пределы.Если скорость будет меньше, двигатель просто глохнет.
Но повышенный «холостой ход» вреден для двигателя. Так что не только расходуется много топлива, но и элементы двигателя больше изнашиваются. Далее рассмотрим причины, по которым возникает повышенная вибрация двигателя на холостом ходу.
Моторостроение
Это общее название, если в двигателе не работает один (а возможно, несколько) цилиндров. В большинстве легковых автомобилей используются рядные 4-цилиндровые двигатели. Поэтому, если один из них не работает, эта проблема называется «разделением».При нажатии на акселератор скорость будет увеличиваться, а вибрация частично исчезнет. Но это не выход, так как мощность двигателя снижается на 20-40 процентов. Также увеличивается расход топлива (примерно столько же). Вибрация двигателя на холостом ходу будет передаваться не только на кузов, но и на руль. Особенно это заметно при движении с грузом (например, с прицепом).
Стоит отметить, что проблема опасна не только неудобным вождением и большим расходом топлива.С таким мотором элементы КШМ сильно изнашиваются. В один из цилиндров поступает топливо, которое не горит, а только смывает смазку. В результате образуются сильные задиры, кольца изнашиваются. Если такой мотор эксплуатировать длительное время, можно получить эллипс цилиндров.
Как решить проблему? Свечи
Прежде всего, посмотрим на их состояние. Детали откручиваются специализированным ключом и проходят испытания.
Для этого используется небольшой прибор в виде пистолета.Как это использовать? Колпачок следует надеть на верх свечи (куда подключается высоковольтный провод), а металлический наконечник, находящийся на выходе из пистолета, подсоединить к той стороне, где находится резьба. Далее нажмите на курок и посмотрите на свечу. Если она дает искру, значит, с ней все хорошо. Если нет, то именно он вызывает вибрацию двигателя на холостом ходу. Свеча не производит искры, поэтому смесь расходуется без возгорания. При диагностике стоит осмотреть все свечи.Проблема может быть обнаружена в любом из цилиндров (визуально идентифицировать «тройку» не представляется возможным).
Таймер, катушка, провода
Следующая проблема — неправильное зажигание. Так что даже при исправной свече могут быть зазоры. Причина тому — изношенная катушка зажигания или сами высоковольтные провода. Последняя проверка очень проста — в темноте откройте капоты и осмотрите их состояние при работающем двигателе. Если из проводов выходят искры, значит, они «пробиты» и их необходимо заменить.Что касается катушки, то определить ее неисправность можно только при заведомо исправной установке. Следует отметить, что количество витков может меняться в зависимости от конструктивных особенностей двигателя (от 1 до 4 и более).
Другой причиной может быть неправильная установка угла опережения зажигания. Это происходит на машинах, оборудованных таймером. Отрегулируйте параметр, поворачивая его корпус относительно распределительного вала. Вы можете установить CPP на глаз. После регулировки автомобиль разгоняется до 60 километров в час и включает 4-ю передачу.Машина не должна взорваться. Если это так, то угол следует отрегулировать в обратном направлении.
Также тропоний возникает из-за неправильного положения ремня или цепи ГРМ. Последний имеет свойство растягиваться. В результате фазы сдвигаются даже в том случае, когда цепь не прыгнула даже на зуб. Проверьте соответствие этикеток и при необходимости замените привод. Цепь меняется каждые 100-150 тысяч, ремень — 60.
Вибрация дизельного двигателя на холостом ходу
Как известно, на таких двигателях смесь воспламеняется независимо от силы сжатия.Катушек и свечей нет. Но что делать, если были колебания двигателя автомобиля на холостом ходу? Причина кроется в запасе топлива. За этот процесс отвечают форсунки и топливные насосы. Последний имеет специальный регулировочный винт. В них задается количество подаваемого дизельного топлива для поддержания заданной скорости.
Также вибрация двигателя на холостом ходу возникает из-за забитых форсунок. Они могут неправильно распылять топливо или подавать его ограниченными порциями. Проверить их можно через адаптер K-Line (компьютерная диагностика).
Программа покажет, какое давление в форсунках, в реальном времени. Параметр не должен уходить в минус и сильно отличаться от соседних форсунок. Оптимальные данные — ноль или один.
Элементы
Это, пожалуй, самая серьезная проблема, которая может вызвать вибрацию.
Итак, эта проблема возникает из-за треснувшего коленвала или стертого маховика. Это происходит, если двигатель регулярно подвергается нагрузкам. Иногда стоимость ремонта кривошипно-шатунного механизма сравнима с ценой контрактного мотора.
Подушки
Вибрация двигателя на холостом ходу может возникнуть из-за неправильно установленного силового агрегата. В результате возникает сильный дисбаланс. Двигатель крепится к раме или кузову (если он несущий) с помощью резиновых прокладок. Со временем они расшатываются, трескаются и деформируются. Проблема опасна не только вибрациями двигателя на холостом ходу, но и перекосом коробки. Если это «автомат», он может пнуть. А на «механике» с трудом переключаешь передачи.
Обычно в машине используются три подушки.Двое идут к двигателю и один на КПП. Вибрация двигателя на холостом ходу может возникнуть даже после выхода из строя одного из них. Элемент начинает рыхлить до 250 тысяч километров. По сравнению с деформированным маховиком или коленчатым валом эта проблема не так страшна. Стоимость новой подушки не более тысячи рублей, и вы можете заменить ее самостоятельно.
Заключение
Итак, мы выяснили, из-за чего в двигателе автомобиля возникает повышенная вибрация на холостом ходу.Как видите, причины могут быть самые разные — от маленьких со свечами и подушкой до серьезных, связанных с коленвалом и маховиком. В любом случае проблему нужно решать срочно. В противном случае серьезно выйдут из строя и другие элементы мотора.
особенности, устройство, преимущества и недостатки
Одним из основных элементов двигателя является маховик. Передается на него от крутящего момента вала. Элемент соединен с коробкой через диск сцепления.Это одна из самых дорогих частей кривошипно-шатунного механизма. Что это за элемент и что дает облегченный маховик? Давай выясним.
Функция
Как мы уже говорили ранее, маховик является неотъемлемой частью кривошипно-шатунного механизма.
Изделие предназначено:
Для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала.
Передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии (маховик — диск сцепления).
Сглаживание пульсаций момента достигается за счет периодического возврата и накопления кинетической энергии маховиком.Он сохраняется во время хода поршня. Энергия расходуется во время хода мертвой точки поршня. Ход поршней увеличивается с увеличением количества цилиндров в блоке. А для обеспечения равномерной передачи крутящего момента в конструкции предусмотрен маховик. Легкий элемент отличается от заводского в первую очередь массой (о ней — позже). Но, независимо от типа, этот механизм закреплен в передней части коленчатого вала, на заднем коренном подшипнике. Последний отличается высокой устойчивостью к стрессам.Именно на коренной подшипник возлагается вес маховика и все нагрузки от него.
О массе
Если рассматривать элементы обычных легковых автомобилей, то их масса будет от 7 до 9 килограммов.
Легкий маховик весит около 5. Но есть модели, масса которых составляет 4 и менее килограмма. Как правило, это тонкие элементы из алюминиевого сплава.
Почему уместен тяжелый заводской маховик?
Этот элемент обеспечивает устойчивость на низких оборотах двигателя.Это очень помогает новичкам при трогании с места — машина трогается с места максимально плавно. Если рассматривать легкий маховик, машина будет очень резко двигаться вместе с ним.
Заводской элемент также позволяет трогаться с места на более высоких передачах. В городе нередки случаи, когда нужно сразу начать движение. Автомобиль набрал 5-10 километров в час «накатом», и нужно ехать дальше. На первой скорости включить будет сложно — либо синхронизаторы сломаете, либо совсем не заедете (все это сопровождается характерным хрустом).Поэтому наиболее оптимальный вариант — использование второй передачи. Заводской маховик из-за большого веса может обеспечить хороший крутящий момент снизу. Это большой плюс.
Зачем ставить облегченные?
Казалось бы, зачем лезть в конструкцию двигателя и что-то менять, если штатный маховик нормально делает свое дело. Но стоит отметить главный недостаток заводского элемента. Благодаря огромной массе он сильно замедляет разгон автомобиля. Мотору нужно приложить больше усилий, чтобы раскрутить такой элемент до нужных параметров.Аналогичная картина наблюдается при установке дисков большого диаметра. Как это ни странно, показатели динамики на таких колесах уступают тем, которые измерялись на обычном литье (меньший диаметр — меньший вес).
Таким образом, легкий маховик раскроет весь потенциал двигателя. Коленчатый вал будет легче вращать. Соответственно увеличится динамика разгона. Для этого на ВАЗ-2101 и другие автомобили устанавливают облегченный маховик.Но почему такой элемент не ставят сразу с завода? У этого маховика есть ряд недостатков. О них мы поговорим ниже.
Минусы Легкий маховик
Почему сами производители не используют такой маховик при сборке двигателей? Да, с ним очень легко набрать скорость. Но так же легко он теряется из-за малой массы. Значительно увеличивает расход топлива автомобиля. Перед включением повышающей передачи наблюдается падение оборотов двигателя.Если вы не включите скорость быстро, вам придется снова ехать на пониженной скорости. Из-за этого ящик постоянно загружается. Для сохранения его ресурса рекомендуется делать паузы между переключениями передач (не менее двух секунд). С легким маховиком за это время скорость упадет почти до холостого хода. Коробку придется постоянно «заставлять», чтобы нормально передвигаться по городу.
Какие плюсы и минусы у облегченного маховика? Этот элемент не позволит вам плавно начать с места.Как бы вы ни пытались медленно отпустить сцепление, будет наблюдаться характерный толчок. На дальних дистанциях водитель постоянно вынужден давать газ.
Результаты испытаний показали, что такой маховик позволяет быстрее набирать обороты. Но при этом падает сам крутящий момент, значение которого так важно при подборе скорости. Ввиду этого водителю придется постоянно держать двигатель на высоких оборотах. Это может спровоцировать повышенный износ деталей КШМ, не говоря уже о расходе масла.Сам мотор должен работать в пределах зеленой шкалы. Если установить легкий маховик, стрелка будет близко к отсечке. Причем произойдет это так быстро, что вы этого не заметите.
Стоимость
Обычно установкой этих элементов занимаются владельцы отечественных авто. Сейчас много магазинов, продающих готовые облегченные маховики. Их масса составляет около 3,9 килограмма для двигателя объемом 1,5 литра.
Сколько стоит облегченный маховик ВАЗ? Стоимость спортивных элементов от 2.2 тысячи рублей (для ВАЗов «десятого» семейства). Также есть готовые комплекты для моделей Lada classic. Например, легкий маховик стоит 2,65 тысячи рублей за советскую «копейку». Самый дорогой маховик — у тросовой коробки ВАЗ-2181. Его цена 2,9 тысячи рублей. Также в продаже есть облегченные маховики для Нивы (в том числе и для Шевроле). Но опытные автомобилисты утверждают, что на внедорожнике эта деталь совершенно бесполезна. Такие автомобили наоборот должны иметь хороший крутящий момент. Особенно, если эта машина подготовлена для бездорожья.
Можно ли облегчить завод?
Также есть вариант облегчить заводской маховик (правда, стоимость почти такая же, как у нового спортивного элемента). Делается это путем удаления лишнего металлического слоя с поверхности диска. При шлифовке масса маховика ВАЗ уменьшается с 7,5 до 4 и менее килограммов. Но стоит ли предпринимать такие действия, остается большим вопросом. Если вы не участвуете в автомобильных соревнованиях, скорее всего, вам это не нужно. Устанавливать облегченный маховик на гражданскую машину нет смысла.Вы мгновенно увеличите расход топлива.
Придется постоянно держать газ в полу. При этом переключения передач будут резкими.
Крутящий момент электродвигателя – это сила вращения его вала. Именно момент вращения определяет мощность Вашего двигателя. Измеряется в ньютонах на метр или в килограмм-силах на метр.
Виды крутящих моментов:
Номинальный – значение момента при стандартном режиме работы и стандартной номинальной нагрузке на двигатель.
Пусковой – это табличное значение. Сила вращения, которую в состоянии развивать электродвигатель при пуске. При подборе эл двигателя убедитесь, что данный параметр выше, чем статический момент Вашего оборудования — насоса, либо вентилятора и т.д. В противном случае электродвигатель не сможет запуститься, что чревато перегревом и перегоранием обмотки.
Максимальный – предельное значение, по достижении которого нагрузка уравновесит двигатель и остановит его.
Таблица крутящих моментов электродвигателей
В данной таблице собраны крутящие моменты наиболее распространенных в Украине электродвигателей АИР, а также требуемый при пуске – пусковой, максимально допустимый для данного типа электродвигателя – максимальный крутящий момент и момент инерции двигателей АИР (усилие важное при подборе электромагнитного тормоза, например)
Двигатель
кВт/об
Мном, Нм
Мпуск, Нм
Ммакс, Нм
Минн, Нм
АИР56А2
0,18/2730
0,630
1,385
1,385
1,133
АИР56В2
0,25/2700
0,884
1,945
1,945
1,592
АИР56А4
0,12/1350
0,849
1,868
1,868
1,528
АИР56В4
0,18/1350
1,273
2,801
2,801
2,292
АИР63А2
0,37/2730
1,294
2,848
2,848
2,330
АИР63В2
0,55/2730
1,924
4,233
4,233
3,463
АИР63А4
0,25/1320
1,809
3,979
3,979
3,256
АИР63В4
0,37/1320
2,677
5,889
5,889
4,818
АИР63А6
0,18/860
1,999
4,397
4,397
3,198
АИР63В6
0,25/860
2,776
6,108
6,108
4,442
АИР71А2
0,75/2820
2,540
6,604
6,858
4,064
АИР71В2
1,1/2800
3,752
8,254
9,004
6,003
АИР71А4
0,55/1360
3,862
8,883
9,269
6,952
АИР71В4
0,75/1350
5,306
13,264
13,794
12,733
АИР71А6
0,37/900
3,926
8,245
8,637
6,282
АИР71В6
0,55/920
5,709
10,848
12,560
9,135
АИР71В8
0,25/680
3,511
5,618
6,671
4,915
АИР80А2
1,5/2880
4,974
10,943
12,932
8,953
АИР80В2
2,2/2860
7,346
15,427
19,100
13,223
АИР80А4
1,1/1420
7,398
16,275
17,755
12,576
АИР80В4
1,5/1410
10,160
22,351
24,383
17,271
АИР80А6
0,75/920
7,785
16,349
17,128
12,457
АИР80В6
1,1/920
11,418
25,121
26,263
20,553
АИР80А8
0,37/680
5,196
10,393
11,952
7,275
АИР80В8
0,55/680
7,724
15,449
16,221
10,814
АИР90L2
3/2860
10,017
23,040
26,045
17,030
АИР90L4
2,2/1430
14,692
29,385
35,262
29,385
АИР90L6
1,5/940
15,239
30,479
35,051
28,955
АИР90LА8
0,75/700
10,232
15,348
20,464
15,348
АИР90LВ8
1,1/710
14,796
22,194
32,551
22,194
АИР100S2
4/2850
13,404
26,807
32,168
21,446
АИР100L2
5,5/2850
18,430
38,703
44,232
29,488
АИР100S4
3/1410
20,319
40,638
44,702
32,511
АИР100L4
4/1410
27,092
56,894
65,021
43,348
АИР100L6
2,2/940
22,351
42,467
49,172
35,762
АИР100L8
1,5/710
20,176
32,282
40,352
30,264
АИР112М2
7,5/2900
24,698
49,397
54,336
39,517
АИР112М4
5,5/1430
36,731
73,462
91,827
58,769
АИР112МА6
3/950
30,158
60,316
66,347
48,253
АИР112МВ6
4/950
40,211
80,421
88,463
64,337
АИР112МА8
2,2/700
30,014
54,026
66,031
42,020
АИР112МВ8
3/700
40,929
73,671
90,043
57,300
АИР132М2
11/2910
36,100
57,759
79,419
43,320
АИР132S4
7,5/1440
49,740
99,479
124,349
79,583
АИР132М4
11/1450
72,448
173,876
210,100
159,386
АИР132S6
5,5/960
54,714
109,427
120,370
87,542
АИР132М6
7,5/950
75,395
150,789
165,868
120,632
АИР132S8
4/700
54,571
98,229
120,057
76,400
АИР132М8
5,5/700
75,036
135,064
165,079
105,050
АИР160S2
15/2940
48,724
97,449
155,918
2,046
АИР160М2
18,5/2940
60,094
120,187
192,299
2,884
АИР180S2
22/2940
71,463
150,071
250,119
4,288
АИР180М2
30/2940
97,449
214,388
341,071
6,821
АИР200М2
37/2950
119,780
275,493
383,295
16,769
АИР200L2
45/2940
146,173
380,051
584,694
19,003
АИР225М2
55/2955
177,750
408,824
710,998
35,550
АИР250S2
75/2965
241,568
628,078
966,273
84,549
АИР250М2
90/2960
290,372
784,003
1161,486
116,149
АИР280S2
110/2960
354,899
887,247
1171,166
212,939
АИР280М2
132/2964
425,304
1233,381
1488,563
297,713
АИР315S2
160/2977
513,268
1231,844
1693,786
590,259
АИР315М2
200/2978
641,370
1603,425
2116,521
962,055
АИР355SMA2
250/2980
801,174
1281,879
2403,523
2163,171
АИР160S4
15/1460
98,116
186,421
284,538
7,457
АИР160М4
18,5/1460
121,010
229,920
350,930
11,375
АИР180S4
22/1460
143,904
302,199
402,932
15,110
АИР180М2
30/1460
196,233
470,959
588,699
27,276
АИР200М4
37/1460
242,021
532,445
847,072
46,952
АИР200L4
45/1460
294,349
647,568
941,918
66,229
АИР225М4
55/1475
356,102
997,085
1317,576
145,289
АИР250S4
75/1470
487,245
1218,112
1559,184
301,605
АИР250М4
90/1470
584,694
1461,735
1871,020
467,755
АИР280S4
110/1470
714,626
2072,415
2429,728
578,847
АИР280М4
132/1485
848,889
1697,778
2886,222
1612,889
АИР315S4
160/1487
1027,572
2568,931
3802,017
2363,416
АИР315М4
200/1484
1287,062
3217,655
4247,305
3603,774
АИР355SMA4
250/1488
1604,503
3690,356
4492,608
8985,215
АИР355SMВ4
315/1488
2021,673
5054,183
5862,853
12534,375
АИР355SMС4
355/1488
2278,394
5012,466
6151,663
15493,078
АИР160S6
11/970
108,299
205,768
314,067
12,021
АИР160М6
15/970
147,680
339,665
443,041
20,675
АИР180М6
18,5/970
182,139
400,706
546,418
29,324
АИР200М6
22/975
215,487
517,169
711,108
50,209
АИР200L6
30/975
293,846
617,077
881,538
102,846
АИР225М6
37/980
360,561
721,122
1081,684
186,050
АИР250S6
45/986
435,852
784,533
1307,556
440,210
АИР250М6
55/986
532,708
1012,145
1811,207
633,922
АИР280S6
75/985
727,157
1454,315
2326,904
1090,736
АИР280М6
90/985
872,589
1745,178
2792,284
1657,919
АИР315S6
110/987
1064,336
1809,372
2873,708
4044,478
АИР315М6
132/989
1274,621
2166,855
3696,400
5735,794
АИР355МА6
160/993
1538,771
2923,666
3539,174
11848,540
АИР355МВ6
200/993
1923,464
3654,582
4423,968
17118,832
АИР355MLA6
250/993
2404,330
4568,228
5529,960
25485,901
AИР355MLB6
315/992
3032,510
6065,020
7278,024
40029,133
АИР160S8
7,5/730
98,116
156,986
235,479
13,246
АИР160М8
11/730
1007,329
1712,459
2417,589
181,319
АИР180М8
15/730
196,233
333,596
529,829
41,994
АИР200М8
18,5/728
242,685
509,639
606,714
67,952
АИР200L8
22/725
289,793
579,586
724,483
88,966
АИР225М8
30/735
389,796
701,633
1052,449
214,388
АИР250S8
37/738
478,794
861,829
1196,985
481,188
АИР250М8
45/735
584,694
1052,449
1520,204
695,786
АИР280S8
55/735
714,626
1357,789
2143,878
1071,939
АИР280М8
75/735
974,490
1754,082
2728,571
1851,531
АИР315S8
90/740
1161,486
1509,932
2671,419
4413,649
АИР315М8
110/742
1415,768
2265,229
3964,151
6370,957
АИР355SMA8
132/743
1696,635
2714,616
3902,261
12215,774
AИР355SMB8
160/743
2056,528
3496,097
4935,666
18097,443
AИР355MLA8
200/743
2570,659
4627,187
6940,781
26991,925
AИР355MLB8
250/743
4498,654
7647,712
10796,770
58032,638
Расчет крутящего момента – формула
Примечание: при расчете стоит учесть коэффициент проскальзывания асинхронного двигателя. Номинальное количество оборотов двигателя не совпадает с реальным. Точное количество оборотов вы сможете найти, зная маркировку, в таблице выше.
Расчет онлайн
Для расчета крутящего момента электродвигателя онлайн введите значение мощности ЭД и реальную угловую скорость (количество оборотов в минуту)
тут будет калькулятор
После расчета крутящего момента, посмотрите схемы подключения асинхронных электродвигателей звездой и треугольником на сайте «Слобожанского завода»
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
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.
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.
Электродвигатели
Остались вопросы? Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы: 8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)
Крутящий момент электродвигателя
В соответствии с данными паспорта можно определить вращающий момент на валу электродвигателя и максимальное усилие, которое развивается на шкиве. Крутящий момент электродвигателя определяется с помощью нескольких параметров: величины магнитного потока, углового сдвига ЭДС и тока в роторе. Причем каждая величина зависит от момента скольжения и частоты с проводимым напряжением.
Крутящий момент вращения электродвигателя
Непосредственно крутящий момент вращения электродвигателя можно определить по отношению электромагнитной мощности к угловой скорости ротора. Величина момента вращения прямо пропорциональна квадрату напряжения и при этом обратно пропорциональна квадрату частоты.
Начальным значением крутящего момента электродвигателя считается тот момент, когда электродвигатель остается неподвижным. Минимальное значение – от развития скорости неподвижного момента до номинальной. При проведении расчетов максимальное значение крутящего момента определяется при самой высокой скорости, развиваемой валом электродвигателя.
Для конкретных расчетов используются соответствующие формулы. Но при покупке электродвигателя расчеты производить нет необходимости, так как они уже произведены заводом-изготовителем и все параметры указаны в техническом паспорте к электродвигателю.
Определение направления вращения вала электродвигателя
Любой асинхронный электрический двигатель может вращаться по часовой стрелке и против нее. Данные параметры зависят от направления магнитного поля, создаваемого вокруг статора.
Если направление вращения вала электродвигателя не указано и опытное наблюдение невозможно, следует внимательно изучить маркировку на корпусе и схемы соединений, поставляемые производителем.
Следует отметить, монтаж любого электродвигателя должны проводить специалисты с соответствующим опытом и знаниями. Только тогда производитель гарантирует длительную и безопасную работы электромотора.
Направление вращения электродвигателя вы сможете узнать во время проведения монтажа или при периодическом техническом обслуживании, которое рекомендуется проводить систематически.
Покупая электродвигатель, продавец-консультант компании «РДЭ» даст подробную информацию по поводу всех интересующих Вас вопросов и поможет подобрать тот электродвигатель, который будет полностью соответствовать всем заявленным требованиям.
Просмотров: 4978
Дата: Воскресенье, 15 Декабрь 2013
Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:
обороты двигателя,
объем мотора,
крутящий момент,
эффективное давление в камере сгорания,
расход топлива,
производительность форсунок,
вес машины
время разгона до 100 км.
Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь на те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.
Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.
Как рассчитать мощность через крутящий момент
Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.
Крутящий момент
Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:
Мкр = VHхPE/0,12566, где
VH – рабочий объем двигателя (л),
PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).
Обороты двигателя
Скорость вращения коленчатого вала.
Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:
P = Mкр * n/9549 [кВт], где:
Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.
Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.
Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.
А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.
Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.
Как рассчитать мощность по объему двигателя
Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:
Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — частота вращения, об/мин
pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах составляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).
Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.
Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.
Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:
Gв [кг]/3=P[л.с.]
Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.
Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни
Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.
Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.
Расчет мощности ДВС по производительности форсунок
Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:
Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).
Узнав все необходимые данные, вводите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.
Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?
Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид:
Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — количество оборотов коленчатого вала за минуту
Pe — среднее эффективное давление, Мпа
Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?
Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.
Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?
Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где:
Mкр – крутящий момент (Нм),
n – обороты коленвала (об./мин.),
9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.
Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?
Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему. Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.
Что такое крутящий момент двигателя автомобиля: определение, формула
Автоликбез29 сентября 2019
Среди всех важных параметров двигателя авто наиболее показательным является мощность. Автолюбители часто оперируют «лошадиными силами» и забывают про еще один важный параметр, характеризующий машину – крутящий момент двигателя. Хотя данный показатель считается менее значимым, он определяет, насколько резким будет старт и дальнейшее ускорение авто.
Понятие крутящего момента двигателя
КМ можно представить как показатель силы вращения коленвала. Перед тем, как в нем разобраться, начнем с мощности и количества оборотов, а также разберем, почему все эти параметры взаимосвязаны. Первая характеристика подразумевает работу, которая производится за временную единицу. Под работой подразумевается преобразование энергии сгорания топлива в кинетическую. Вторая характеристика говорит о количестве оборотов вала в минуту. Ну, а крутящий момент можно назвать производной от этих характеристик величиной.
Учитывая принятую систему измерения силы в ньютонах (Н), а длины в метрах (м), крутящий момент измеряется в «Нм», поскольку речь о силе, прикладываемой к поршню и длине плеча коленчатого вала. Чем больше эта величина, тем выше динамика авто, соответственно, тем быстрее оно развивает заявленное количество «лошадок».
От чего зависит величина крутящего момента двигателя?
радиус кривошипа коленвала;
давление, создаваемое в цилиндре;
поршневая площадь;
объем.
По большей части, величина будет зависеть от объема ДВС: с его увеличением будет расти сила, которая воздействует на поршень. Конечно, немаловажную роль играет и радиус кривошипа, но учитывая конструктивные особенности современных двигателей, варьирование этой величины возможно только в небольших пределах. Также стоит сказать о зависимости от давления: чем оно больше, тем больше прикладываемая сила.
Формула расчета крутящего момента
Сначала посмотрим на формулу расчета мощности:
Р(мощность, кВт) = М(крутящий момент, Нм) х n (число оборотов в минуту) / 9550.
Расчет КМ выглядит следующим образом:
М(крутящий момент, Нм) = Р(мощность, кВт) x 9550 / n (число оборотов в минуту).
Дабы рассчитать нужные величины и не запутаться, достаточно воспользоваться конвертером, который доступен на многих автолюбительских сайтах.
Как измеряется крутящий момент?
Для этого достаточно взглянуть на техническую документацию своего авто. Но реальные измерения также доступны: необходимо использовать специальные датчики. Они позволят провести статические и динамические измерения.
Измерение заключается в создании ситуации, где двигатель набирает максимальные обороты, затем тормозится: в процессе создается график, демонстрирующий максимальный момент мотора в момент нажатия на тормоз. Сначала показатель будет небольшим, затем будет наблюдаться рост, достижение пика и падение.
СТО должны оснащаться профессиональными тензометрами: все измерения обрабатывает специальное ПО, а результаты отображаются в виде графиков. Основная сложность в измерении КМ – достичь высокой точности показаний. Устаревшие контактные, светотехнические или индукционные тензометры не обеспечивали должной эффективности, поэтому в настоящий момент используются измерители в виде компактного передатчика, закрепляемого на вал: он передает данные на прибор-приемник, предоставляющий данные, не нуждающиеся в обработке.
Мощность или крутящий момент – что важнее?
Для решения этой дилеммы необходимо понять несколько фактов:
мощность имеет линейную зависимость от частоты оборотов коленвала: быстрее вращение – больше показатель;
мощность – производная КМ;
до определенного значения рост КМ зависим от числа оборотов: быстрее вращение – выше КМ. Но преодолев пиковое значение, он снижается.
Отсюда можно прийти к выводу, что крутящий момент – приоритетный параметр, характеризующий возможности мотора. В то же время, нельзя пренебрегать мощностью: это значит, что производители автомобилей должны настроить работу агрегата таким образом, чтобы соблюдался баланс этих величин.
Как можно увеличить крутящий момент двигателя?
Смена коленчатого вала. К недостатка метода можно отнести тот факт, что это редкая для многих марок авто деталь: часто ее делают на заказ. Кроме того, это снизит долговечность двигателя.
Расточка цилиндров. Более популярный метод, основанный на увеличении объема цилиндра. Метод доступен в большинстве автосервисных мастерских.
Настройка карбюратора. Зачастую используется в дополнение к расточке.
Увеличение турбонаддува. Доступно в моделях с турбированным двигателем. Тем не менее, снимая ограничения в блоке, который отвечает за управление компрессором – достаточно опасный способ, снижающий запас нагрузок в моторе. Тем, кто на него решается, также приходится прибегать к увеличению камеры сгорания, улучшению охлаждения, регулировке впускного клапана и смене распредвала, коленвала и поршней.
Изменение газодинамики. Еще один метод, который по плечу только профессионалам. К тому же, убирая ограничения можно столкнуться не только с выросшей динамикой, а и с ухудшением сцепления.
Использование масляного фильтра. Простой способ, снижающий засорение двигателя и продлевающий срок эксплуатации его запчастей.
Как видно, мотор – это сложный агрегат. Он уже рассчитан с использованием сложных инженерных формул и технологий, а значит, увеличение характеристики крутящего момента нежелательно. Если желание все же есть, стоит обратить внимание на два первых пункта. Можно, конечно, попытаться устранить заводские дефекты: убрать в камерах сгорания непродуваемые зоны и убрать в стыках заостренные углы, а также, неровности на клапанах. Но придется доверить эти операции специалистам своего дела.
Отдельно стоит сказать о так называемых усилителях КМ: их принцип основан на отборе мощности уменьшением оборотов, что не лучшим способом сказывается на долговечности конструкции. Подобные решения не увеличивают КМ, а позволяют его плавно менять на постоянных оборотах.
Какому двигателю отдать предпочтение?
В настоящий момент к привычным ДВС на дизельном топливе или бензине добавились еще и электродвигатели. Во всех этих конструкциях крутящий момент двигателя может кардинально отличаться.
Бензиновый двигатель
Действие основано на впрыске и формировании воздушно-топливной смеси с последующим возгоранием от искры свечей зажигания. Процесс происходит при температуре в 500 градусов, а коэффициент сжатия находится в районе 10 единиц.
Дизельный двигатель
Здесь коэффициент сжатия достигает уже 25 единиц, а температура составляет 900 градусов. При таких условиях смесь воспламеняется без необходимости в использовании свечей.
Электродвигатель
Пожалуй, самый простой и прогрессивный вариант, который лучше вообще исключить из списка. Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель работает по другому принципу, кардинально отличающемуся от традиционных ДВС. Здесь пикового КМ в 600 Нм можно достичь на любой скорости. Если же говорить о «лошадях», у Теслы их количество составит 416.
Но пока электрокары не получили повсеместного распространения. И если этот вариант по каким-либо причинам недоступен, рассмотрим особенности бензиновых и дизельных агрегатов. При одинаковых объемах первый способен давать высокую скорость, второй – быстрый разгон.
В заключение
Как уже отмечалось, КМ требует внимания непосредственно при выборе авто. Зная ключевые особенности двигателей, теперь не составит труда определиться с выбором. Что до увеличения значений крутящего момента в имеющейся машине, не стоит забывать о балансе, заложенном производителем, и уж тем более нежелательно прибегать к кардинальным мерам. Увеличение динамики можно рекомендовать только в силовых агрегатах, причем КМ должен располагаться в диапазоне, где он может достигать пиковых значений. Как бы там ни было, планомерное распространение электрокаров вскоре может избавить от мук выбора. А пока, лучше быть осведомленным в технических деталях машины, как минимум, это позволит не теряться среди вопросов коллег-автолюбителей.
Электродвигатели
— крутящий момент в зависимости от мощности и частоты вращения
Движущая сила электродвигателя составляет крутящего момента — не лошадиных сил.
Крутящий момент — это крутящая сила, которая заставляет двигатель вращаться, и 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 максимальной скорости при рабочей скорости
Примечание ! — полный крутящий момент с нулевой скорости является большим преимуществом для электромобилей.
Для полного стола — поворот экрана!
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 дюйм)
(фунт на фут)
(Нм)
(фунт на дюйм)
(фунт на фут)
(Нм)
1
0.100 1,5
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
7,1
126
10,5
14,2
252
21,0
28,5
3
2,2
55
4,6
6,2
95
7.9
10,7
108
9,0
12
189
15,8
21,4
378
31,5
42,7
5
158
13,1
18
180
15
20
315
26,3
36
630
52,5
71
7.5
5,6
137
11
15
236
20
27
270
23
31
473
39
39
39
9017
10
7,5
183
15
21
315
26
36
360
30
41
630
142
15
11
274
23
31
473
39
53
540
45
61
158
214
20
15
365
30
9017 3 41
630
53
71
720
60
81
1260
105
142
2521
210
285
38
52
788
66
89
900
75
102
1576
131
178
3151
263
900
263
263
900
548
46
62
945
79
107
1080
90
122
1891
158
214
900
30
731
61
83
1260
105
9017 3142
1441
120
163
2521
210
285
5042
420
570
50
37
131
178
1801
150
204
3151
263
356
6302
525
712
4
712
4
1891
158
214
2161
180
244
3781
315
427
7563
630
9005
900
145
2206
184
249
2521
9 0173210
285
4412
368
499
8823
735
997
80
60
1461
165173
1461
165174
165174
2881
240
326
5042
420
570
10084
840
1140
90
67
1644
1644
321
3241
270
366
5672
473
641
11344
945
1282
100
75173
263
356
3601
300
407
6302
525
712
12605
1050
1425
125
93
2283
190
258
190
258
258
509
7878
657
891
15756
1313
1781
150
112
2740
3103
310
450
611
9454
788
1069
18907
1576
2137
175
131
31973
131
31973
6302
525
712
1 1029
919
1247
22058
1838
2494
200
149
3654
304
413
7203 7203
413
6302
7203
814
12605
1050
1425
25210
2101
2850
225
168
4110
343
675
916
14180
1182
1603
28361
2363
3206
250
187
4567
9003
750
1018
15756 90 174
1313
1781
31512
2626
3562
275
205
5024
419
568
86625
17332
1444
1959
34663
2889
3918
300
224
5480
457
62017
1221
18907
1576
2137
37814
3151
4275
350
261
6394
12173 110174
12173
12173
1050
1425
22058
1838
2494
44117
3676
4987
400
298
7307
609
7307
609
826
14173
25210
2101
2850
50419
4202
5699
450
336
8221
685
1832
28361
2363
3206
56722
4727
6412
550
410
10047
837 173
837 174
10047
837 174
1651
2239
34663
2889
3918
69326
5777
7837
600
448
10961
913
1239
2443
37814
3151
4275
75629
6302
8549
Мощность двигателя, скорость и крутящий момент Уравнения
Imperial
дюйм-фунт = P л.с. 63025 / n (1)
, где
T дюйм-фунт = крутящий момент (фунт f )
P л.с. двигатель (л.с.)
n = число оборотов в минуту (об / мин)
Альтернативно
T фут-фунт = P л.с. 5252 / n (1b)
где
T фут-фунт = крутящий момент 3 фунт = крутящий момент 74 фунт
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 = обороты 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 скорости вращения 2000 об / мин можно рассчитать как
T = ( 750 Вт ) 9,549 / (2000 об / мин)
= 3,6 (Нм) Пример
от электродвигателя
Крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 100 л.с. при скорости 1000 об / мин можно рассчитать как
T = (100 л.с.) 63025 / (1000 об / мин)
= 6303 (фунт f дюйм)
Для преобразования в фунт-сила-фут — разделите крутящий момент на 12 .
Учебное пособие по электродвигателям постоянного тока
— Расчет электродвигателей постоянного тока без сердечника с щетками
Расчет двигателей для бесщеточных двигателей постоянного тока без сердечника
При выборе бесщеточного двигателя постоянного тока без сердечника для приложения или при разработке прототипа с приводом необходимо учитывать несколько основных принципов физики двигателя, чтобы создать безопасную, хорошо функционирующую и достаточно мощную прецизионную систему привода. В этом документе мы предоставили некоторые важные методы, формулы и детали расчетов для определения выходной мощности двигателя без сердечника, кривую скорость-крутящий момент двигателя, графики тока и эффективности, а также теоретические расчеты в холодном состоянии, которые оценивают характеристики двигателя.
Двигатели постоянного тока
являются преобразователями, поскольку они преобразуют электрическую энергию ( P в ) в механическую энергию ( P из ). Частное обоих членов соответствует КПД двигателя. Потери на трение и потери в меди приводят к общей потере мощности ( P потери ) в Джоулях / сек (потери в железе в двигателях постоянного тока без сердечника пренебрежимо малы). Есть дополнительные потери из-за нагрева, но мы обсудим их ниже:
В физике мощность определяется как скорость выполнения работы.Стандартная метрическая единица измерения мощности — «ватт» Вт. Как рассчитывается мощность? Для линейного движения мощность — это произведение силы и расстояния в единицу времени P = F · (d / t) . Поскольку скорость — это расстояние во времени, уравнение принимает вид P = F · s . В случае вращательного движения аналогичный расчет мощности представляет собой произведение крутящего момента и углового расстояния в единицу времени или просто произведение крутящего момента и угловой скорости.
Где:
P = мощность в Вт M = крутящий момент в Нм F = сила в Н d = расстояние в м т = время в с ω рад = угловая скорость в рад / с
Символ, используемый для крутящего момента, обычно представляет собой строчную греческую букву «τ» (тау) или иногда просто букву «T» .Однако, когда он называется «Момент силы», его обычно обозначают буквой «М» .
В европейской номенклатуре
часто используется строчная буква « n » для обозначения скорости вокруг оси. Обычно « n » выражается в единицах оборотов в минуту или об / мин.
При расчете механической мощности важно учитывать единицы измерения. При расчете мощности, если « n » (скорость) находится в мин. -1 , тогда вы должны преобразовать это в угловую скорость в единицах рад / с .Это достигается путем умножения скорости на коэффициент преобразования 2π / 60 . Кроме того, если « M » (крутящий момент) находится в мНм , то мы должны умножить его на 10 -3 (разделить на 1 000), чтобы преобразовать единицы в Нм для целей расчета.
Где:
n = скорость в мин -1 M = крутящий момент в мНм
Предположим, что необходимо определить мощность, которую конкретный двигатель 2668W024CR должен выдавать при холодной работе с крутящим моментом 68 мНм при скорости 7 370 мин. -1 .Произведение крутящего момента, скорости и соответствующего коэффициента преобразования показано ниже.
Расчет начальной требуемой мощности часто используется в качестве предварительного шага при выборе двигателя или мотор-редуктора. Если механическая выходная мощность, необходимая для данного приложения, известна, то можно изучить максимальную или продолжительную номинальную мощность для различных двигателей, чтобы определить, какие двигатели являются возможными кандидатами для использования в данном приложении.
Ниже приведен метод определения параметров двигателя на примере двигателя постоянного тока без сердечника 2668W024CR.Сначала мы объясним более эмпирический подход, а затем проведем теоретический расчет.
Одним из широко используемых методов графического построения характеристик двигателя является использование кривых крутящий момент-скорость. Хотя использование кривых крутящий момент-скорость гораздо более распространено в технической литературе для более крупных машин постоянного тока, чем для небольших устройств без сердечника, этот метод применим в любом случае.
Обычно кривые крутящий момент-скорость генерируются путем построения графиков скорости двигателя, тока двигателя, механической выходной мощности и эффективности в зависимости от крутящего момента двигателя.Следующее обсуждение будет описывать построение набора кривых крутящего момента-скорости для типичного двигателя постоянного тока на основе серии измерений необработанных данных.
2668W024CR имеет номинальное напряжение 24 В. Если у вас есть несколько основных частей лабораторного оборудования, вы можете измерить кривые крутящий момент-скорость для бессердечникового двигателя постоянного тока серии 2668 CR в заданной рабочей точке.
Шаг 1. Измерьте основные параметры
Многие параметры можно получить напрямую с помощью контроллера движения, такого как один из контроллеров движения FAULHABER MC3.Большинство производителей контроллеров предлагают программное обеспечение, такое как FAULHABER Motion Manager, которое включает функцию записи трассировки, которая отображает напряжение, ток, положение, скорость и т. Д. Они также могут предоставить точный снимок работы двигателя с мельчайшими подробностями. Например, семейство контроллеров движения MC3 (MC 5004, MC 5005 и MC 5010) может измерять множество параметров движения. Это, вероятно, самый быстрый метод получения данных для построения кривой крутящего момента — скорости, но это не единственный метод.
Если контроллер с возможностью записи трассировки недоступен, мы также можем использовать некоторое базовое лабораторное оборудование для определения характеристик двигателя в условиях остановки, номинальной нагрузки и холостого хода. Используя источник питания, установленный на 24 В, запустите 2668W024CR без нагрузки и измерьте скорость вращения с помощью бесконтактного тахометра (например, стробоскопа). Кроме того, измерьте ток двигателя в этом состоянии без нагрузки. Токовый пробник идеально подходит для этого измерения, поскольку он не добавляет сопротивления последовательно с работающим двигателем.Используя регулируемую крутящую нагрузку, такую как тормоз для мелких частиц или регулируемый гистерезисный динамометр, нагрузка может быть связана с валом двигателя.
Теперь увеличьте крутящий момент двигателя точно до точки.
где происходит срыв. При остановке измерьте крутящий момент от
тормоз и ток двигателя. Ради этого
обсуждение, предположим, что муфта не добавляет нагрузки на
двигатель и что нагрузка от тормоза не
включают неизвестные фрикционные компоненты. Это также полезно
в этот момент, чтобы измерить оконечное сопротивление
мотор.Измерьте сопротивление, соприкоснувшись с двигателем.
клеммы с омметром. Затем раскрутите вал двигателя.
и сделайте еще одно измерение. Измерения
должны быть очень близки по стоимости. Продолжайте вращать вал
и сделайте не менее трех измерений. Это обеспечит
что измерения не проводились в точке
минимальный контакт на коммутаторе.
Теперь мы измерили:
n 0 = скорость холостого хода I 0 = ток холостого хода M H = крутящий момент при остановке R = оконечное сопротивление
Шаг 2: Постройте график зависимости тока отКрутящий момент и скорость в зависимости от крутящего момента
Вы можете подготовить график с крутящим моментом двигателя по абсциссе (горизонтальная ось), скоростью по левой ординате (вертикальная ось) и током по правой ординате. Масштабируйте оси на основе измерений, которые вы сделали на первом шаге. Проведите прямую линию от левого начала графика (нулевой крутящий момент и нулевой ток) до тока останова на правой ординате (крутящий момент при останове и ток останова). Эта линия представляет собой график зависимости тока двигателя от крутящего момента двигателя.Наклон этой линии представляет собой постоянную тока k I , которая является константой пропорциональности для отношения между током двигателя и крутящим моментом двигателя (в единицах тока на единицу крутящего момента или А / мНм). Обратной величине этого наклона является постоянная крутящего момента k M (в единицах крутящего момента на единицу тока или мНм / А).
Где: k I = постоянная тока k M = постоянная момента
В целях данного обсуждения предполагается, что двигатель не имеет внутреннего трения.На практике момент трения двигателя M R определяется умножением постоянной крутящего момента двигателя k M на измеренный ток холостого хода I 0 . Линия зависимости крутящего момента от скорости и линия зависимости крутящего момента от тока затем начинается не с левой вертикальной оси, а со смещением по горизонтальной оси, равным расчетному моменту трения.
Где: M R = Момент трения
Шаг 3: Постройте сюжет Power vs.Крутящий момент и эффективность в зависимости от крутящего момента
В большинстве случаев можно добавить две дополнительные вертикальные оси для построения графика зависимости мощности и КПД от крутящего момента. Вторая вертикальная ось обычно используется для оценки эффективности, а третья вертикальная ось может использоваться для мощности. Для упрощения этого обсуждения КПД в зависимости от крутящего момента и мощность в зависимости от крутящего момента будут нанесены на тот же график, что и графики зависимости скорости от крутящего момента и тока от крутящего момента (пример показан ниже).
Составьте таблицу механической мощности двигателя в различных точках от момента холостого хода до момента остановки.Поскольку выходная механическая мощность — это просто произведение крутящего момента и скорости с поправочным коэффициентом для единиц (см. Раздел о вычислении начальной требуемой мощности), мощность может быть рассчитана с использованием ранее построенной линии для зависимости скорости от крутящего момента.
Примерная таблица расчетов для двигателя 2668W024CR показана в таблице 1. Затем на график наносится каждая расчетная точка мощности. Результирующая функция представляет собой параболическую кривую, показанную ниже на Графике 1. Максимальная механическая мощность достигается примерно при половине крутящего момента сваливания.Скорость в этот момент составляет примерно половину скорости холостого хода.
Создайте таблицу в электронной таблице КПД двигателя в различных точках от скорости холостого хода до крутящего момента при остановке. Приведено напряжение, приложенное к двигателю, и нанесен график силы тока при различных уровнях крутящего момента. Произведение тока двигателя и приложенного напряжения является мощностью, потребляемой двигателем. В каждой точке, выбранной для расчета, КПД двигателя η представляет собой выходную механическую мощность, деленную на потребляемую электрическую мощность.Опять же, примерная таблица для двигателя 2668W024CR показана в Таблице 1, а примерная кривая — на Графике 1. Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке.
Определения сюжета
Синий = скорость по сравнению с крутящим моментом ( n по сравнению с M )
Красный = ток по сравнению с крутящим моментом ( I по сравнению с M )
Зеленый = эффективность по сравнению с крутящим моментом ( η или . M )
Коричневый = мощность в зависимости от крутящего момента ( P vs. М )
Характеристики двигателя
Примечание. Пунктирные линии представляют значения, которые могут быть получены для холодного двигателя (без повышения температуры), однако сплошные линии учитывают влияние магнита и
змеевик подогрева на теплом моторе (об этом позже). Обратите внимание, как все четыре сплошных графика изменяются в результате увеличения сопротивления медных обмоток и ослабления.
выходной крутящий момент из-за нагрева. Таким образом, ваши результаты могут немного отличаться в зависимости от того, холодный или теплый ваш двигатель, когда вы строите графики.
Теоретический расчет параметров двигателя
Еще одним полезным параметром при выборе двигателя является постоянная двигателя. Правильное использование этой добротности существенно сократит итерационный процесс выбора двигателя постоянного тока. Он просто измеряет внутреннюю способность преобразователя преобразовывать электрическую мощность в механическую.
Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке. Знаменатель называется потерей резистивной мощности. С помощью некоторых алгебраических манипуляций уравнение можно упростить до:
Имейте в виду, что k m (постоянная двигателя) не следует путать с k M (постоянная крутящего момента).Обратите внимание, что индекс константы двигателя — это строчная буква « м », в то время как индекс постоянной крутящего момента использует прописную букву « M ».
Для щеточного или бесщеточного двигателя постоянного тока относительно небольшого размера отношения, которые управляют поведением двигателя в различных обстоятельствах, могут быть выведены из законов физики и характеристик самих двигателей. Правило Кирхгофа по напряжению гласит: «Сумма возрастаний потенциала в контуре цепи должна равняться сумме уменьшений потенциала.При применении к двигателю постоянного тока, последовательно подключенному к источнику постоянного тока, правило Кирхгофа может быть выражено следующим образом: «Номинальное напряжение питания от источника питания должно быть равно по величине сумме падений напряжения на сопротивлении обмоток. и обратная ЭДС, генерируемая двигателем ».
Где:
U = Электропитание в В I = Ток в А R = Терминальное сопротивление в Ом U E = Противо-ЭДС в В
Обратная ЭДС, создаваемая двигателем, прямо пропорциональна угловой скорости двигателя.Константа пропорциональности — это постоянная обратной ЭДС двигателя.
Где:
ω = Угловая скорость двигателя k E = Постоянная обратной ЭДС двигателя
Следовательно, путем подстановки:
Постоянная противо-ЭДС двигателя обычно указывается производителем двигателя в В / об / мин или мВ / об / мин. Чтобы получить значимое значение для обратной ЭДС, необходимо указать скорость двигателя в единицах, совместимых с указанной постоянной обратной ЭДС.
«Сумма возрастаний потенциала в контуре цепи должна равняться сумме уменьшений потенциала». (Правило напряжения Кирхгофа)
Постоянная двигателя зависит от конструкции катушки, силы и направления магнитных линий в воздушном зазоре. Хотя можно показать, что три обычно заданные постоянные двигателя (постоянная противо-ЭДС, постоянная крутящего момента и постоянная скорости) равны, если используются надлежащие единицы, расчет облегчается указанием трех констант в общепринятых единицах.
Крутящий момент, создаваемый ротором, прямо пропорционален току в обмотках якоря. Константа пропорциональности — это постоянная крутящего момента двигателя.
Где:
M м = крутящий момент, развиваемый на двигателе k M = постоянная крутящего момента двигателя
Подставляя это соотношение для получения текущего ресурса:
Крутящий момент, развиваемый на роторе, равен моменту трения двигателя плюс момент нагрузки (из-за внешней механической нагрузки):
Где:
M R = Момент трения двигателя M L = Момент нагрузки
Предполагая, что на клеммы двигателя подается постоянное напряжение, скорость двигателя будет прямо пропорциональна сумме момента трения и момента нагрузки.Константа пропорциональности — это наклон кривой крутящий момент-скорость. Моторные характеристики лучше, когда это значение меньше. Чем круче спад наклона, тем хуже производительность, которую можно ожидать от данного двигателя без сердечника. Это соотношение можно рассчитать по:
Где:
Δn = Изменение скорости ΔM = Изменение крутящего момента M H = Тормозной момент n 0 = Скорость холостого хода
Альтернативный подход к получению этого значение — найти скорость, n :
Используя исчисление, мы дифференцируем обе стороны относительно M , что дает:
Хотя здесь мы не показываем отрицательный знак,
это подразумевается
что результат приведет к уменьшению (отрицательному)
склон.
Пример расчета теоретического двигателя
Давайте немного углубимся в теоретические расчеты. Двигатель постоянного тока без сердечника 2668W024CR должен работать с напряжением 24 В на клеммах двигателя и крутящим моментом 68 мНм. Найдите результирующую константу двигателя, скорость двигателя, ток двигателя, КПД двигателя и выходную мощность. Из таблицы данных двигателя видно, что скорость холостого хода двигателя при 24 В составляет 7 800 мин -1 .Если крутящий момент не связан с валом двигателя, двигатель будет работать с этой скоростью.
Во-первых, давайте получим общее представление о характеристиках двигателя, вычислив постоянную двигателя k m . В этом случае мы получаем константу 28,48 мНм / кв.рт. (Вт).
Скорость двигателя под нагрузкой — это просто скорость холостого хода за вычетом снижения скорости из-за нагрузки. Константа пропорциональности для отношения между скоростью двигателя и крутящим моментом двигателя — это крутизна зависимости крутящего момента от крутящего момента.Кривая скорости, заданная делением скорости холостого хода двигателя на крутящий момент при останове. В этом примере мы вычислим снижение скорости (без учета температурных эффектов), вызванное нагрузкой крутящего момента 68 мНм, исключив единицы измерения мНм:
Теперь через замену:
В этом случае скорость двигателя под нагрузкой должна быть приблизительно:
Ток двигателя под нагрузкой складывается из тока холостого хода и тока, возникающего в результате нагрузки.
Константа пропорциональности тока и крутящего момента нагрузки — это постоянная крутящего момента ( k M ) . Это значение составляет 28,9 мНм / А. Взяв обратную величину, мы получаем постоянную тока k I , которая может помочь нам рассчитать ток при нагрузке. В этом случае нагрузка составляет 68 мНм, а ток, возникающий в результате этой нагрузки (без учета нагрева), приблизительно равен:
.
Полный ток двигателя можно приблизительно определить, суммируя это значение с током холостого хода двигателя.В таблице данных указан ток холостого хода двигателя как 78 мА. После округления общий ток будет примерно:
.
Выходная механическая мощность двигателя — это просто произведение скорости двигателя и крутящего момента с поправочным коэффициентом для единиц (при необходимости). Следовательно, выходная мощность двигателя будет примерно:
.
Подводимая к двигателю механическая мощность является произведением приложенного напряжения и общего тока двигателя в амперах. В этом приложении:
Поскольку КПД η — это просто выходная мощность, деленная на входную мощность, давайте посчитаем ее в нашей рабочей точке:
Оценка температуры обмотки двигателя во время работы:
А ток I , протекающий через сопротивление R , приводит к потере мощности в виде тепла I 2 · R .В случае двигателя постоянного тока произведение квадрата полного тока двигателя и сопротивления якоря представляет собой потерю мощности в виде тепла в обмотках якоря. Например, если общий ток двигателя составлял 0,203 А, а сопротивление якоря 14,5 Ом, потери мощности в виде тепла в обмотках составят:
Тепло, возникающее в результате потерь в катушке I 2 · R , рассеивается за счет теплопроводности компонентов двигателя и воздушного потока в воздушном зазоре. Легкость, с которой это тепло может рассеиваться в двигателе (или любой системе), определяется тепловым сопротивлением.
Термическое сопротивление (которое является обратной величиной теплопроводности) показывает, насколько хорошо материал сопротивляется теплопередаче по определенному пути. Производители двигателей обычно указывают способность двигателя рассеивать тепло, предоставляя значения термического сопротивления R th . Например, алюминиевая пластина с большим поперечным сечением будет иметь очень низкое тепловое сопротивление, тогда как значения для воздуха или вакуума будут значительно выше. В случае двигателей постоянного тока существует тепловой путь от обмоток двигателя к корпусу двигателя и второй тепловой канал между корпусом двигателя и окружающей средой двигателя (окружающий воздух и т. Д.)). Некоторые производители двигателей указывают тепловое сопротивление для каждого из двух тепловых путей, в то время как другие указывают только их сумму в качестве общего теплового сопротивления двигателя. Значения термического сопротивления указаны в увеличении температуры на единицу потери мощности. Суммарные потери I 2 · R в катушке (источнике тепла) умножаются на тепловые сопротивления для определения установившейся температуры якоря. Повышение температуры в установившемся режиме двигателя ( T ) определяется по формуле:
Где:
ΔT = Изменение температуры в К I = Ток через обмотки двигателя в А R = Сопротивление обмоток двигателя в Ом R th2 = Тепловое сопротивление от обмоток к корпусу в к / Вт R th3 = Тепловое сопротивление корпуса к окружающей среде, к / Вт
Давайте продолжим наш пример, используя двигатель 2668W024CR, работающий с током 2458 А в обмотках двигателя, с сопротивлением якоря 1, 03 Ом, тепловое сопротивление между обмоткой и корпусом составляет 3 к / Вт, а тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой — 8 к / Вт.Повышение температуры обмоток рассчитывается по формуле ниже; мы можем заменить Ploss на I 2 · R :
Поскольку шкала Кельвина использует то же приращение единиц, что и шкала Цельсия, мы можем просто подставить значение Кельвина, как если бы оно было значением Цельсия. Если предполагается, что температура окружающего воздуха составляет 22 ° C, то конечная температура обмоток двигателя может быть приблизительно равна:
Где:
T теплый = Температура обмотки
Важно убедиться, что конечная температура обмоток не превышает номинальное значение двигателя, указанное в техническом паспорте.В приведенном выше примере максимально допустимая температура обмотки составляет 125 ° C. Поскольку расчетная температура обмотки составляет всего 90,4 ° C, тепловое повреждение обмоток двигателя не должно быть проблемой в этом приложении.
Можно использовать аналогичные вычисления, чтобы ответить на вопросы другого типа. Например, приложение может потребовать, чтобы двигатель работал с максимальным крутящим моментом, в надежде, что он не будет поврежден из-за перегрева. Предположим, требуется запустить двигатель с максимально возможным крутящим моментом при температуре окружающего воздуха 22 ° C.Дизайнер хочет знать, какой крутящий момент двигатель может безопасно обеспечить без перегрева. Опять же, в техническом описании двигателя постоянного тока без сердечника 2668W024CR указана максимальная температура обмотки 125 ° C. Итак, поскольку температура окружающей среды составляет 22 ° C, максимально допустимое повышение температуры ротора составляет: 125 ° C — 22 ° C = 103 ° C
Теперь мы можем рассчитать увеличение сопротивления катушки из-за рассеивания тепловой мощности:
Где:
α Cu = Температурный коэффициент меди в единицах K -1 (Обратный Кельвин)
Таким образом, из-за нагрева катушки и магнита из-за рассеивания мощности от потерь I 2 · R сопротивление катушки увеличилось с 1,03 Ом до 1,44 Ом.Теперь мы можем пересчитать новую постоянную крутящего момента k M , чтобы увидеть влияние повышения температуры на характеристики двигателя:
Где:
α M = Температурный коэффициент магнита в единицах K -1 (Обратный Кельвин)
Теперь мы пересчитываем новую константу обратной ЭДС k E и наблюдаем за результатами. Из формулы, полученной нами выше:
Как мы видим, постоянная крутящего момента ослабевает в результате повышения температуры, как и константа обратной ЭДС! Таким образом, сопротивление обмотки двигателя, постоянная крутящего момента и постоянная обратная ЭДС — все это отрицательно сказывается по той простой причине, что они зависят от температуры.
Мы могли бы продолжить вычисление дополнительных параметров в результате более горячей катушки и магнита, но наилучшие результаты дает выполнение нескольких итераций, что лучше всего выполняется с помощью программного обеспечения для количественного анализа. По мере того, как температура двигателя продолжает расти, каждый из трех параметров будет изменяться таким образом, что ухудшает характеристики двигателя и увеличивает потери мощности. При непрерывной работе двигатель может даже достичь точки «теплового разгона», что потенциально может привести к невозможности ремонта двигателя.Это может произойти, даже если первоначальные расчеты показали приемлемое повышение температуры (с использованием значений R и k M при температуре окружающей среды).
Обратите внимание, что максимально допустимый ток через обмотки двигателя может быть увеличен за счет уменьшения теплового сопротивления двигателя. Тепловое сопротивление между ротором и корпусом R th2 в первую очередь определяется конструкцией двигателя. Тепловое сопротивление корпуса R th3 можно значительно уменьшить, добавив радиаторы.Тепловое сопротивление двигателя для небольших двигателей постоянного тока обычно указывается для двигателя, подвешенного на открытом воздухе. Поэтому обычно наблюдается некоторый отвод тепла, который возникает в результате простой установки двигателя в теплопроводящий каркас или шасси. Некоторые производители более крупных двигателей постоянного тока указывают тепловое сопротивление, когда двигатель установлен на металлической пластине известных размеров и из материала.
Для получения дополнительной информации о расчетах бесщеточного двигателя постоянного тока и о том, как на характеристики электродвигателя может влиять тепловая мощность, обратитесь к квалифицированному инженеру FAULHABER.Мы всегда готовы помочь.
Формула расчета крутящего момента электродвигателя
и онлайн-калькулятор крутящего момента
Калькулятор крутящего момента двигателя
:
Введите входное напряжение в вольтах, ток в амперах, скорость в об / мин и коэффициент мощности. Выберите типы двигателей. Для двигателя постоянного тока pf равно единице.
Как рассчитать крутящий момент двигателя:
Крутящий момент — это не что иное, как мгновенная сила, развиваемая в момент приложения силы к двигателю. Единица крутящего момента — Н.м (Ньютон-метр). Другими словами, крутящий момент T (Н · м) равен отношению электрической мощности P (Вт) в ваттах к ускорению.
Полная номинальная мощность двигателя указана на паспортной табличке двигателя. Отсутствие данных о мощности, мощность равна произведению напряжения и тока для двигателя постоянного тока и для двигателя переменного тока, произведению напряжения, тока и коэффициента мощности.
Скорость двигателя можно определить с помощью устройств измерения скорости.
Следовательно, крутящий момент двигателя T = P / ω
Здесь омега ω равна 2 x pi x N (об / мин) /60
Формула крутящего момента двигателя постоянного тока:
Для расчета крутящего момента двигателя постоянного тока
T = V x I / (2 x pi x N (об / мин) /60)
Н (об / мин) — частота вращения двигателя
В => Входное напряжение постоянного тока
I => Входной постоянный ток
Формула момента для однофазного двигателя переменного тока:
T = V x I x pf / (2 x pi x N (об / мин) /60)
В => Входное напряжение переменного тока в вольтах (напряжение между фазой и нейтралью)
I => Входной переменный ток в амперах
Формула момента для трехфазного двигателя переменного тока:
Т = 1.732 x V x I x pf / (2 x pi x N (об / мин) /60)
В => Входное напряжение переменного тока в вольтах (линейное напряжение)
I => Входной переменный ток в амперах
Также при уменьшении мощности двигателя будет уменьшаться крутящий момент.
, т.е. если вы работаете с y% нагрузки, то крутящий момент будет равен
.
T = 1,732 x V x I x pf x y% / (2 x pi x N (об / мин) /60)
здесь В => номинальное напряжение
I => номинальный ток
Пример:
Однофазный двигатель переменного тока
мощностью 1 л.с. имеет входное напряжение 230 В, входной ток 3.8 ампер и работает при 2500 об / мин, 0,8 пФ, 100% нагрузка. Рассчитайте крутящий момент двигателя.
Примените нашу формулу 1,
T (Н-м) = 230 x 3,8 x 0,8 x 100% / (2 x 3,14 x 2500/60) = 2,66 Н-м
Крутящий момент, развиваемый двигателем, составляет 2,66 Нм.
Следовательно, двигатель мощностью 1 л.с. может выдавать 2,66 Н · м
Формулы и расчеты двигателя, Указатель полезных инструментов
Формулы и расчеты, приведенные ниже, следует использовать только для оценки.Заказчик обязан указать требуемые мощность двигателя, крутящий момент и время разгона для своего приложения. Продавец может пожелать проверить указанные заказчиком значения с помощью формул в этом разделе, однако, если есть серьезные сомнения в отношении приложения заказчика или если заказчик требует гарантированной производительности двигателя / приложения, заказчик должен нанять инженера-электрика для точного определения расчеты.
Чтобы получить подробное описание каждой формулы, нажмите на ссылки ниже, чтобы перейти прямо к ней.
Практические правила (приближение)
Механические формулы
Крутящий момент, фунт-фут. =
л.
5250
Преобразование температуры
градус C = (градус F — 32) x 5/9
градус F = (градус C x 9/5) + 32
преобразование температуры Формула
R = 1.8 K + 0,6 .K = 5 / 9 (R-0,6) F = 1,8C + 32
C = 5 / 9 (F-32) R = F + 460 .K = C + 273
C = Цельсий, градусы F = Фаренгейт, градусы .K = Кельвин R = Ранкин, градусы
WK 2 = инерция в фунт-фут. 2 t = время разгона в сек. T = Av. ускоряющий момент фунт-фут.
T =
WK 2 x об / мин
308 xt
инерция, отраженная двигателю = инерция нагрузки
об / мин нагрузки
об / мин двигателя
2
5 912 Частота и количество полюсов электродвигателей переменного тока
n s =
120 xf
P
——
f =
P xn s
120
— —
P =
120 xf
n s
Зависимость между мощностью, крутящим моментом и скоростью
л.с. =
T xn
5250
——
T =
5250 HP
n
——
n =
5250 HP
T
скольжение двигателя
% Slip =
n s — n
n s
x 100
Код
кВА / HP
Код
кВА / HP
Код
кВА / HP
Код
кВА / л.с.
A
0-3.14
F
5,0 -5,59
L
9,0-9,99
S
16,0-17,99
B
B
3,1
5,6 -6,29
M
10,0-11,19
T
18,0-19,99
C
3,55-3,99
H3-7,09
N
11,2-12,49
U
20,0-22,39
D
4,0 -4,49
9017
P
12,5-13,99
V
22,4 и более поздних версий
E
4,5 -4,99
K
8,0 -8,99
5.0-15,99
Символы
I
=
ток в амперах
E напряжение
=
вольт
=
мощность в киловаттах
кВА
=
полная мощность в киловольт-амперах
л.с. скорость в оборотах в минуту (об / мин)
нс
=
синхронная скорость в оборотах в минуту (об / мин)
P
=
количество полюсов
f
=
частота в циклах в секунду (CPS)
T
=
крутящий момент в фунт-футах
9 2484 EFF
=
КПД в десятичном виде
PF
=
Коэффициент мощности в десятичном формате
Эквивалентная инерция
В механических системах все вращающиеся части обычно не работают с одинаковой скоростью .Таким образом, нам необходимо определить «эквивалентную инерцию» каждой движущейся части при определенной скорости первичного двигателя.
Общий эквивалент WK 2 для системы представляет собой сумму WK 2 каждой части, относящуюся к скорости первичного двигателя.
Уравнение гласит:
WK 2 EQ = WK 2 часть
N часть
N первичный двигатель 9244 9244
Это уравнение становится общим знаменателем, на котором могут основываться другие вычисления.Для устройств с регулируемой скоростью инерция сначала должна быть рассчитана на низкой скорости.
Давайте посмотрим на простую систему, которая имеет первичный двигатель (PM), редуктор и нагрузку.
WK 2 = 100 фунт-фут. 2
WK 2 = 900 фунт-фут. 2 (вид на выходном валу)
WK 2 = 27000 фунт-фут. 2
Формула утверждает, что эквивалент системы WK 2 равен сумме WK 2 частей на оборотах первичного двигателя, или в данном случае:
Примечание: Обороты редуктора = Обороты нагрузки
Эквивалент WK 2 равен WK 2 первичного двигателя плюс WK 2 нагрузки.Это равно WK 2 первичного двигателя, плюс WK 2 времени редуктора (1/3) 2 плюс WK 2 времени загрузки (1/3) 2 .
Это отношение редуктора к ведомой нагрузке выражается формулой, приведенной ранее:
WK 2 EQ = WK 2 часть
N часть
N первичный двигатель
2
Другими словами, когда деталь вращается со скоростью (N), отличной от первичного двигателя, WK 2 EQ равен WK 2 квадрата передаточного отношения детали.
В этом примере результат может быть получен следующим образом:
Общий эквивалент WK 2 равен тому, что WK 2 видит первичный двигатель на его скорости.
Электрические формулы (Дополнительные формулы см. В разделе «Формулы»)
I = Амперы; E = Вольт; Eff = Эффективность; pf = коэффициент мощности; кВА = Киловольт-амперы; кВт = Киловатт
Ток заторможенного ротора (IL) Из данных паспортной таблички
Трехфазный: I L =
577 x л.с. x кВА / л.с.
E
См .: диаграмму кВА / л.с.
Однофазный: I L =
1000 x л.с. x кВА / л.с.
E
ПРИМЕР:
Заводская табличка двигателя
, 3 фазы, 460 Вольт, код F.
I L =
577 x 10 x (5,6 или 6,29)
460
I L =
70,25 или 78,9 Ампер (возможный диапазон)
5
Влияние линейного напряжения на ток заторможенного ротора (IL) (прибл.)
I L @ E LINE = I L @ E N / P x
E LINE
E N / P
ПРИМЕР:
Двигатель имеет ток заторможенного ротора (бросок 100 ампер (I L ) при номинальном напряжении, указанном на паспортной табличке (E N). / P ) 230 вольт.
Что такое I L с напряжением 245 В (E LINE ), приложенным к этому двигателю?
I L при 245 В. = 100 x 254 В / 230 В
I L при 245 В. = 107 ампер
Основные расчеты мощности в лошадиных силах
Лошадиная сила — это работа, выполненная в единицу времени. Один HP равен 33 000 фут-фунт работы в минуту. Когда источник крутящего момента (T) выполняет работу по вращению (M) вокруг оси, выполняемая работа составляет:
радиус x 2 x об / мин x фунт.или 2 TM
При вращении со скоростью N об / мин доставленное HP составляет:
HP =
радиус x 2 x об / мин x фунт
33000
=
TN
5250
Для вертикального или подъемного движения:
л.с.
W
=
общий вес в фунтах.поднимается двигателем
S
=
скорость подъема в футах в минуту
E
=
общий механический КПД подъемника и зубчатой передачи. Для оценки
E
=
0,65 для эфф. подъемника и связанного механизма.
Для вентиляторов и нагнетателей:
л.с. =
Объем (куб. Футов в минуту) x напор (дюймы водяного столба)
6356 x Механический КПД вентилятора
9017
Или
HP =
Объем (куб. Фут / мин) x давление (фунт.На квадратный фут)
3300 x Механический КПД вентилятора
Или
л.с. =
Объем (куб. Фут / мин) x давление (фунт на кв. Дюйм. )
229 x Механический КПД вентилятора
Для оценки эфф. вентилятора или нагнетателя можно принять равным 0,65.
Примечание:
Объем воздуха (куб. Фут / мин) напрямую зависит от скорости вентилятора.Развиваемое давление зависит от скорости вентилятора в квадрате. Hp зависит от скорости вращения вентилятора.
Для насосов:
HP =
галлонов в минуту x давление в фунтах на кв. Дюйм x удельный вес
1713 x механический КПД насоса
5
5 Или
л.с. =
галлонов в минуту x общий динамический напор в футах x удельный вес
3960 x механический КПД насоса
4
9284
где общий динамический напор = статический напор + напор трения
Для оценки КПД насоса можно принять равным 0.70.
Ускоряющий момент
Эквивалентная инерция привода с регулируемой скоростью указывает энергию, необходимую для поддержания работы системы. Однако запуск или ускорение системы требует дополнительной энергии.
Крутящий момент, необходимый для разгона кузова, равен WK 2 кузова, умноженному на изменение оборотов в минуту, деленное на 308-кратный интервал (в секундах), в котором происходит это ускорение:
МОМЕНТ УСКОРЕНИЯ =
WK 2 Н (фунт-сила)футов)
308 т
Где:
N
=
Изменение оборотов в минуту
W
фунтов
= 9017
K
=
Радиус вращения
t
=
Время разгона (секунды)
WK 2
=
=
=
Константа пропорциональности
Или
T Acc =
WK 2 N
475 945 945 945 N
475 945 945 (308) выводится путем преобразования линейного движения в угловое с учетом ускорения свободного падения.Если, например, у нас есть просто первичный двигатель и груз без регулировки скорости:
Пример 1
WK 2 = 200 фунт-фут. 2
WK 2 = 800 фунт-фут. 2
WK 2 EQ определяется как и раньше:
WK 2 EQ = WK 2 pm + WK Нагрузка 2
WK 2 EQ = 200 + 800
WK 2 EQ = 1000 футов.фунт 2
Если мы хотим разогнать эту нагрузку до 1800 об / мин за 1 минуту, доступно достаточно информации, чтобы определить величину крутящего момента, необходимого для ускорения нагрузки.
В формуле указано:
T Acc =
WK 2 EQ N
308t
или
1000 x 1800
75 308 x
1800000
18480
Другими словами, 97.4 фунт-фут. крутящего момента необходимо приложить, чтобы эта нагрузка вращалась со скоростью 1800 об / мин за 60 секунд.
Обратите внимание, что T Acc — это среднее значение ускоряющего момента во время рассматриваемого изменения скорости. Если требуется более точный расчет, может оказаться полезным следующий пример.
Пример 2
Время, необходимое для разгона асинхронного двигателя с одной скорости на другую, можно найти из следующего уравнения:
t =
WR 2 x изменение об / мин
308 x T
Где:
T
=
Среднее значение ускоряющего момента во время рассматриваемого изменения скорости.
t
=
Время, необходимое двигателю для разгона от начальной до конечной скорости.
WR 2
=
Эффект маховика или момент инерции для ведомого оборудования плюс ротор двигателя в фунто-футах. 2 (WR 2 ведомого оборудования должно относиться к валу двигателя).
Теперь мы рассмотрим применение приведенной выше формулы на примере.На рисунке A показаны кривые скорость-крутящий момент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и вентилятора, который он приводит в действие. При любой скорости нагнетателя разница между крутящим моментом, который двигатель может передать на валу, и крутящим моментом, необходимым для нагнетателя, представляет собой крутящий момент, доступный для ускорения. Ссылка на рисунок A показывает, что ускоряющий момент может сильно изменяться в зависимости от скорости. Когда кривые скорость-крутящий момент для двигателя и нагнетателя пересекаются, крутящий момент отсутствует для ускорения. Затем двигатель приводит в движение вентилятор с постоянной скоростью и просто передает крутящий момент, необходимый для нагрузки.
Чтобы определить общее время, необходимое для разгона двигателя и нагнетателя, область между кривой «скорость-крутящий момент» двигателя и кривой «скорость-крутящий момент» вентилятора разделена на полосы, концы которых представляют собой прямые линии. Каждая полоса соответствует приросту скорости, происходящему в течение определенного интервала времени. Сплошные горизонтальные линии на рисунке А представляют границы полос; длины пунктирных линий — средние ускоряющие моменты для выбранных интервалов скорости.Чтобы рассчитать общее время разгона двигателя и воздуходувки с прямым подключением, необходимо найти время, необходимое для разгона двигателя от начала одного интервала скорости до начала следующего интервала, и сложить инкрементальные времена для все интервалы, чтобы получить общее время разгона. Если WR 2 двигателя, чья кривая скорость-крутящий момент приведена на рисунке A, составляет 3,26 фут-фунт. 2 и WR 2 воздуходувки, относящейся к валу двигателя, составляют 15 футов.фунтов 2 , общий WR 2 составляет:
15 + 3,26 = 18,26 фут-фунт. 2 ,
И общее время разгона составляет:
или
Рисунок A Кривые, используемые для определения времени, необходимого для разгона асинхронного двигателя и нагнетателя
Ускоряющие моменты
T 1 = 46 фунт-фут.
T 4 = 43,8 фунт-фут.
Т 7 = 32.8 фунт-фут.
T 2 = 48 фунт-фут.
T 5 = 39,8 фунт-фут.
T 8 = 29,6 фунт-фут.
T 3 = 47 фунт-фут.
T 6 = 36,4 фунт-фут.
T 9 = 11 фунт-фут.
Рабочие циклы
Заказы на продажу часто вводятся с пометкой с пометкой, такой как:
—— «Подходит для 10 пусков в час» или —- » Подходит для 3 реверсов в минуту « или ——» Мотор, способный развивать скорость 350 фунтов.ft. 2 « или ——» Подходит для 5 пусков и остановок в час «
Заказы с такими примечаниями не могут быть обработаны по двум причинам.
Соответствующая группа продуктов должна быть проконсультировались, чтобы увидеть, доступна ли конструкция, которая будет выполнять требуемый рабочий цикл, и, если нет, чтобы определить, подпадает ли требуемый тип конструкции под нашу текущую линейку продуктов.
Ни одно из приведенных выше примечаний не содержит достаточно информации, чтобы выполнить необходимую нагрузку расчет цикла.Для проверки рабочего цикла информация о рабочем цикле должна включать следующее:
Инерция, отраженная на валу двигателя.
Крутящий момент на двигателе во время всех частей рабочего цикла, включая пуски, время работы, остановки или реверсирование.
Точное время каждой части цикла.
Информация о том, как выполняется каждый шаг цикла. Например, остановка может осуществляться выбегом, механическим торможением, динамическим торможением постоянным током или закупориванием.Обратное движение может быть выполнено путем заглушки, или двигатель может быть остановлен каким-либо образом, а затем снова запущен в противоположном направлении.
Когда двигатель многоскоростной, цикл для каждой скорости должен быть полностью определен, включая метод переключения с одной скорости на другую.
Любые особые механические проблемы, особенности или ограничения.
Получение этой информации и проверка группы продуктов перед вводом заказа могут сэкономить много времени, средств и переписки.
Рабочий цикл относится к подробному описанию рабочего цикла, который повторяется в определенный период времени. Этот цикл может включать в себя частые запуски, остановки, реверсирование или остановку. Эти характеристики обычно используются в процессах периодического действия и могут включать в себя галтовочные барабаны, определенные краны, экскаваторы и драглайны, демпферы, приводы для позиционирования затвора или плуга, подъемные мосты, грузовые лифты и подъемники для персонала, экстракторы прессового типа, некоторые питатели, прессы и т.д. определенные типы, подъемники, индексаторы, сверлильные станки, машины для шлакоблоков, сиденья для ключей, тестомесильные машины, тянущие машины, шейкеры (литейные или автомобильные), обжимные и стиральные машины, а также определенные грузовые и легковые автомобили.Список не исчерпывающий. Приводы для этих нагрузок должны быть способны поглощать тепло, выделяемое во время рабочих циклов. Соответствующая теплоемкость потребуется в муфтах скольжения, сцеплениях или двигателях для ускорения или остановки этих приводов или для выдерживания остановок. Это произведение скорости скольжения и крутящего момента, воспринимаемого нагрузкой в единицу времени, которое выделяет тепло в этих компонентах привода. Все события, происходящие во время рабочего цикла, генерируют тепло, которое компоненты привода должны рассеивать.
Из-за сложности расчетов рабочего цикла и обширных технических данных для конкретной конструкции двигателя и номинальных характеристик, необходимых для расчетов, заказчику необходимо обратиться к инженеру-электрику для определения размера двигателя с приложением рабочего цикла.
Моментные и электродвигатели | Neutrium
Крутящий момент является важным параметром, гарантирующим, что двигатели хорошо подходят для предполагаемого использования. В этой статье показано, как рассчитать крутящий момент для данного двигателя или привода, а также дается краткое введение в двигатели и крутящий момент.
:
Расстояние от оси вращения
:
Усилие
:
Момент инерции
:
Скорость вращения:
Мощность
:
Время для ускорения нагрузки
:
Крутящий момент
:
Средний крутящий момент за время для ускорения нагрузки
прилагаемое вращающее усилие от двигателя к нагрузке.Для перемещения неподвижной нагрузки должен быть приложен крутящий момент, аналогично вращающаяся нагрузка может быть ускорена или замедлена посредством приложения крутящего момента в подходящем направлении вращения.
Обычно крутящий момент может рассматриваться как мера силы вращения на объекте, вращающемся вокруг оси, и как таковой может быть определен как сила, умноженная на расстояние от оси вращения, как показано ниже.
Важно, чтобы крутящий момент двигателя или привода соответствовал предполагаемому применению, поскольку повреждение двигателя часто вызывается несоответствием между ними.Необходимо учитывать три основных параметра крутящего момента; момент отрыва, рабочий крутящий момент и высокоинерционные нагрузки.
Момент отрыва
Момент отрыва — это крутящий момент, необходимый для начала перемещения неподвижной нагрузки. Обычно он намного выше, чем крутящий момент, требуемый при вращении нагрузки, но, тем не менее, требуется только в течение короткого начального периода, чтобы заставить нагрузку двигаться, поскольку двигатели часто могут работать с такими повышенными требованиями к крутящему моменту во время запуска.
В зависимости от типа оборудования и используемых подшипников крутящий момент отрыва может составлять от 120% до 600% и выше рабочего крутящего момента.В таблице ниже представлены некоторые типичные диапазоны:
Тип оборудования
Момент отрыва (в% рабочего крутящего момента)
Типичный с шариковыми или роликовыми подшипниками
120-130%
Типичный с подшипниками скольжения
130-160%
Конвейеры и машины со значительным скольжением
160-250%
Машины с высокими точками нагрузки, типичными для некоторых кулачков и кривошипов
250-600%
Работа Крутящий момент
Рабочий крутящий момент — это крутящий момент, необходимый для поддержания машины на нормальных рабочих скоростях вращения.Рабочий крутящий момент может быть рассчитан, если потребляемая мощность и скорость двигателя известны, как показано ниже.
Где
в оборотах в минуту,
в кВт и
в кН.м.
В британских единицах:
Где
в оборотах в минуту,
находится в Hp и
в фунтах f фут.
Высокоинерционные нагрузки
В дополнение к пусковому и рабочему моменту при выборе двигателя или привода необходимо учитывать инерцию нагрузки. В отличие от крутящего момента отрыва, если нагрузка имеет высокий момент инерции, для ускорения или замедления может потребоваться значительный период времени.Это приведет к продолжительному периоду времени, в течение которого двигатель должен работать с повышенным крутящим моментом, что увеличивает риск отказа или повреждения двигателя во время запуска.
Время разгона груза можно рассчитать по приведенной ниже формуле, если известна инерция нагрузки. В противном случае следует проконсультироваться с производителем оборудования.
Где
в кг.м 2 ,
в оборотах в минуту,
находится в s и
в кН.м.
В британских единицах:
Где
в фунт-фут 2 ,
в оборотах в минуту,
находится в s и
в фунтах f .ft.
Статья создана: 27 сентября 2013 г. Теги статьи
Измерение и анализ мощности электродвигателя
Билл Гэтеридж, менеджер по продукции, приборы для измерения мощности, Yokogawa Corporation of America
Часть 1: Основные измерения электрической мощности
Электродвигатели — это электромеханические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую. Несмотря на различия в размере и типе, все электродвигатели работают примерно одинаково: электрический ток, протекающий через катушку с проволокой в магнитном поле, создает силу, которая вращает катушку, создавая крутящий момент.
Понимание выработки электроэнергии, потерь мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим, поэтому давайте начнем с обзора основных измерений электрической и механической мощности.
Что такое мощность? В самом простом виде мощность — это работа, выполняемая в течение определенного периода времени. В двигателе мощность передается на нагрузку путем преобразования электрической энергии в соответствии со следующими законами науки.
В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов.Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Умножив напряжение на соответствующий ток, можно определить мощность.
P = V * I, где мощность (P) в ваттах, напряжение (V) в вольтах, а ток (I) в амперах
Ватт (Вт) — единица мощности, определяемая как один джоуль в секунду. Для источника постоянного тока вычисление представляет собой просто умножение напряжения на ток: W = V x A. Однако определение мощности в ваттах для источника переменного тока должно включать коэффициент мощности (PF), поэтому W = V x A x PF для переменного тока. системы.
Коэффициент мощности представляет собой безразмерное отношение в диапазоне от -1 до 1 и представляет собой количество реальной мощности, выполняемой при работе с нагрузкой. При коэффициенте мощности меньше единицы, что почти всегда имеет место, будут потери реальной мощности. Это связано с тем, что напряжение и ток цепи переменного тока имеют синусоидальную природу, а амплитуда тока и напряжения цепи переменного тока постоянно смещается и обычно не идеально совмещена.
Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток (P = V * I), мощность является максимальной, когда напряжение и ток выстраиваются вместе, так что пики и нулевые точки на сигналах напряжения и тока возникают одновременно.Это типично для простой резистивной нагрузки. В этой ситуации две формы сигналов находятся «в фазе» друг с другом, а коэффициент мощности будет равен 1. Это редкий случай, поскольку почти все нагрузки не просто обладают идеальным сопротивлением.
Говорят, что два сигнала «не в фазе» или «сдвинуты по фазе», если два сигнала не коррелируют от точки к точке. Это может быть вызвано индуктивными или нелинейными нагрузками. В этой ситуации коэффициент мощности будет меньше 1, и реальная мощность будет меньше.
Из-за возможных колебаний тока и напряжения в цепях переменного тока мощность измеряется несколькими способами.
Реальная или истинная мощность — это фактическая мощность, используемая в цепи, и измеряется в ваттах. В цифровых анализаторах мощности используются методы оцифровки сигналов входящего напряжения и тока для расчета истинной мощности в соответствии с методом, показанным на Рисунке 1.
В этом примере мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток (I), а затем интегрируется за определенный период времени (t).Истинный расчет мощности будет работать с любым типом сигнала независимо от коэффициента мощности (рисунок 2).
Гармоники создают дополнительную сложность. Несмотря на то, что электрическая сеть номинально работает на частоте 60 Гц, существует много других частот или гармоник, которые потенциально могут существовать в цепи, а также может быть составляющая постоянного или постоянного тока. Общая мощность рассчитывается путем рассмотрения и суммирования всего содержимого, включая гармоники.
Методы расчета, показанные на Рисунке 2, используются для обеспечения истинного измерения мощности и истинных измерений среднеквадратичного значения для любого типа сигнала, включая все гармонические составляющие, вплоть до полосы пропускания прибора.
Измерение мощности
Далее мы посмотрим, как на самом деле измерить мощность в данной цепи. Ваттметр — это прибор, который использует напряжение и ток для определения мощности в ваттах. Теория Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется минимум на один ваттметр меньше, чем количество проводов. Например, однофазная двухпроводная схема будет использовать один ваттметр с одним измерением напряжения и одним измерением тока.
Однофазная трехпроводная двухфазная система часто встречается в проводке общего корпуса.Эти системы требуют двух ваттметров для измерения мощности.
В большинстве промышленных двигателей используются трехфазные трехпроводные схемы, которые измеряются двумя ваттметрами. Таким же образом потребуются три ваттметра для трехфазной четырехпроводной схемы, при этом четвертый провод является нейтралью.
На рисунке 3 показана трехфазная трехпроводная система с нагрузкой, подключенной с использованием метода измерения двух ваттметров. Измеряются два линейных напряжения и два связанных фазных тока (с помощью ваттметров Wa и Wc).Четыре измерения (линейный и фазный ток и напряжение) используются для достижения общего измерения.
Поскольку этот метод требует контроля только двух токов и двух напряжений вместо трех, установка и конфигурация проводки упрощаются. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и низкая стоимость установки делают его подходящим для производственных испытаний, при которых требуется измерить только мощность или несколько других параметров.
Для инженерных и научно-исследовательских работ лучше всего подходит трехфазный трехпроводной метод с тремя ваттметрами, поскольку он предоставляет дополнительную информацию, которая может использоваться для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (от a до b, от b до c, от c до a), и контролируются все три тока.
Рис. 4. При проектировании двигателей и приводов просмотр всех трех значений напряжения и тока является ключевым, поэтому лучшим выбором является метод трех ваттметров на рисунке выше.
Измерение коэффициента мощности
При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Ø). Это определяется как коэффициент мощности «смещения» и подходит только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (несинусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как активная мощность в ваттах, деленная на полную мощность в напряжении-амперах. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных.
Однако, если нагрузка несимметрична (фазные токи разные), это может привести к ошибке при вычислении коэффициента мощности, поскольку в расчете используются только два измерения ВА. Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, будет получен ошибочный результат.
Следовательно, лучше всего использовать метод трех ваттметров для несимметричных нагрузок, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.
Анализаторы мощности
от Yokogawa и некоторых других компаний используют описанный выше метод, который называется методом подключения 3V-3A (три напряжения и три тока). Это лучший метод для инженерных и проектных работ, поскольку он обеспечивает правильные измерения общего коэффициента мощности и ВА для симметричной или несимметричной трехпроводной системы.
Основные измерения механической мощности
В электродвигателе механическая мощность определяется как скорость, умноженная на крутящий момент.Механическая мощность обычно определяется как киловатты (кВт) или лошадиные силы (л.с.), причем один ватт равен одному джоулю в секунду или одному ньютон-метру в секунду.
Лошадиная сила — это работа, выполняемая за единицу времени. Один л.с. равен 33 000 фунт-футов в минуту. Преобразование л.с. в ватт достигается с использованием этого соотношения: 1 л.с. = 745,69987 Вт. Однако преобразование часто упрощается, используя 746 Вт на л.с. (рис. 9).
Для асинхронных двигателей переменного тока фактическая скорость вращения ротора — это скорость вращения вала (ротора), обычно измеряемая с помощью тахометра.Синхронная скорость — это скорость вращения магнитного поля статора, рассчитанная как 120-кратная частота сети, деленная на количество полюсов в двигателе. Синхронная скорость — это теоретическая максимальная скорость двигателя, но ротор всегда будет вращаться немного медленнее, чем синхронная скорость из-за потерь, и эта разница скоростей определяется как скольжение.
Скольжение — это разница в скорости ротора и синхронной скорости. Для определения процента скольжения используется простой процентный расчет синхронной скорости минус скорость ротора, деленная на синхронную скорость.
КПД можно выразить в простейшей форме как отношение выходной мощности к общей входной мощности или КПД = выходная мощность / входная мощность. Для двигателя с электрическим приводом выходная мощность является механической, в то время как входная мощность является электрической, поэтому уравнение эффективности выглядит следующим образом: КПД = механическая мощность / входная электрическая мощность.
Часть 2: Выбор приборов для измерения и анализа мощности электродвигателя
Различные ассоциации разработали стандарты тестирования, которые определяют точность приборов, необходимых для соответствия их стандарту: IEEE 112 2004, NVLAP 160 и CSA C390.Все три включают стандарты для измерения входной мощности, напряжения и тока, датчиков крутящего момента, скорости двигателя и т. Д. Трансформаторы тока (CT) и трансформаторы напряжения (PT) являются одними из основных контрольно-измерительных приборов, используемых для выполнения этих измерений.
Соответствующие стандарты очень похожи, за некоторыми исключениями. Допустимые инструментальные ошибки для стандартов IEEE 112 2004 и NVLAP 150 идентичны; однако CSA C390 2006 имеет некоторые отличия в отношении температуры и показаний.
Например, требования к входной мощности для CSA C390 2006 составляют ± 0,5% от показания и должны включать ошибки CT и PT, тогда как для IEEE 112 2004 и NVLAP 150 требуется только ± 0,5% от полной шкалы.
Датчики тока
Датчики тока обычно требуются для тестирования, потому что сильный ток не может быть подан непосредственно в измерительное оборудование. Существует множество датчиков, подходящих для конкретных приложений. Накладные датчики могут использоваться с анализаторами мощности.Также можно использовать щупы для осциллографа, но при их использовании следует соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что прибор не подвергается воздействию высоких токов.
Для трансформаторов тока подводящий провод может быть подключен через окно (трансформаторы тока обычно имеют форму пончика или продолговатую, с отверстием или внутренней частью, называемыми окном), или слаботочные соединения могут быть выполнены с клеммами в верхней части устройство. Шунты обычно используются для приложений постоянного тока, но не переменного тока или искаженных частот, хотя их можно использовать для синхронных двигателей с частотой до нескольких сотен Гц.Доступны специализированные трансформаторы тока, которые хорошо работают на высоких частотах, которые чаще встречаются в осветительных приборах, а не в двигателях и приводах.
Yokogawa вместе с LEM Instruments разработали уникальную систему трансформаторов тока, которая обеспечивает высокую точность в диапазоне от постоянного тока до кГц. Это трансформатор активного типа, который использует блок кондиционирования источника питания и обеспечивает точность приблизительно от 0,05 до 0,02% от показаний. Этот тип системы трансформатора тока обеспечивает очень высокую точность измерений, особенно для частотно-регулируемых приводов, которая может изменяться от 0 Гц до рабочей скорости подключенного двигателя.
Трансформаторы напряжения просто преобразуют напряжение с одного уровня на другой. В измерительных приложениях иногда требуются понижающие трансформаторы для снижения напряжения, подаваемого на измерительный прибор, хотя многие приборы могут работать с относительно высокими напряжениями и не требуют понижающего трансформатора.
Измерительные трансформаторы обычно представляют собой комбинацию трансформатора тока и трансформатора напряжения и могут уменьшить количество требуемых преобразователей в некоторых измерительных приложениях.
Рекомендации и меры предосторожности при выборе
При принятии решения, какое устройство использовать, первым вопросом является частотный диапазон измеряемых параметров. Для синусоидальных волн постоянного тока можно использовать шунты постоянного тока, которые обеспечивают высокую точность и простую установку. Для приложений переменного и постоянного тока можно использовать эффект Холла или измерительный трансформатор активного типа. Технология эффекта Холла имеет более низкую точность, в то время как активный тип обеспечивает большую точность. Различные измерительные трансформаторы могут работать на высоких частотах 30 Гц и более, но их нельзя использовать для постоянного тока.
Следующее соображение — требуемый уровень точности. Для измерительного трансформатора это обычно указывается как точность передаточного числа витков. Фазовый сдвиг — еще один важный фактор, и он очень важен, потому что многие трансформаторы предназначены только для измерения тока и не имеют компенсации фазового сдвига.
Фазовый сдвиг в основном зависит от коэффициента мощности для измерения мощности и, таким образом, влияет на расчет мощности. Например, трансформатор тока, который имеет максимальный фазовый сдвиг 2 ° как часть его спецификации, внесет ошибку косинуса (2 °) или 0.06% ошибка. Пользователь должен решить, приемлем ли этот процент ошибок для приложения.
Источником тока является трансформатор тока. Согласно закону Ома, напряжение (E) равно току через проводник (I), умноженному на сопротивление (R) проводника в единицах Ом. Открытие вторичной обмотки трансформатора тока эффективно увеличивает сопротивление до бесконечности. Это означает, что внутренний ток насыщает катушку, напряжение также стремится к бесконечности, и устройство повреждается или разрушается.Что еще хуже, трансформатор тока со случайно разомкнутой вторичной обмоткой может серьезно травмировать рабочих.
Никогда не размыкайте вторичную обмотку трансформатора тока. Пользователи могут получить серьезные травмы, а CT может быть поврежден или разрушен.
Совместимость приборов
Для определения совместимости прибора необходимо определить выходной уровень ТТ. Клеммные и другие трансформаторы тока обычно имеют выходную мощность, указанную в милливольтах на ампер, миллиампер на ампер или в амперах.Типичный выходной ток измерительного ТТ может быть указан в диапазоне от 0 до 5 ампер.
Необходимо учитывать импеданс и нагрузку на ТТ, которые являются факторами, на которые влияет количество проводов, используемых для подключения ТТ к прибору. Эта проводка является сопротивлением или нагрузкой на прибор и, следовательно, может повлиять на измерения.
Пробники
при неправильном использовании могут создавать собственный набор проблем. Многие пробники осциллографа рассчитаны на работу с входным сопротивлением осциллографа, но диапазоны входного сопротивления анализатора мощности могут отличаться, и это необходимо учитывать.
Еще один аспект, который следует учитывать при определении совместимости прибора, — это физические требования к устройству. Размер необходимо учитывать вместе с типом трансформатора тока, например, зажимного или кольцевого типа, каждый из которых будет лучше работать в конкретной ситуации.
Пример системы с трехфазным двигателем
Теперь мы рассмотрим типичное трехфазное трехпроводное измерение мощности двигателя с использованием метода двух ваттметров. Теорема Блонделя утверждает, что количество требуемых измерительных элементов на единицу меньше количества токонесущих проводников.Это позволяет измерять мощность в трехфазной трехпроводной системе с использованием двух преобразователей при отсутствии нейтрали. Однако, когда есть нейтраль, используются три преобразователя, поскольку теперь имеется четыре проводника.
Трехфазное питание используется в основном в коммерческих и промышленных средах, особенно для питания двигателей и приводов, поскольку более экономично эксплуатировать большое оборудование с трехфазным питанием. Для расчета трехфазной мощности напряжение каждой фазы умножается на ток каждой фазы, который затем умножается на коэффициент мощности, и это значение умножается на квадратный корень из трех (квадратный корень из 3 равен равно 1.732).
Для измерения трехфазной мощности, потребляемой нагруженным двигателем, подключается анализатор мощности. На рисунке 1 показано типичное соединение с дисплеем, на котором показаны все три напряжения, все три тока, общая мощность и коэффициент мощности.
На рисунке 2 показано трехфазное трехпроводное измерение мощности, выполненное с использованием метода двух ваттметров. Перечислены все три тока и напряжения, а также общие ВА и ВАР. Эта конфигурация может отображать отдельные показания мощности фазы, но их не следует использовать напрямую, потому что для этого метода измерения только полная мощность является точным показанием.
В основном, при использовании метода двух ваттметров в трехпроводной трехфазной системе невозможно измерить мощность отдельной фазы или измерить какие-либо параметры фазы, включая коэффициенты мощности фазы. Однако можно измерить все параметры фазы.
Для трехфазного двигателя с трехпроводным соединением в треугольник можно измерять линейные напряжения и токи отдельных фаз. Поскольку нейтрали нет, измерять фазные напряжения невозможно.Эта ситуация приводит к некоторым показаниям, которые необходимо пояснить.
Глядя на отображение формы сигнала на Рисунке 3, можно увидеть линейные напряжения Vab, Vbc и Vac. Линейные напряжения, наблюдаемые прибором, в сбалансированной системе разнесены на 60 °. Токи — это фазные токи, которые приборы видят под углом 120 °.
Другое представление этой системы изображено на векторной диаграмме Phasor, показанной на рисунке 4. Треугольник в верхней части этого рисунка показывает измерения линейного напряжения черным цветом, значения фазного напряжения — красным (но это теоретические потому что нейтрали нет), а фазные токи синим цветом.
В нижней части рисунка показаны разности фаз между напряжениями и токами. Опять же, обратите внимание, что линейные напряжения разнесены на 60 °, а фазные токи разнесены на 120 °. Еще одна деталь заключается в том, что если бы верхняя диаграмма представляла чисто резистивную нагрузку, то синие токи были бы синхронизированы с красными напряжениями. Однако при индуктивной нагрузке (например, в двигателе) синие векторы тока не совпадают по фазе с напряжениями.
Кроме того, для этого метода измерения на нижней диаграмме векторы тока всегда будут иметь дополнительный сдвиг на 30 ° от напряжений.Суть в том, что правильно настроенный анализатор мощности учтет все эти условия.
Что, если фазовая мощность и фазовый коэффициент мощности должны быть точно измерены в трехфазной трехпроводной системе, а не просто приблизительно? На рисунке 5 показан метод, позволяющий измерять фазовые параметры трехфазного трехпроводного двигателя путем создания плавающей нейтрали.
Однако у этой техники есть ограничения. Он будет хорошо работать на входе асинхронного двигателя, синхронного двигателя или аналогичного двигателя без привода с регулируемой скоростью.Следует соблюдать осторожность при использовании этого метода в системе привода с регулируемой скоростью, поскольку высокочастотные искаженные формы сигналов и гармоники могут привести к несогласованным измерениям.
Более того, метод плавающей нейтрали работает только для оборудования с сигналами синусоидального типа. С помощью привода с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) можно включить линейный фильтр 500 Гц (фильтр нижних частот), который затем позволит отображать показания для основной частоты, но не для общей частоты.
Трехпроводные и четырехпроводные измерения мощности
Важно понимать, что мощность будет считываться одинаково независимо от того, измерена ли она трехфазным трехпроводным или трехфазным четырехпроводным методом.Однако при трехфазном четырехпроводном соединении измеряемые значения напряжения представляют собой фазные напряжения от линии к нейтрали.
Рисунок 6 — снимок экрана анализатора мощности, который показывает, насколько похожи показания мощности и коэффициента мощности для привода с ШИМ, работающего с двигателем, сравнивая трехфазный трехпроводной вход с фильтром 500 Гц с трехфазным четырехпроводным. вход с плавающей нейтралью.
В альтернативном решении используется функция измерения дельты, которая есть в анализаторах мощности Yokogawa.Функция измерения дельты использует мгновенные измерения линейного напряжения и фазного тока для получения истинного межфазного напряжения, даже если фазы не сбалансированы. Это возможно благодаря вычислению векторной амплитуды внутри процессора. Эта функция также обеспечивает измерения фазной мощности в трехпроводной цепи. Решение для измерения дельты также обеспечивает нейтральный ток.
Часть 3: Измерения электрической мощности для трехфазного двигателя переменного тока
Полное тестирование системы привода и двигателя на основе ШИМ (широтно-импульсной модуляции) представляет собой трехэтапный процесс.Шаг 1 — это точное измерение входной и выходной мощности привода с регулируемой скоростью ШИМ для определения эффективности привода и потерь мощности. Шаг 2 — это точное измерение входной мощности двигателя, а шаг 3 — точное измерение механической мощности двигателя.
Оптимальный метод — объединить все три шага с помощью одного анализатора мощности, чтобы исключить временной сдвиг. Это также обеспечивает отличные расчеты эффективности, все в едином программно-аппаратном решении.
Рисунок 7: Этот снимок экрана анализатора мощности показывает, как функцию измерения дельты можно использовать для получения истинных показаний и мощности фазы, даже если фазы не сбалансированы.
Некоторые анализаторы мощности имеют опцию двигателя, в которой сигналы скорости и момента могут быть интегрированы таким образом. Эти анализаторы мощности могут измерять электрическую мощность и механическую мощность и отправлять данные на ПК с запущенным программным обеспечением от оригинального производителя анализатора или заказным программным обеспечением от системного интегратора.
Измерения привода ШИМ для двигателей переменного тока
При использовании частотно-регулируемого привода с ШИМ для управления двигателем часто бывает необходимо измерить как входной, так и выходной сигнал частотно-регулируемого привода с помощью шестифазного анализатора мощности.Эта установка может не только измерять трехфазную мощность, она также может измерять мощность постоянного или однофазного тока. См. Рисунок 1.
В зависимости от анализатора режим настройки будет выполняться в нормальном или среднеквадратичном режиме. Конфигурация проводки должна соответствовать применению, например, трехфазный вход и трехфазный выход.
Любой линейный фильтр или фильтр нижних частот должны быть отключены, поскольку фильтрация затрудняет измерения. Однако фильтр пересечения нуля или частотный фильтр должен быть включен, потому что он будет фильтровать высокочастотный шум, чтобы можно было измерить основную частоту.Это измерение необходимо при отслеживании частоты привода.
На рис. 2 показана форма выходного напряжения ШИМ с сильно искаженным напряжением, срезанными высокими частотами и с большим количеством шумов на токовой стороне, что затрудняет измерение. Высокочастотное переключение сигнала напряжения создает сильно искаженную форму волны с высоким содержанием гармоник. Частота варьируется от 0 Гц до рабочей скорости.
Для такого зашумленного сигнала нужны специальные датчики тока для измерения.Для точных измерений мощности с ШИМ также необходимы анализаторы мощности с широкой полосой пропускания, способные измерять эти сложные сигналы.
На рисунке 3 показан пример содержания гармоник напряжения на выходе ШИМ. Присутствуют частоты биений, а содержание гармоник напряжения превышает 500 порядков (примерно 30 кГц). Большая часть гармоник приходится на нижние частоты на токовой стороне.
Проблемы измерения привода двигателя с ШИМ
Напряжение инвертора обычно измеряется одним из двух способов.Можно использовать истинное среднеквадратичное измерение, которое включает полное содержание гармоник. Однако, поскольку основная форма волны — это в первую очередь то, что способствует крутящему моменту двигателя, можно выполнить и использовать более простые измерения. В большинстве приложений требуется только измерение основной формы волны.
Существует два основных метода измерения основной амплитуды волны напряжения. Первый и самый простой — использовать фильтр нижних частот для удаления высоких частот. Если в анализаторе мощности есть этот фильтр, просто включите его.Правильная фильтрация даст среднеквадратичное значение напряжения основной частоты инвертора. Однако этот тип фильтрации не обеспечивает истинного измерения полной мощности, поэтому фильтрация — не самый требовательный метод.
Второй метод — это метод измерения выпрямленного среднего, который выдает среднеквадратичное значение напряжения основной волны без фильтрации с использованием определения среднего значения напряжения, масштабированного до среднеквадратичного напряжения. Алгоритм выпрямленного среднего среднего за цикл обеспечит эквивалент основного напряжения, который будет очень близок к среднеквадратичному значению основной волны.
С помощью этого метода можно измерить полную мощность, общий ток и напряжение основной гармоники.
Измерение амплитуды основной волны с помощью гармонического анализа
Функцию гармонического анализа можно использовать для определения истинного основного напряжения с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) для определения амплитуды каждой гармонической составляющей, включая основную волну. Это дает точное измерение среднеквадратичного напряжения основной волны. Новейшие анализаторы мощности могут выполнять одновременные измерения истинных среднеквадратичных значений и гармонических составляющих.
На рисунке 4 Urms2 (среднеквадратичное значение на выходе ШИМ) является очень большим числом, а F2 (среднее значение основной гармоники) несколько ниже. Значение Urms3 (фильтрация основного) дает аналогичный результат. Наконец, U2 (1) получается из анализа гармоник или вычислений FFT основной гармоники. F2, Urms3 и U2 (1) дают очень близкие результаты, но расчет U2 (1) FFT считается наиболее точным.
Инверторный ток обычно измеряется только в одном направлении, и это как истинный среднеквадратичный сигнал, потому что все гармонические токи способствуют повышению температуры в двигателе и ответственны за него, поэтому все они должны быть измерены.
Еще одно важное измерение связано с приводом В / Гц (Вольт-на-Герц). Привод с ШИМ должен поддерживать постоянное соотношение В / Гц по сравнению с рабочей скоростью двигателя. Анализатор мощности может рассчитывать В / Гц, используя среднеквадратичное значение или значение основного напряжения. Определенная пользователем математическая функция анализатора используется для построения уравнения для этого измерения.
Измерение напряжения шины постоянного тока
Напряжение на шине постоянного тока в ШИМ может быть измерено для проверки условий повышенного и пониженного напряжения.Это измерение может быть выполнено внутри привода на клеммах конденсаторной батареи. Однако более простой способ — использовать отображение формы сигнала анализатора мощности с измерением курсора.
При отображении формы сигнала с помощью курсорного измерения необходимо убедиться, что курсор не находится прямо над небольшими выступами на дисплее. Вместо этого курсор должен находиться поперек осциллограммы, чтобы выполнить точное измерение. На рисунке 5 показано измерение напряжения ШИМ с высокоскоростным переключением.Курсор устанавливается для чтения значения, например 302,81 В.
Измерения механической мощности
Механическая мощность измеряется как скорость двигателя, умноженная на крутящий момент двигателя. На рынке существует множество различных типов датчиков скорости и крутящего момента, которые работают с различными двигателями. Хотя анализаторы Yokogawa могут взаимодействовать с большинством датчиков скорости и крутящего момента, все же целесообразно подтверждать совместимость в каждом случае. Эти датчики могут использоваться для предоставления информации о механических измерениях для расчета измерений механической мощности в анализаторе мощности.
Многие датчики поставляются с интерфейсной электроникой для правильной обработки сигнала для работы с анализаторами мощности или другим оборудованием. Условный сигнал может быть аналоговым выходом или выходом последовательной связи, который идет на ПК и его прикладное системное программное обеспечение.
Одним из вариантов измерения механической мощности является использование как датчика, так и соответствующего измерительного прибора от данного производителя. Такой подход имеет преимущества, поскольку датчики будут точно согласованы с прибором.Будут доступны показатели крутящего момента, скорости и мощности, и, вероятно, будут варианты подключения к ПК вместе с соответствующим прикладным программным обеспечением.
Более интегрированный подход изображен на Рисунке 6. В этой конфигурации выходы сигналов скорости и крутящего момента от измерительных приборов датчика подключаются непосредственно к входам скорости и крутящего момента анализатора мощности. Это дает большое преимущество, заключающееся в том, что измерения электрической и механической мощности могут оцениваться одновременно, а расчеты эффективности могут выполняться непрерывно.
КПД двигателя, привода и системы
КПД инвертора в простейшей форме рассчитывается как выходная мощность, деленная на входную мощность, и выражается в процентах. Один из методов, используемых для измерения входной и выходной мощности, заключается в простом подключении измерителей мощности на входе и выходе, при этом показания двух измерителей используются для расчета эффективности.
Более комплексным методом является использование анализатора мощности с несколькими входами для одновременного измерения входа и выхода, как показано на рисунке 1.Это приводит к более точному расчету эффективности, поскольку он использует один анализатор мощности для устранения потенциальных ошибок, вызванных измерениями временного сдвига.
С помощью внутренних математических вычислений, предоставляемых анализатором, можно настроить очень простое вычисление через меню для расчета потерь привода и эффективности привода.
Какой метод мне следует использовать?
IEEE 112 — это промышленный стандарт США для тестирования двигателей, в котором описаны несколько методов.На рисунке 7 показан дисплей анализатора мощности, поддерживающий «Метод A» стандарта IEEE 112, в котором вся механическая мощность делится на общую мощность, потребляемую двигателем. Стандарт определяет многие параметры, помимо измерений тока и напряжения двигателя, и предоставляет инструкции по проведению общепринятых испытаний многофазных и асинхронных двигателей и генераторов и составлению отчетов по ним. Кроме того, стандарт содержит 11 методов испытаний, чтобы определить, как проводить измерения эффективности двигателей.
Метод испытаний A — ввод-вывод, определенный IEEE 112: КПД рассчитывается как отношение выходной мощности измерения к измеренной входной мощности после корректировки температуры и динамометра, если применимо.Испытания проводятся при номинальной нагрузке с помощью механического тормоза или динамометра. Этот рейтинг должен быть ограничен двигателями с номинальной полной нагрузкой не более 1 кВт.
Метод испытаний B — ввод-вывод с разделением потерь: в методе B выполняются измерения как входной, так и выходной мощности, но различные потери разделяются. Большинство этих потерь просто производят тепло, которое должно рассеиваться двигателем в сборе, и представляют собой энергию, недоступную для выполнения работы. Этот метод является признанным стандартом тестирования U.S. автомобилестроение для двигателей с полной нагрузкой от 1 до 300 кВт.
Хотя оба метода A и B работают, метод B требует большого количества приборов и обычно выполняется только производителями двигателей. Поскольку большинство производителей используют метод B, а большинство пользователей предпочитают метод A, расчеты эффективности между ними могут отличаться. Данные производителей двигателей и приводов могут использовать разные скорости двигателя, испытательные нагрузки или другие условия испытаний.
Заключение
При измерении мощности электродвигателя необходимо учитывать множество факторов, например, полный и истинный коэффициент мощности.Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.
После принятия решения об использовании анализатора мощности необходимо принять решение о частотном диапазоне и уровне точности. Совместимость приборов — еще один важный аспект безопасного получения точных показаний, особенно с трансформаторами тока, и это та область, где необходимо учитывать ввод / опции анализатора. При правильных входных сигналах датчиков измерения механической мощности также можно проводить с помощью анализатора мощности.Выбор правильных датчиков скорости и крутящего момента — это первый шаг в определении механической мощности.
Некоторые анализаторы мощности также позволяют выполнять измерения с широтно-импульсной модуляцией. Однако настройка анализатора для измерения ШИМ также требует знания о том, как токи и напряжения будут влиять на измерения мощности.
Прецизионный высокочастотный анализатор мощности — важный инструмент для измерения как механической, так и электрической мощности. Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя.Выбор подходящего анализатора и его правильная реализация требуют знаний; однако при правильном использовании данные анализатора мощности предоставят точные и очень ценные данные.
Как рассчитать требуемую входную мощность для мотор-редуктора
Первое, с чего следует начать при выборе мотор-редуктора, — это определить требуемый выходной крутящий момент и скорость. Но как только крутящий момент и скорость определены, вы также захотите узнать требуемую входную мощность для двигателя — особенно если в мотор-редукторе используется асинхронный двигатель переменного тока, где номинальная мощность (обычно выражаемая в лошадиных силах) используется в качестве ключевого фактора. калибровка.
Изображение предоставлено: Bodine Electric
Взаимосвязь между работой и властью
Прежде чем мы посмотрим, как рассчитать мощность, давайте рассмотрим взаимосвязь между мощностью и работой.
Работа определяется как сила, приложенная на расстоянии:
Вт = работа (Дж)
F = сила (Н)
d = расстояние или перемещение (м)
Механическая мощность — это скорость выполнения работы, поэтому работа, разделенная по времени:
P = механическая мощность (ватт)
Вт = работа (Дж)
t = время (с)
Механическая мощность также может быть записана как:
Обратите внимание, что расстояние, разделенное на время (d / t), является скоростью, поэтому мощность может быть записана как сила, умноженная на скорость:
v = скорость (м / с)
Уравнения мощности для электродвигателей: метрические единицы
Электродвигатели создают крутящий момент (а не силу) посредством вращательного движения (а не линейного расстояния), поэтому мощность равна крутящему моменту , умноженному на угловую скорость :
P = механическая мощность (Вт)
T = крутящий момент (Нм)
ω = угловая скорость (рад / с)
Обратите внимание, что угловая скорость измеряется в радианах в секунду.Если скорость указана в оборотах в минуту (об / мин или об / мин), не забудьте преобразовать количество оборотов в минуту в радианы в секунду:
Преобразование ватт в лошадиные силы
Хотя единицей измерения мощности в системе СИ является ватт, при обсуждении мощности двигателя часто используется имперская единица измерения мощности в лошадиных силах.
В 1780-х годах Джеймс Ватт и Мэтью Бултон определили 1 лошадиную силу (л.с.) как 33 000 фут-фунт / мин, что составляет 44 742 Нм / мин.
Изображение предоставлено: Boston Gear
Преобразование из Нм / мин в Нм / с дает нам 746 Нм / с, или 746 Вт.Следовательно, чтобы преобразовать мощность из ватт в лошадиные силы, разделите мощность в ваттах на 746.
Уравнения мощности для электродвигателей: британские единицы
В мотор-редукторах крутящий момент и скорость по-прежнему часто указываются в английских единицах измерения. В этих случаях мощность в лошадиных силах может быть рассчитана напрямую с использованием коэффициента преобразования:
.
Если крутящий момент указан в фунт-футах, а скорость — в об / мин:
P = механическая мощность (л.с.)
T = крутящий момент (фунт-фут)
ω = угловая скорость (об / мин)
5252 = 33,0000 фут-фунт / мин ÷ 2π рад / об
Когда крутящий момент указан в фунт-дюймах, а скорость в об / мин:
P = механическая мощность (л.с.)
T = крутящий момент (фунт-дюйм)
ω = угловая скорость (об / мин)
63025 = 33000 фут-фунт / мин * 12 дюймов / фут ÷ 2π рад / оборот
Входная мощность для мотор-редукторов
Каждое приведенное выше уравнение для механической мощности может применяться при выборе мотор-редуктора в зависимости от используемых единиц крутящего момента и скорости.
Однако при определении входной мощности, необходимой для двигателя, необходимо учитывать эффективность узла мотор-редуктора при передаче этой мощности на нагрузку. Следовательно, независимо от того, какое уравнение выше используется для расчета требуемой выходной мощности, требуемая входная мощность на двигателе рассчитывается как:
η = КПД мотор-редуктора
Обратите внимание, что эффективность может сильно различаться в зависимости от двигателя, типа используемой передачи и передаточного числа.
Назначение и приборы системы питания дизельного двигателя
Какое назначение системы питания дизельного двигателя?
Система питания дизельного двигателя служит для подвода воздуха и топлива в цилиндры двигателя в заданной пропорции и под заданным давлением и отвода отработавших газов из них.
Что входит в устройство системы питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320?
Система питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320 (рис.76) состоит из топливного бака 16; топливного фильтра 18 предварительной (грубой) очистки топлива; топливоподкачивающего насоса 2 с устройством 1 для ручной подкачки топлива; топливного насоса 4 высокого давления; форсунок 6; электромагнитного клапана 8; факельной свечи 10; фильтра 12 для окончательной (тонкой) очистки топлива; топливопроводов низкого 3 и высокого 5 давления; топливоотводящих (дренажных) трубопроводов 9, 11, 14 и 15 с тройником 17; топливопроводов 7 и 13 для подвода топлива соответственно к электромагнитному клапану и топливному насосу; воздушных фильтров; трубопровода для подвода воздуха в цилиндры двигателя и отвода отработавших газов из них; глушители шума выпуска отработавших газов; указателя уровня топлива в топливном баке; регулятора частоты вращения коленчатого вала; педали газа с системой тяг для управления рейкой топливного насоса; автоматической муфты опережения впрыска топлива.
Рис.76. Схема системы питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320.
На отдельных двигателях устанавливают турбокомпрессор для подачи воздуха в цилиндры двигателя под давлением с целью повышения мощности двигателя и снижения токсичности отработавших газов.
Как работает система питания двигателя автомобиля КамАЗ-5320?
Во время работы двигателя топливо из топливного бака поступает по топливопроводу в фильтр предварительной очистки 18 (рис.76), очищается от грубых примесей и воды и топливоподкачивающим насосом под давлением 0,15-0,20 МПа по топливопроводу 3 подается в фильтры тонкой очистки 12, где окончательно очищается. Затем по топливопроводу 13 поступает в топливный насос высокого давления 4, который повышает давление топлива, дозирует его количество для каждого цилиндра в соответствии с порядком работы и нагрузкой двигателя и по топливопроводам 5 высокого давления подает в форсунки 6, которые впрыскивают топливо в цилиндры под давлением 18 МПа. Впрыскнутое топливо смешивается в цилиндре с нагретым при такте сжатия воздухом и испаряется. Образовавшаяся горючая смесь самовоспламеняется и сгорает. Совершается такт рабочего хода, во время которого тепловая энергия преобразуется в механическую, и в виде крутящего момента передается на колеса автомобиля.
Избыточное топливо, а вместе с ним и проникший в систему питания воздух отводятся через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным топливопроводам 11 и 14 в топливный бак 16. Топливо, просочившееся в полость пружины форсунки через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак по дренажным топливопроводам 9 и 15 с тройником 17.
Электромагнитный клапан 8 топливопроводом 7 соединен с насосом высокого давления и служит для подачи топлива под давлением 0,06-0,08 МПа к факельным свечам 10, установленным во всех впускных трубопроводах для подогрева воздуха при пуске двигателя в холодное время года.
Система питания других дизельных двигателей устроена и работает так же, если она разделенного типа.
В чем особенности системы питания неразделенного типа и где она применяется?
Система питания дизельных двигателей неразделенного типа применяется на дизельных двухтактных двигателях ЯАЗ-204, ЯАЗ-206. В этой системе насос высокого давления и форсунка объединены в одном при боре, называемом насосом-форсункой, что позволило повысить давление впрыскиваемого топлива до 140 МПа при 2000 об/мин коленчатого вала. Однако работа такого двигателя более жесткая, что снижает срок его службы, в нем отсутствуют топливопроводы высокого давления. Регулятор частоты вращения коленчатого вала двухрежимный. Он устойчиво поддерживает минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу и максимальную – на полных нагрузках двигателя.
*** Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система питания дизельного двигателя»
Общее устройство системы питания дизельных двигателей
Категория:
Автомобили и трактора
Публикация:
Общее устройство системы питания дизельных двигателей
Читать далее:
Общее устройство системы питания дизельных двигателей
Система питания дизельного двигателя должна обеспечивать точную дозировку и своевременную подачу топлива в’ каждый цилиндр через равные угловые интервалы, очистку воздуха, подаваемого в цилиндры, и удаление отработавших газов.
Наибольшее распространение на автомобилях и тракторах получили четырехтактные дизельные двигатели, системы питания которых мало отличаются друг от друга.
Эти двигатели имеют раздельную топливную аппаратуру, состоящую из систем низкого и высокого давления.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Система низкого давления включает в себя топливный бак (рис. 70), фильтр предварительной очистки топлива, фильтр тонкой очистки топлива, топ-ливоподкачивающий насос и топливопроводы низкого давления.
Система высокого давления состоит из топливного насоса высокого давления, форсунок и топливопроводов высокого давления.
Топливо из бака по трубопроводам и через фильтр грубой очистки подкачивающим насосом подается по трубке к фильтру тонкой очистки. Из фильтра в питающую полость насоса высокого давления топливо поступает по трубке, а затем по трубопроводу высокого давления в форсунку, а из форсунки впрыскивается в камеру сгорания. Избыток топлива после фильтра тонкой очистки поступает по з трубке на линию всасывания подкачивающего насоса.
Рис. 70. Схема системы питания дизельного двигателя трактора ДТ-75М.
Производительность подкачивающего насоса должна быть в 7—8 раз больше производительности насоса высокого давления, чтобы обеспечить надежную работу последнего. На подкачивающем насосе имеется дополнительный ручной насос, которым заполняют систему топливом и удаляют из нее воздух, а также подают топливо в пусковой подогреватель по трубке. В случае просачивания топлива между иглой и распылителем форсунки оно отводится от форсунки по сливным трубкам и в фильтр тонкой очистки. Воздух, необходимый для сгорания топлива, засасывается через воздухоочиститель.
Кроме указанных приборов в систему питания дизельного двигателя входят также впускной и выпускной трубопроводы, воздушный фильтр, глушитель шума выпуска, регулятор частоты вращения коленчатого вала, указатель количества топлива в баке, манометр и другие приборы.
Рекламные предложения:
Читать далее: Основные элементы системы питания дизельных двигателей
Категория: —
Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Системы питания дизельных двигателей
ВМТ – верхняя мертвая точка ГБЦ – головка блока цилиндров КШМ – кривошипно-шатунный механизм ТНВД – топливный насос высокого давления
Отличие бензинового и дизельного двигателей
На современных автомобилях могут устанавливаться бензиновые и дизельные двигатели. Раньше дизельные двигатели в основном применялись на грузовиках большой грузоподъемности и на тракторах. При их работе можно было наблюдать клубы черного дыма, которые вырывались из выхлопной трубы. Двигатель издавал довольно громкий звук, сопровождающийся стуком. Повышенный шум и вибрации были основными недостатками дизелей. Поэтому такие моторы не устанавливали на легковые автомобили. Современные дизельные двигатели по многим показателям способны конкурировать с бензиновыми моторами. По некоторым характеристикам дизеля серьезно превосходят бензиновые двигатели.
По конструкции бензиновые и дизельные двигатели почти одинаковы. Основное отличие дизеля от бензинового мотора – это использование более прочных материалов при изготовлении его деталей. Это необходимо потому, что дизельный двигатель во время работы испытывает более сильные нагрузки в отличие от своего бензинового собрата. Для повышения прочности некоторые детали изготавливают более массивными, что увеличивает вес мотора.
На дизельном двигателе степень сжатия несколько выше, чем на бензиновом. Поэтому блок цилиндров на дизеле выше, чем на аналогичном бензиновом моторе. С увеличением высоты блока цилиндров увеличивается высота кривошипа коленчатого вала и длина шатунов, что так же сказывается на утяжелении двигателя. Самым главным конструктивным отличием является система питания. На дизеле она кардинально отличается от системы питания бензинового мотора.
На бензиновом моторе топливовоздушная смесь готовится посредством смешивания паров бензина и воздуха. После этого смесь сжимается поршнем в цилиндре при его движении вверх, в ВМТ на свечу зажигания подается электрический ток, искра воспламеняет топливовоздушную смесь, и происходит рабочий ход. Во время работы бензинового двигателя для регулирования мощности нужно изменять количество топлива и количество воздуха, которые подаются для приготовления топливовоздушной смеси. При этом их пропорции должны строго соблюдаться. При недостатке или переизбытке одного из компонентов невозможна нормальная работа двигателя.
Для регулирования подачи воздуха в бензиновом двигателе во впускном воздушном тракте устанавливается дроссельная заслонка (на некоторых моторах подача регулируется другим способом). Подача топлива на современных бензиновых двигателях регулируется электронным блоком управления посредством увеличения или уменьшения времени открытия топливных форсунок. В результате чего изменяется количество топлива, которое впрыскивается за это время.
В дизельный двигатель топливо и воздух подаются раздельно. В воздушном тракте дроссельной заслонки нет (но иногда используется для аварийного отключения подачи воздуха). Чем больше подать воздуха в цилиндр, тем лучше и полнее произойдет сгорание дизтоплива. Топливо в дизельный двигатель подается через форсунки. Смешивания воздуха и топлива как такового не происходит. Воздух необходим для поддержания горения дизтоплива. Как же происходит воспламенение в дизеле? А вот тут самое интересное.
По каким-то причинам во многих источниках этот вопрос затрагивается поверхностно или раскрывается не достаточно точно, а в некоторых случаях не совсем верно. Простому обывателю не так просто понять, что же происходит в процессе воспламенения топлива в дизеле. Некоторые люди пишут, что топливо в дизеле воспламеняется от его сжатия. Если налить на поршень дизтоплива и вращать дизель стартером, в цилиндре воздух в такте сжатия начнет сжиматься и давить на эту «лужицу», но топливо никогда не загорится в цилиндре, хоть весь день крутите. Некоторые люди пишут, что топливо воспламеняется от сжатия воздуха в цилиндре. Пример выше… При таких условиях дизтопливо никогда не воспламенится.
В дизельном двигателе во время такта сжатия воздух в цилиндре разогревается до высокой температуры. Это происходит во время его работы или при запуске в идеальных условиях при плюсовой температуре окружающего воздуха. Некоторые ссылаются именно на высокую температуру сжатого воздуха в цилиндре. Что именно из-за высокой температуры сжатого воздуха дизтопливо самовоспламеняется. В этом есть доля правды, но процесс не раскрыт полностью. Попробуем разобраться в этом более подробно.
Дизтопливо, распыленное форсункой на мелкие частички в дизельном двигателе, воспламеняется в результате его нагрева от трения об сжатый воздух. Чем мельче частички топлива при его распылении, тем больше точек трения и, соответственно, легче воспламенение. Если же в цилиндр под большим давлением подать струю дизтоплива, воспламенения не произойдет, ибо точек трения очень мало. Разогретый воздух в цилиндре способствует лучшему воспламенению дизтоплива за счет более быстрого разогрева частичек топлива от трения. Но нужно понимать, что воспламенение происходит именно от трения. Для примера вспомните спичку и как её поджигают. Оказывается, все просто, достаточно вспомнить физические процессы, которые известны из школьного курса физики.
Плотность воздуха в цилиндре так же влияет на процесс воспламенения. Чем плотнее среда, которая образуется в такте сжатия, тем сильнее происходит трение. Если впрыснуть дозу дизтоплива в объем воздуха с атмосферным давлением, и, соответственно, с недостаточной плотностью, воспламенения не произойдет. И не произойдет воспламенения, если впрыснуть дизтопливо в бензиновый мотор. Степень сжатия в бензиновом моторе ниже, чем в дизеле. Существует некий порог, ниже которого дизтопливо не способно воспламеняться. Поэтому в дизелях степень сжатия выше по отношению к бензиновым моторам.
Системы подачи воздуха
Система питания дизельного двигателя включает в себя систему подачи воздуха и систему подачи топлива в двигатель. В зависимости от способа подачи воздуха в двигатель различают атмосферные дизеля и турбодизеля. В атмосферных моторах воздух поступает в цилиндры посредством всасывания во время такта впуска, то есть за счет естественного разряжения. В турбодизелях используется нагнетатель воздуха, в основном это турбокомпрессор, работающий от выхлопных газов.
На одном валу находится две крыльчатки. За счет выхода выхлопных газов одна из крыльчаток раскручивается и через общий вал вращение передаётся на вторую крыльчатку, которая создает поток воздуха и нагнетает его во впускной тракт двигателя. Так как во время прохождения горячих выхлопных газов через турбину нагнетаемый воздух может нагреваться, между турбиной и впускным коллектором иногда устанавливают интеркулер. Это теплообменник, который позволяет охладить нагнетаемый в двигатель воздух, что еще больше увеличивает его объем. Перед использованием воздух на любом двигателе очищается системой очистки. Это фильтры разных видов и конструкций.
Турбодизеля обладают большей мощностью в отличие от атмосферных моторов. За счет большего объема воздуха, который нагнетается в цилиндры, происходит более полное и быстрое сгорание топлива. Это способствует снижению расхода топлива и повышению мощности мотора. Так же снижается токсичность выхлопных газов. Так как скорость сгорания топлива в турбированном моторе выше, это позволяет увеличить максимальные обороты вращения двигателя, что положительно сказывается на его характеристиках.
Есть и несколько минусов при использовании турбин на дизелях. Сам турбокомпрессор подвергается воздействию высоких температур от выхлопных газов. Что требует использовать дорогостоящие термостойкие материалы при изготовлении турбины. На некоторых моделях дизелей турбина охлаждается жидкостью из основной системы охлаждения двигателя. Во время работы вал турбины раскручивается до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. Для увеличения срока службы пары трения используют износостойкие материалы, способные выдерживать огромные скорости вращения. Узлы вращения вала турбины обычно смазывают моторным маслом из общей системы смазки двигателя, что предъявляет серьезные требования к качеству моторных масел.
При использовании турбокомпрессора на двигателе его ресурс несколько сокращается по отношению к атмосферному двигателю. Это происходит из-за повышения нагрузок на основные механизмы двигателя. Так же повышается стоимость двигателя в целом. Этому способствует высокая стоимость самого турбокомпрессора, конструктивное усложнение систем охлаждения и смазки двигателя и увеличению воздушных трубопроводов. Несмотря на свои недостатки из-за большей экономичности и мощности турбодизеля все чаще устанавливаются на автомобили.
Камера сгорания
В зависимости от вида камеры сгорания различают камеры раздельного типа и камеры нераздельного типа. Раздельная камера сгорания представляет собой дополнительную камеру небольшого объема, которая соединяется каналом с верхней частью цилиндра. Эта камера обычно находится в полости ГБЦ. Топливо через форсунку впрыскивается именно в эту, так называемую, предкамеру. В момент воспламенения топлива продукты горения распространяются по соединительному каналу в цилиндр и давят на поршень.
Основным плюсом таких моторов является мягкость работы. То есть во время работы такого двигателя почти не слышен характерный «дизельный стук». Это обусловлено тем, что взрывная волна при воспламенении топлива образуется внутри предкамеры и не воздействует непосредственно на поршень. На таких моторах в распылителях форсунок было, как правило, одно отверстие, что упрощало и удешевляло их изготовление. Но были и минусы в такой конструкции. Это сложность изготовления самой предкамеры и её рубашки охлаждения.
Моторы с раздельными камерами сгорания обладали довольно высоким расходом топлива. Двигатели с нераздельными камерами сгорания получили большее распространение. Такие моторы чаще называют двигатели с непосредственным впрыском. То есть на них топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр в надпоршневое пространство. Камера сгорания может быть выполнена в днище поршня, в полости ГБЦ или частично там и там. По геометрической форме камеры сгорания могут быть разные. В некоторой степени это зависит от формы факела распыла топлива форсункой. Некоторые формы камеры сгорания способствуют образованию завихрений внутри цилиндра, что улучшает сгорание топлива.
Двигатели с непосредственным впрыском обладают рядом преимуществ по отношению к моторам с раздельными камерами сгорания. Самый главный показатель – это экономичность. Нераздельная камера сгорания имеет компактную форму, поэтому обладает малыми тепловыми потерями при работе двигателя. Это позволяет мотору быстрее выходить на рабочий тепловой режим и соответственно меньше тратить топлива. При нераздельной камере сгорания уменьшается высота ГБЦ и сложность её изготовления. Одним из минусов таких моторов является высокие ударные нагрузки, которые действуют на КШМ.
При использовании в форсунках распылителей с несколькими отверстиями малого диаметра удалось обеспечить более плавное горение топлива. Что послужило снижению ударных нагрузок, действующих на КШМ. Но производство таких форсунок довольно трудоемко и предъявляет к себе высокую точность изготовления, что сказывается на их стоимости. Тем не менее, именно моторы с непосредственным впрыском получили большое распространение в современном автомобилестроении. Такие моторы постоянно модернизируются и получают новые технологии, в частности по повышению прочности материалов КШМ.
Системы подачи топлива
На дорогах всего мира можно встретить автомобили с различными по конструкции системами подачи топлива. Некоторые из них устарели морально и физически. Эти системы не отвечают экологическим нормам по содержанию вредных выбросов в выхлопных газах. Тем не менее, такие автомобили выполняют свои функции. Существует несколько видов систем подачи топлива в дизельный двигатель.
Топливо из бака подается к ТНВД подкачивающим насосом. В подающем топливопроводе устанавливаются фильтры очистки топлива. Как правило, это двухступенчатая система очистки. На первом этапе топливо очищается от крупных примесей в виде мелких камешков, металлических обломков и так далее. Второй этап – это фильтр тонкой очистки, который улавливает все остальное, в том числе и воду. От ТНВД топливо подается к форсункам через трубки, которые способны выдерживать высокое давление.
ТНВД могут быть рядными и распределительными. Иногда встречаются V- образные, они схожи по конструкции с рядными насосами. Так же существуют так называемые магистральные насосы, о них чуть ниже… Рядные ТНВД могут иметь несколько плунжеров, которые создают давление топлива для индивидуальной форсунки. Насосы работают от вращения, имеют привод от двигателя, и вращение строго синхронизировано с положением поршней в ВМТ. Во время работы каждый плунжер обеспечивает повышение давления в подающей магистрали в нужный момент для каждого цилиндра двигателя. Форсунка имеет запорную иглу в распылителе, которая открывается от возросшего давления топлива. После открытия и впрыска топлива, давление в магистрали падает, и игла запирает отверстия распылителя. Все довольно просто устроено и работает механически.
Для увеличения подачи топлива в плунжере увеличивается давление, что увеличивает время впрыска топлива, а в итоге и его количество. Чтобы увеличить давление в плунжере насоса имеется специальная зубчатая рейка, которая при линейном перемещении поворачивает специальные втулки плунжеров относительно вертикальной оси. Тем самым отсечка происходит позже, в итоге повышается давление в топливной магистрали. Рейка соединяется с педалью газа механически или электроприводом. Такие ТНВД также имеют механический регулятор холостых оборотов и регулятор опережения момента впрыска топлива, который необходим при увеличении оборотов двигателя.
Насосы такого типа смазываются моторным маслом из общей системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества.
Системы питания топливом такого типа очень надежны. Они хорошо зарекомендовали себя за многолетнее применение и до сих пор могут применяться на дизелях. Но такие системы не обладают потенциалом в дальнейшем развитии. Для более мягкой работы дизеля и повышения экономичности следует повысить давление впрыска топлива. На таких системах повышать давление неограниченно нет возможности. Во время работы в определенный момент происходит резонанс в трубопроводах высокого давления. Поэтому увеличение давления может привести к разрушению трубок. Так же есть зависимость производительности насоса от оборотов работы двигателя, что негативно сказывается на тонкости распыления топлива в этом режиме.
Распределительный насос отличается от рядного насоса количеством плунжерных секций. Такие насосы могут иметь одну или несколько плунжеров, но их количество может не соответствовать количеству цилиндров двигателя, на которые они устанавливаются. Подача топлива распределяется специальным механизмом. В нужный момент топливо под высоким давлением подается на нужную форсунку в соответствии с тактом работы двигателя. Форсунки при этом могут использоваться такой же конструкции, которая описана выше. Насосы такого типа компактнее рядных насосов, поэтому чаще применяются на легковых дизелях. Механизм распределения подачи топлива довольно точно работает, что увеличивает мягкость работы двигателя. В отличие от рядных насосов производительность распределительных почти не зависит от оборотов двигателя.
Но есть в таких насосах и недостаток. Все детали внутри насоса смазываются дизтопливом, которое он подает к форсункам. Точность изготовления прецизионных пар довольно высока. Поэтому качество топлива влияет на долговечность работы насосов такого типа. При недостаточной смазке ускоряется износ деталей, а присутствие влаги в топливе достаточно серьезно уменьшает его ресурс.
Существуют системы, в которых насос высокого давления и форсунка объединены в один элемент. Что исключает применение трубопроводов высокого давления. Подкачивающий насос подает топливо сразу на насос-форсунку. На каждый цилиндр устанавливается индивидуальная насос-форсунка. В таких системах давление впрыска топлива может достигать нескольких сотен МПа, что увеличивает экономичность и уменьшает содержание вредных выбросов в выхлопных газах. Насос-форсунка приводится в работу от кулачков распределительного вала, что упрощает конструкцию двигателя в целом. Современные топливные системы такого типа, а существуют они довольно давно, имеют ряд новшеств.
Например, на некоторых двигателях с такой системой впрыск топлива разделен на несколько фаз. То есть топливо впрыскивается не одной порцией, а несколькими. Каждая из порций может отличаться по объему, что позволяет контролировать процесс сгорания топлива. В результате воспламенение происходит более мягко, снижая ударные нагрузки на КШМ, а токсичность выхлопных газов снижается за счет более полного сгорания топлива в цилиндрах. Минусом же являются высокая стоимость насос-форсунки и необходимость использовать топливо высокого качества.
Еще одна система питания топливом на дизельном моторе – это система Common Rail. В переводе с английского означает общая магистраль. На легковых двигателях разные бренды называют эту систему по-своему, но принцип работы у них схож. В роли общей магистрали выступает топливная рампа, в которой накапливается энергия давления. Из топливной рампы топливо подается на форсунки, открывающиеся электрическим импульсом. Чем-то напоминает топливную рампу бензинового мотора, но в дизеле давление в рампе составляет несколько сотен МПа. Такое давление создает магистральный насос высокого давления. Электрический импульс подается в нужный момент из блока управления двигателем.
Во время запуска двигателя магистральный насос начинает качать топливо и создается высокое давление в топливной рампе. На рампе расположен датчик давления, который измеряет давление топлива в ней. Блок управления считывает показания с этого датчика, и только при достижении определенного давления он подает импульс на открытие форсунок. Происходит запуск дизеля и дальнейшая его работа. Во время работы двигателя насос постоянно поддерживает высокое давление в топливной рампе, поэтому обороты двигателя не влияют на давление впрыска топлива, рампа выступает в роли накопителя. Электронный блок управления позволяет контролировать угол опережения впрыска и поддерживает обороты холостого хода мотора, что упрощает конструкцию насоса в отличие от ТНВД рядного типа.
Высокое давление впрыска позволяет добиться наилучшего распыления топлива и уменьшить его расход до феноменально малых показателей, сохраняя при этом высокую мощность двигателя. Легковой дизель объемом в 3 литра может потреблять топлива в городском режиме всего около 8-10 литров на 100 километров пробега. Крутящий момент дизельных двигателей выше, чем на аналогичных бензиновых моторах, он приближается к расчетным максимальным показателям почти с холостых оборотов. Бензиновые же достигают этого момента на максимально допустимых оборотах вращения коленвала.
В настоящее время легковые автомобили с системой впрыска Common Rail способны конкурировать по динамике разгона с бензиновыми моторами. Но потреблять при этом намного меньше топлива. Всю картину портит качество дизтоплива в нашей стране. В итоге выходят из строя насосы высокого давления и форсунки. Стоимость этих деталей довольно высока, поэтому экономия на расходе топлива сходит на нет при наступлении очередного ремонта топливной аппаратуры. Возможно, в скором будущем наши нефтеперерабатывающие заводы повысят качество выпускаемого дизтоплива. И каждый потенциальный клиент сможет выбрать для себя автомобиль именно с экономичным дизельным двигателем…
Автор: Александр Назаров
Система питания дизельного двигателя: схема и устройство
Дизельный двигатель существует более сотни лет. За время своего существования он претерпел серьезные изменения, хотя современные водители отдают предпочтение именно таким моторам из-за невысокой стоимости топлива и простоты обслуживания двигателя.
Чтобы разобраться, как работает автомобиль на дизельном топливе, в первую очередь необходимо выяснить, как работает система его питания. Соответствующие детали раскрыты в данной статье.
Основные функции системы питания дизельного двигателя
Главная функция системы питания дизельного двигателя – обеспечивать бесперебойную подачу топлива к цилиндрам. Кроме того, в данной системе происходит сжимание топлива и его дальнейшая подача к камерам сгорания. В процессе дизель смешивается с горячим воздухом. Благодаря этому происходит самовоспламенение (рисунок 1).
Примечание: Дизель отличается от бензина по многим критериям. Он обладает повышенной плотностью и повышенной смазывающей способностью.
Как уже говорилось выше, главная функция системы питания – своевременно подавать дизельное топливо. При этом система должна подавать только определенное количество топлива и только в конкретный цилиндр в строго предназначенное время.
Рисунок 1. Дизельные двигатели по многим показателям превышают бензиновые
На практике этот процесс осуществляется автоматически и занимает тысячную долю секунды, прием впрыск топлива проводится только в строго отведенное для этого вре мя.
Схема устройства питания дизеля
Система питания дизельного двигателя состоит из нескольких важных элементов, каждый из которых играет свою важную роль (рисунок 2).
К ним относятся:
топливный бак;
фильтры грубой и тонкой очистки топлива;
насос для подкачки топлива и насос высокого давления;
инжекторные форсунки;
трубопровод высокого и низкого давления;
воздушный фильтр.
Все элементы системы питания дизельного двигателя делятся на две большие группы: для подвода самого топлива, и для подвода воздуха. Самой популярной считается топливоподводящая аппаратура разделительного типа. Она включает отдельный топливный насос и форсунки.
Примечание: Подача топлива осуществляется через магистрали высокого и низкого давления.
Суть работы топливоподводящей аппаратуры следующая:
Магистраль низкого давления используется для хранения, фильтрации и подачи дизеля под низким давлением к насосу высокого давления
Посредством магистрали высокого давления обеспечивается подача и впрыск нужного количества топлива в камеру сгорания двигателя, причем в строго отведенный для этого момент.
Топливоподкачивающий насос передает топливо из бака к топливному насосу высокого давления. Предварительно дизель проходит грубую и тонкую очистку.
Далее топливо поступает к форсункам, расположенным в головках цилиндра. Именно они отвечают за распыление по камере сгорания.
Рисунок 2. Классическая схема мотора
Если к насосу высокого давления было подано слишком много топлива, излишек просто вернется в топливный бак по дренажным трубопроводам.
Особенности дизельного топлива
Требования к системе питания дизельного двигателя и к подобной группе моторов в принципе объясняется специфическими особенностями самого топлива (рисунок 3).
Примечание: По своему составу дизель представляет собой смесь керосиновых и газойлевых фракций соляры. По факту, дизельное топливо получают в процессе производства бензина из нефти.
Основными свойствами дизеля считаются:
Показатель самовоспламеняемости, который определяется цетановым числом. Как правило, оно находится в пределах 45-50 единиц. Лучшим считается топливо с максимальным показателем цетанового числа.
Дизельное топливо подается к цилиндрам холодным, но при смешивании с горячим воздухом самовоспламеняется под давлением, от контакта с горячим воздухом.
Дизельное топливо обладает более высокой плотностью, в сравнении с бензином. Благодаря этому дизель имеет повышенную смазывающую способность.
Рисунок 3. Дизельное топливо обладает многими преимуществами, но замерзает на морозе
Несмотря на то, что по многим показателям дизель лучше бензина, он способен застывать на морозе, и автомобилисту придется провести целый ряд манипуляций, чтобы завести машину.
Устройство системы питания дизельного двигателя
Кроме системы подачи топлива, описанной выше, существует неразделенный тип питания дизельных двигателей. Его применяют в машинах с двухтактными моторами (рисунок 4) .
Рисунок 4. Так работает система питания дизельного двигателя
В подобной системе топливный насос высокого давления и форсунка представлены одним устройством, которое носит название насос-форсунка. Такие моторы считаются устаревшими. Они работают очень шумно и жестко, и имеют непродолжительный срок службы. Кроме того, в их конструкции не предусмотрены топлепроводы магистрали высокого давления.
Как работает турбодизель
Отдельно следует остановиться на системе питания турбодизеля. Турбонаддув позволяет повысить мощность не только дизельного, но и бензинового двигателя без увеличения объема камеры внутреннего сгорания.
Примечание: Система подведения топлива в таких моторах в целом остается прежней, меняется только схема и способ подачи воздуха.
В дизельном двигателе наддув осуществляется посредством компрессора. Турбина использует энергию отработанных газов, а воздух в компрессоре сжимается, потом охлаждается и нагнетается в камеру внутреннего сгорания.
Использование турбодизеля имеет весьма практическую ценность. С помощью особой системы подачи топлива улучшается наполнение цилиндров воздухом. Это повышает эффективность сгорании порции поставляемого топлива. Благодаря этому эффективность устройства повышается примерно на 30%.
Принцип работы дизельного двигателя и системы его питания детально рассмотрены в видео.
Система питания дизельного двигателя — как она работает
Еще в далеком 1897 г. известный ученный Рудольф Дизель создал первый во всем мире работоспособный двигатель. Возможно, в то время он даже не догадывался, каким изменениям поддастся его творение. Самые существенные изменения в системе питания дизельного двигателя произошли в недавние годы. Именно эти изменения сделали эти двигатели более пригодными для применения не только на грузовых автомобилях, но и на повседневных легковых.
Автомобилистов всегда привлекали дизельные двигатели, так как они имеют более дешевое топливо, высокую экономическую составную, в сравнении с бензином. Тем не менее, широкое применение дизелей сдерживалось некоторыми недостатками, такими как повышенное дымление, большая сложность запуска холодного двигателя, а также высокий уровень шумности при его работе. И все же, революция дизельной системы переборола эти недостатки и данный тип двигателя вышел на новый, более качественный уровень.
Система питания дизельного двигателя обеспечивает непосредственную подачу чистого дизельного топлива к цилиндрам. Также, она сжимает топливо и подает в мелкораспыленном виде к камере сгорания, смешивая с горячим воздухом (от сжатия в цилиндрах) так, чтобы мог возникнуть процесс самовоспламенения. После завершения работы нужно очистить цилиндры от продуктов, возникших в результате сгорания.
Дизельное топливо имеет ряд отличий от бензина: высокая плотность дизеля и его смазывающая способность. Существует такой элемент «дизельной мозаики» как цетановое число, служащее для оценки возможности воспламенения дизельного топлива. Обычно, дизельное топливо имеет цетановое число в 45-50. Для современного дизельного двигателя предпочтительнее будет более высокое число.
У процесса смесеобразования в дизелях существует два варианта, которые обусловлены формой камеры сгорания. Первый вариант: топливо впрыскивается непосредственно в предкамеру (предварительную камеру). Второй вариант: впрыск топлива происходит конкретно в камеру сгорания, которая выполнена в поршне.
Таким образом, двигатели, которые были изготовлены в соответствии с первым вариантом, называются дизелями с разделенной камерой сгорания, а в соответствии со вторым – дизели с непосредственным впрыском. Дизели первого типа значительно мягче работают и, таким образом, снижают уровень шума. И все же, двигатели второго типа больше и чаще используются на автомобилях, так как их топливная экономичность выше примерно на 20%.
1. Система питания дизельного двигателя – основная функция
Основная функциональная задача системы питания двигателей как первого типа, так и второго у двигателей является непосредственная подача определенного количества топлива в определенный цилиндр и в конкретно установленное время. В дизелях с высоким количеством оборотов у легковых автомобилей процесс впрыска топлива в цилиндр занимает одну тысячную долю секунды. При этом, всего небольшая доза топлива впрыскивается туда.
Для того, чтобы облегчить запуск дизеля в холодное время довольно часто используются свечи накаливания. Они отличаются от зажигательных свечей тем, что являются обычными электрическими нагревателями холодного воздуха перед его подачей в цилиндры двигателя в момент его запуска. Необходимо, чтобы топливный бак соответствовал требованиям безопасности. Из топливного бака топливо поступает в нагнетательный трубопровод, откуда идет к топливному фильтру, это обеспечивает подкачивающий насос. Очищением топлива от потенциального загрязнения должен заниматься топливный фильтр, чтобы различные механические прошли дальше по всей дизельной системе. Также к топливному баку присоединяется сливной трубопровод, через который сливаются излишки топлива из форсунок.
Сложнейшим и самым дорогим устройством всей дизельной системы питания является топливный насос высокого давления. Его основная функция заключается в создании давления топлива. Помимо этого, он сам и распределяет его по тем соответствующим цилиндрам форсункам, которые, в свою очередь, соответствуют порядку работы всей двигательной системы. С насосом форсунки соединяются трубопроводами высокого давления и своей нижней частью они выходят в камеры сгорания. Распылитель (нижняя часть) имеет очень маленькое отверстие, которое нужно для того, чтобы поступление топлива в камеру сгорания происходило в распыленном виде, вследствие чего очень просто воспламенялось.
На выпускном трубопроводе двигателя устанавливается воздушный фильтр, который очищает воздух, поступающий в цилиндры.
Сам процесс впрыска топлива в цилиндры проходит немного раньше. Вследствие этого процесса происходит воспламенение топлива. Именно поэтому те свечи зажигания, которые присущи бензиновому автомобилю, напрочь отсутствуют в дизельном двигателе. Так само как и в бензиновом двигателе, сама схема дизельной системы питания включает в себя два ключевых момента, в период работы которых топливо подается вместе с воздухом. Для того, чтобы нагнать то нужной количество воздуха, в дизельных автомобилях используется турбокомпрессор. Он начинает свою работу с непосредственной помощью единого потока отработанных газов.
Назначение всей системы питания дизельного двигателя довольно просто. Оно заключается в обычном и своевременном обеспечении двигателя рабочей смесью. Главной задачей в таком случае является превращение в механическую энергию энергии топлива. Начало процесса являет собою засасывание топлива с помощью насоса под высоким давлением и его пропуска в топливном фильтре. Это делается для очистки от грязи и воды.
При отсутствии воздуха в системе осуществляется подача топлива. После этого происходит распределение этого же топливо в соответствующие цилиндры. С помощью форсунок производится непосредственная подача топлива в цилиндры. Для тотального отключения системы питания в автомобилях существует магнитный клапан.
2. Диагностирование системы питания дизельного двигателя – что смотреть в первую очередь?
Во всех автомобилях дизельного типа система питания двигателя вмещает в себя огромное количество различных агрегатов и приборов. Первоосновой является топливный бак, вслед за ним расположились фильтры для разно степенной очистки, а также разного рода насосы, высокого и низкого давления трубопроводы и система выброса выхлопных газов. Для нормальной и стабильной работы всех систем необходима своевременная диагностика неисправности системы питания дизеля.
На практике, большинство поломок возникают в системе топливной аппаратуры, которая работает под высоким давлением и с которой нужно начать свою проверку. Чтобы сначала диагностирование, а вскоре, и ремонт системы питания дизеля проходил правильно, нужно обращать внимание на все приборы, которые указывают в наибольшей степени о расходе топлива. Изначально происходит проверка фильтра, форсунок, воздухоочистителя, насоса подкачки и доставки топлива, которое происходит под очень высоким давлением. Также можно для большей уверенности проверить привод и регулятор частоты вращения.
3. Ремонт системы питания дизельного двигателя – как убрать неисправности вовремя?
Когда при диагностике были выявлены все неисправности, нужно запланировать их тотальное исправление. Таким образом, нужно провести разного рода техническое обслуживание. Главнейшим образом нужно проконтролировать работу фильтров. Необходимо очистить их от отстоя, а все фильтрующие элементы промыть. Если же повреждения достаточно серьезны, то нужно произвести капитальный ремонт.
Самое простой действие при ремонте заключается в элементарной проверке, а затем и очистке воздухоочистителя. С помощью манометра, который нужно подключить между фильтром для тонкой очистки и топливным насосом, нужно проверить низкое давление топлива в магистрали. Сама непосредственная работа насоса (подкачка топлива происходит под очень высоким давлением) должна обеспечивать единую и непоколебимую дозированную подачу дизельного топлива во все нужные форсунки по очереди.
При следующем техническом обслуживании данный насос может быть снятым и продиагностироваться на особом специальном стенда. После этого нужно провести все регулировочные работы и необходимые настройки. Во избежание поломок на пути автомобиля и аварий, нужно своевременно выполнять все мероприятия и вышеуказанные рекомендации.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как,
Facebook,
Вконтакте,
Instagram,
Pinterest,
Yandex Zen,
Twitter и
Telegram:
все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Принцип работы дизельного двигателя.
Принцип работы дизельного двигателя совсем иной, чем у мотора, работающего на бензине. Этим и объясняется принцип его питания. В двух словах – работа дизельного мотора строится на воспламенении топливной смеси от сильного сжатия, поскольку высокая температура вызывает ее возгорание.
Ремонт дизельных двигателей – дело не такое сложное, если знать, как он устроен, и на чем построена работа дизельного двигателя.
Порядок работы системы дизельного двигателя
Сначала цилиндры дизельного двигателя наполняются воздухом. Поршни в них движутся вверх, создавая очень высокое давление, от сжатия воздух раскалится до того, что дизельное топливо, будучи смешанным с ним, воспламенится.
Температура достигает максимального значения, когда поршень заканчивает движение вверх, затем дизтопливо впрыскивается посредством форсунки, она подает его не струйкой, а распыляет. Далее, из-за высокой степени нагрева сдавленного воздуха, воздушно-горючая смесь взрывается. Давление из-за взрыва достигает критической отметки и заставляет поршень опускаться вниз. На языке физики – совершается работа.
Система дизельного двигателя устроена так, что подает горючее в мотор, обеспечивая одновременно и несколько других функций.
Части системы дизельного двигателя, механизм его действия
Дизель состоит из:
бака для горючего,
насоса, подкачивающего дизтопливо,
фильтров,
топливного насоса, который подает горючее под высоким давлением,
свечи накаливания
основной части двигателя, которой является форсунка.
Подкачивающий насос отвечает за забор дизельного топлива из бака и отправляет его в топливный насос, а сам этот насос для подачи горючего под давлением – состоит из нескольких секций (их столько же, сколько двигатель ДВС имеет цилиндров – одна секция отвечает за обслуживание одного цилиндра).
Устройство насоса для подачи горючего под воздействием давления таково: внутри него по низу во всю длину располагается вал с кулачками, который совершает вращения от распредвала мотора. Кулачки воздействуют на толкатели, заставляющие функционировать плунжер (поршень). Поднимаясь, плунжер способствует давлению горючего в цилиндре. Таким образом и происходит выталкивание горючего посредством ТНВД в ту главную рабочую часть двигателя, которой и является форсунка.
Поступающему в магистраль дизельному топливу необходимо давление, чтобы продвинуться к форсунке для распыления через нее. Для этого и нужен поршень – он захватывает горючее внизу и продвигает к секционной верхушке. Поступающее под напором – горючее уже может качественно распыляться в камере сгорания. В этом насосе сила давления достигает 2000 атмосфер.
Одна из функций плунжера – контролировать объем подачи дизтоплива на форсунку своей двигающейся частью, открывающей и закрывающей канальца внутри него, эта часть соединяется с педалью, отвечающей за подачу газа в салоне машины. То, насколько открыты каналы подачи горючего и его объем – обусловлено углом, под которым повернут поршень. Его поворот осуществляет рейка, соединяющаяся с педалью газа.
Вверху насоса, подающего под давлением горючее, расположен клапан, он устроен так, чтобы открываться под давлением и захлопываться, если оно мало. Таким образом, когда поршень внизу, клапан – в захлопнутом положении, и горючее из шланга, к которому подсоединена форсунка, поступать в насос не может. Давление, образующееся в секции, достаточно для впрыскивания горючего в цилиндр, тогда топливо и доставляется по шлангу в форсунку, а она – производит распыление его в цилиндре.
Форсунка — назначение и виды
Очень часто ремонт дизельных двигателей связан с диагностикой работы форсунок и их починкой или заменой.
Они бывают двух видов:
управляемые механически
электромагнитные
В управляемых механически – отверстие, которое распыляет горючее, открывается в зависимости от силы давления в шланге. Ее отверстие закрывает игла, соединенная с поршеньком на верхушке форсунки. Пока не возникло давления, игла не позволяет горючему выйти через распылитель. Когда горючее поступает под напором, плунжер поднимается и оттягивает иголку. Отверстия распылителя раскрываются, и горючее выбрызгивается в цилиндр.
В нем установлены свечи накаливания, воспламеняющие горючее с воздухом. Они раскаляют воздух в специализированном отсеке, прежде, чем он окажется в цилиндре. По сути, свечи только облегчают запуск мотора ДВС, поскольку перед попаданием в цилиндр воздух уже достаточной температуры. Именно поэтому, когда на улице тепло, или если мотор еще не остыл после выключения зажигания, его запуск происходит и без участия свечей, а когда холодно – это невозможно.
Оснащенный электромагнитными форсунками дизель – более современный вариант. В таком случае – в насосе, подающем горючее, отсутствуют для каждого цилиндра своя секция, а шланг – один на все форсунки, и обеспечивает нужное давление и впрыск горючего сразу во все форсунки цилиндров ДВС.
При данной системе ДВС – на форсунки воздействуют электрические импульсы, поступающие от блока управления автомобилем: их клапаны, открывающие и закрывающие выходы для впрыска горючего – электромагнитные. Сам блок управления мотором считывает информацию со специальных датчиков, а затем дает команду электромагнитному управлению форсунками.
Такая система подачи топлива в дизельный двигатель еще и намного экономичней.
Форсунки начали использовать в производстве моторов еще в тридцатых годах XX столетия, их устанавливали сначала на авиамоторы, затем стали применять в двигателях гоночных машин. А массовое применение в автомобилестроении они получили лишь в семидесятые-восьмидесятые годы прошлого века. Тому послужили топливный кризис и осознание необходимости сбережения природы: чтобы сделать авто более мощными – специально переобогащали воздушно-горючую смесь, но это приводило к увеличению расхода топлива и переизбытку продуктов сгорания в газовых выхлопах автомобилей. И в 1967-м проблема была решена – тогда и была изобретена электромагнитная форсунка, в которой впрыск осуществляется электронной командой. Вне всяких сомнений, электроника всегда лучше механики, поскольку имеет перед ней массу очевидных преимуществ.
Система питания дизельного двигателя. Грузовые автомобили. Система питания
Система питания дизельного двигателя
В отличие от карбюраторных двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокой степени сжатия. Вследствие в цилиндрах двигателя создается температура превышающая температуру воспламенения дизельного топлива. Это отличие определяет особенности устройства системы питания дизелей. Все отечественные дизели унифицированы, т.е. многие детали кривошипно – шатунного механизма, газораспределительного механизма, а также приборы системы питания у них одинаковые. По сравнению с карбюраторными двигателями они более экономичны, надежны, а также способны работать на более дешевом и тяжелом топливе.
В дизельных двигателях осуществляется внутреннее смесеобразование. В цилиндры двигателя подается дозированная порция топлива под большим давлением. За счет перепада давлений между распыливающими отверстиями форсунки и камерой сгорания и происходит процесс впрыска топлива. Поршень находится почти в верхней мертвой точке, в сильно сжатый, достигающий температуры 600°С воздух, впрыскивается дизельное топливо, которое загорается без наличия свечи зажигания. С помощью топливного насоса высокого давления топливо подается из топливного бака, через топливный фильтр в систему питания двигателя. Топливо испаряется и смешивается с воздухом, что обеспечивает полное и быстрое сгорание топлива. Процесс начинается с момента впрыскивания топлива из распылителя форсункой и заканчивается полным сгоранием топлива. Топливный фильтр задерживает различные примеси и грязи. Топливо в систему подается только в том случае, если в системе нет воздуха, в насосе создается необходимое для впрыска давление и топливо распределяется по цилиндрам. Так как дизельное топливо не нуждается в зажигании и его цикл не прекращается при отключении напряжения в системе накального зажигания, в конструкции дизельного двигателя предусмотрен магнитный клапан. При выключении зажигания напряжение на нем исчезает, и канал поступления топлива закрывается. Масло для смазывания деталей топливного насоса подается под давлением из общей смазочной системы двигателя.
Процесс смесеобразования в дизельных двигателях включает в себя несколько стадий:
– распыливание топлива;
– развитие топливного факела;
– прогрев;
– испарение;
– перегрев топливных паров;
– смешивание топливных паров с воздухом.
К дизельному топливу предъявляются высокие требования по степени очистки топлива от механических примесей, перед заправкой топливо должно отстояться. Недостатком дизельных двигателей является слишком малое время необходимое на распыливание, смесеобразование и сгорание топлива, оно примерно в десять раз меньше, чем у двигателей с внешним смесеобразованием и равно 0,001 – 0,003 с. Топливо необходимо впрыскивать в строго определенные фазы цикла, что не всегда получается при работе дизеля на всех возможных режимах.
В дизельных двигателях наибольшее распространение получили две схемы подачи топлива: разделенная и неразделенная. В разделенной системе топливо от насоса высокого давления подается по топливопроводам к форсункам. В неразделенной системе топливный насос и форсунка объединены в один узел – насос – форсунку.
Рассмотрим принцип работы разделенной системы питания дизельного двигателя.
Во время работы двигателя топливо из топливного бака 1 засасывается топливоподкачивающим насосом 2 через фильтр грубой очистки топлива 6, где отделяются крупные механические примеси. Далее топливо нагнетается подкачивающим насосом, через фильтр тонкой очистки 3 в топливный насос высокого давления 4. Затем топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам 5, которые впрыскивают его в распыленном состоянии в камеры сгорания цилиндров двигателя. Несмотря ни на что, впрыскиваемое в камеру сгорания топливо, распределяется неравномерно и процесс сгорания происходит не полностью. Для более полного сгорания топлива, работа дизельных двигателей происходит при высоком коэффициенте избытка воздуха, что приводит к понижению среднего эффективного давления, литровой мощности и к увеличению веса двигателя. В топливный насос избыточное количество топлива подается подкачивающим насосом. Излишки топлива отводятся из топливного насоса по перепускной трубке во впускную часть подкачивающего насоса, через клапан, находящийся в штуцере топливопровода. Воздух в цилиндры подается через впускной коллектор (трубопровод), предварительно пройдя через воздухоочиститель (воздушный фильтр).
Топливо, впрыскиваемое форсунками, попадает в среду сжатого и нагретого воздуха, воспламеняется и сгорает. Отработавшие газы после сгорания, выходят из цилиндров двигателя через выпускной трубопровод и глушитель в окружающую среду.
Распрыскивание топлива и распределение его в воздушной среде камеры сгорания зависит от :
– конструктивных параметров двигателя;
– давления впрыска;
– особенностей процесса, протекающего в цилиндре двигателя;
– других факторов.
Энергетические и экономические показатели двигателя зависят от качества распыливаемого топлива, от того, как происходит процесс сгорания в двигателе.
К корпусу топливного насоса у дизельных двигателей в задней части установлен регулятор частоты вращения коленчатого вала . В зависимости от нагрузки двигателя он автоматически изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя и автоматически поддерживает частоту вращения коленчатого вала, заданную водителем.
Форсунки тонко распыливают топливо, подаваемое в камеры сгорания дизельного двигателя насосом высокого давления. Тонкость распыливания топлива характеризуется средним диаметром капель топлива.
Качество распыливания улучшается, если:
– повышается давление впрыска и увеличивается скорость струи;
– увеличивается противодавление воздуха, сжатого в камере сгорания;
– при переходе к меньшим диаметрам распыливающих отверстий форсунки.
Все детали форсунки размещены в стальном корпусе. Основная часть форсунки – корпус и игла.
Рис. Форсунка. А – устройство, б – схема работы, 1 – колпак, 2 – штуцер для топливопровода, 3 – сетчатый фи льтр, 4 – гайка распылителя, 5 – корпус распылителя, 6 – запорная игла распылителя, 7 – штифт, 8 – корпус, 9 – штанга, 10 – пружина, 11 – регулировочный винт, 12 – контргайка, А – канал, Б – камера распылителя.
Силой упругости пружины 10, передаваемой через штангу 6, игла прижата к внутренней конической поверхности распылителя и перекрывает выход топливу из полости к отверстиям распылителя.
Подъем запорной иглы производится автоматически, под давлением топлива, нагнетаемого насосом. Давление топлива действует снизу на иглу, превышает усилие пружины, стремящейся удерживать иглу в опущенном состоянии. Топливо поступает к соплам распыливающих отверстий и через них впрыскивается в камеру сгорания. Такой способ подъема запорной иглы называется гидравлическим.
Диаметр и расположение сопловых отверстий зависят от принятого способа смесеобразования и формы камеры сгорания. Размеры, взаиморасположение и качество изготовления сопловых отверстий в значительной мере предопределяют форму и направление струи, тонкость и однородность распыливания и равномерное распределение частиц распыленного топлива в камере сгорания.
Топливные баки дизельных автомобилей устроены так же, как и баки автомобилей с карбюраторными двигателями.
Топливные фильтры. Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, могущих вызвать повреждение или повышенный износ изготовленных с высокой точностью деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют.
На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра: грубой и тонкой очистки.
В фильтре грубой очистки установлен сетчатый фильтрующий элемент, состоящий из отражателя и латунной сетки с размерами ячейки 0.09 мм. Поверх сетчатого каркаса навит ворсистый, хлопчатобумажный шнур.
В корпус ввернута резьбовая втулка, на которой смонтирован фильтрующий элемент. Резьбовая втулка прижимает к корпусу распределитель потока топлива. На распределителе потока топлива равномерно расположены восемь отверстий.
Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку и отверстия распределителя. Часть топлива попадает под успокоитель, где остаются крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. Через отверстие в успокоителе, топливо поднимается вверх к сетчатому фильтрующему элементу, очищается от мелких примесей и поступает к отводящей трубке. Для периодического слива отстоя предназначена пробка.
В фильтре тонкой очистки установлен фильтрующий элемент с набивкой из минеральной ваты, пропитанной клеящим веществом. В отверстие крышки фильтра ввернут жиклер 9, через который часть топлива из корпуса фильтра по присоединенной к жиклеру трубке все время отводится в топливный бак. За счет этого в фильтре тонкой очистки и, топливопроводе, соединяющем фильтр с насосом высокого давления, поддерживается приблизительно постоянное давление.
В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 1, для слива из фильтра загрязненного топлива и попавшей с топливом воды. На крышке корпуса установлен продувочный вентиль, который служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя.
Воздушный фильтр по устройству и принципу действия аналогичен инерционно – масляным фильтрам карбюраторных двигателей. При использовании воздушных фильтров уменьшается изнашивание деталей цилиндропоршневой группы в несколько раз, поскольку они очищают воздух от пыли, в которой содержатся твердые частицы.
Топливный насос высокого давления служит для подачи в цилиндры дизеля в строго определенные моменты требуемого количества топлива под высоким давлением. Топливные насосы высокого давления классифицируются по трем основным признакам: конструктивному исполнению, методу дозирования количеств подаваемого топлива и числу секций.
Топливные насосы высокого давления должны обеспечивать:
– равномерное распределение топлива в камере сгорания;
– создание высокого давления впрыска, обеспечивающего тонкое распыливание топлива;
– точную дозировку порции впрыскиваемого топлива для подачи его в камеру сгорания двигателя;
– впрыск топлива в камеру сгорания в определенный момент рабочего процесса с требуемой продолжительностью;
– создание равных условий впрыска для всех цилиндров многоцилиндрового двигателя.
Топливные насосы бывают многосекционные и распределительные. Обычно у многосекционных насосов секции располагаются в одном корпусе в один или два ряда. Одна секция топливного насоса подает топливо только в один цилиндр.
Распределительные насосы имеют одну или две секции (кратное числу цилиндров).Каждая секция может подавать топливо сразу в несколько цилиндров.
Топливный насос низкого давления служит для подачи топлива к топливному насосу высокого давления.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Решения для генераторов
от EPS — источник энергии для двигателей
Как производитель дизельных генераторов EPS более 20 лет производит надежные, сверхмощные дизельные генераторы. Сегодня мы предлагаем широкий выбор моделей дизельных генераторов различных размеров и мощностей, как для мобильных, так и для резервных приложений:
Передвижные дизельные электрогенераторы от 9 кВт до 45 кВт.
Дизель-генераторы по индивидуальному заказу для более требовательных требований, в том числе резервные дизельные генераторы мощностью до 100 кВт.В некоторых случаях доступна опция 50 Гц.
Дизель-генераторы Kubota мощностью от 6,5 кВт до 14 кВт в одно- и трехфазной конфигурации.
К настоящему времени вы, возможно, задаетесь вопросом, как выбрать подходящий дизельный электрогенератор для ваших нужд. Следующая информация предназначена для того, чтобы помочь вам сузить круг выбора. Или, если хотите, свяжитесь с нами, и мы поможем вам в этом процессе.
Генератор какого размера мне нужен?
Правильный выбор дизельного электрогенератора требует согласования технических характеристик с реальными рабочими ограничениями.Если вы не примете во внимание эксплуатационные ограничения, вы с большей вероятностью столкнетесь с такими проблемами, как ложное отключение и сокращение срока службы генератора, даже если спецификации дизельного генератора могут показаться адекватными (на бумаге) для выдерживания нагрузки. Чтобы избежать проблем, следует учитывать три важных критерия:
Условия окружающей среды
Физическая установка
Подключенное оборудование
Условия окружающей среды
На производительность дизельного электрогенератора может серьезно повлиять среда, в которой он работает.По мере увеличения окружающей температуры, высоты и влажности доступная мощность любого двигателя уменьшается. Это, в свою очередь, снижает мощность генератора. Повышенная температура воздуха выше 104 градусов по Фаренгейту также снизит мощность самого генератора переменного тока. Для большинства применений переход на дизельный генератор следующего большего размера будет гарантировать, что достаточная мощность будет доступна для всех условий, но это не всегда так.
Физическая установка
Надлежащие потоки охлаждающего и вытяжного воздуха являются наиболее важным аспектом при физической установке.Недостаточный воздушный поток является наиболее частой причиной плохой работы дизельного электрогенератора и в некоторых случаях может привести к полному отказу генератора. Неинформированные пользователи часто совершают ошибку, непреднамеренно ограничивая поток воздуха в корпус генератора и из него, чтобы уменьшить шум. В результате они ограничивают производительность и возможности устройства. Очень важно отводить тепло от генератора переменного тока и системы охлаждения двигателя и не допускать его повторной циркуляции обратно в кожух.
Подключенное оборудование (нагрузки)
После рассмотрения условий окружающей среды и расхода воздуха следует проверить нагрузки, подключенные к генератору. Примеры типичных нагрузок включают кондиционеры, холодильники, освещение, зарядные устройства / инверторы аккумуляторов, аудио / видео оборудование и обогреватели. Простого сложения всех номинальных значений тока, указанных на паспортной табличке каждой нагрузки, недостаточно для правильного определения размера генератора. Например, «пусковой» ток двигателя и компрессора кондиционера будет намного выше, чем «рабочий» ток.Если учитывается только «рабочий» ток, выбранный дизельный электрогенератор может быть слишком мал для работы с нагрузкой. Требуются сложные инженерные расчеты, чтобы определить общую электрическую и механическую нагрузку, которая потребуется, чтобы все подключенное оборудование работало должным образом.
Как мне выбрать подходящий генератор?
Выбор подходящего дизельного электрогенератора может быть сложным процессом. В EPS мы хотим, чтобы у вас был лучший генератор для ваших нужд, и мы стремимся облегчить вам задачу.Наши специалисты по генераторам готовы помочь вам выбрать подходящий размер агрегата для вашего применения. Чтобы получить помощь, просто свяжитесь с нами или позвоните по телефону 1-800-374-7522.
Нужна замена более старому устройству? Позвоните нам, и мы объясним ваши варианты замены.
Преимущества дизельной энергосистемы
Покупая новую систему питания для своего бизнеса, вы обнаружите, что сегодня на рынке доступно множество вариантов. Хотя выбрать марку или модель достаточно сложно, самое важное решение, которое вам придется принять, — это источник топлива, используемый для работы генератора.Большинство промышленных предприятий выбирают энергосистему на природном газе или дизельном топливе. Хотя природный газ, безусловно, имеет явные преимущества, у дизельной энергосистемы есть ключевые преимущества.
Топливная эффективность
Поскольку цены на топливо продолжают колебаться, многие владельцы бизнеса обеспокоены своими расходами, особенно если учесть, что вам, возможно, придется держать генератор в рабочем состоянии в течение нескольких часов без перерыва во время отключения электроэнергии. Имейте в виду, что дизельное топливо имеет гораздо более высокую плотность энергии, чем газ, а это означает, что генератор будет работать с дизельным топливом дольше, чем с тем же объемом газа, и при почти незначительном повышении цены.Например, дизельный генератор мощностью 120 кВт обеспечивает топливную эффективность от 10,9 до 32,1 литра в час. Это намного лучше, чем то, что предлагают бензиновые двигатели. Вот почему дизельные двигатели — очевидный выбор для тяжелого оборудования, такого как промышленные генераторы.
Простота обслуживания
Дизель-генераторы
— отличный вариант для занятых профессионалов, потому что они крайне не требуют обслуживания. Это связано с тем, что для их включения требуется меньше компонентов. В отличие от бензиновых двигателей, в которых используется искровое зажигание, в дизельных двигателях используется сжатие.Воздух обычно втягивается в двигатель и подвергается сильному сжатию, в результате чего топливо нагревается и воспламеняется. С дизельным двигателем вам не нужно менять свечи зажигания или ремонтировать карбюратор. На один компонент в машине меньше — на одну потенциальную ремонтную работу меньше. В зависимости от модели дизельный агрегат может проработать до 30 000 часов, прежде чем потребуется какое-либо капитальное обслуживание.
Еще один важный момент, который следует отметить, это то, что дизельные двигатели работают с меньшими оборотами в минуту, чем бензиновые.Они делают это без ущерба для выходной мощности. Меньшее количество оборотов в минуту снижает общий износ, связанный с частой и продолжительной работой генератора.
Высокая прочность
Дизельные двигатели
спроектированы таким образом, чтобы выдерживать значительный износ на промышленных объектах. Дизельное топливо обладает самосмазывающими свойствами, что значительно увеличивает срок службы генератора. Однако, как и бензиновые двигатели, они требуют дополнительной смазки для поддержания их эффективности с течением времени.
Наличие меньшего количества компонентов по сравнению с бензиновым двигателем еще больше снижает вероятность поломки. Также хорошо отметить, что дизельные двигатели созданы для того, чтобы выдерживать очень высокие температуры, поэтому риск перегрева невелик, если система находится в хорошем состоянии. Простота двигателя и конструкция делают дизельные генераторы более прочными и надежными на рабочем месте.
Бесперебойное питание
Благодаря своей прочности, дизельные генераторы могут работать без сбоев в течение длительного периода времени.Это приводит к непрерывному энергоснабжению даже после нескольких часов отключения электроэнергии. Вы сможете поддерживать в рабочем состоянии все критически важные системы, не беспокоясь о высоких расходах на топливо. Без генератора ваш бизнес может понести значительные финансовые потери из-за спада производства. Отключение электроэнергии может длиться несколько дней, поэтому лучше подготовиться, вложив средства в дизельную систему, на которую можно положиться в непредвиденных обстоятельствах.
Сейф для хранения
Дизельное топливо безопаснее хранить, чем бензин, поскольку оно не так легко воспламеняется.Однако он все еще легковоспламеняющийся, поэтому с ним следует обращаться осторожно. Топливо следует хранить вдали от источников тепла на случай разлива. При правильном хранении вы можете ожидать, что ваше дизельное топливо сохранит свое качество дольше, чем бензин.
Увеличенный срок службы
Известно, что дизельные двигатели обычно служат дольше, чем аналогичные бензиновые двигатели. При правильном обслуживании ваш дизельный генератор может прослужить десять или даже два или три десятилетия! Если вы хорошо за ним ухаживаете, вы можете свести к минимуму риск дорогостоящего ремонта или необходимости замены вашей системы намного раньше, чем ожидалось.
Высокая мощность
Дизельные двигатели
часто используются в промышленных условиях, поскольку они способны без проблем справляться с огромными нагрузками. Когда питание отключится, вам не нужно будет выбирать, что включить. Установив генератор подходящего размера, вы сможете сохранить все свое важное электрическое оборудование в рабочем состоянии даже в случае отключения электроэнергии.
Есть ли недостатки у владения дизельной системой?
Хотя преимущества очевидны, у дизельных генераторов есть свои недостатки, о которых вам следует сообщить перед покупкой.Вот основные недостатки владения дизельной системой питания.
Высокая предоплата
Дизель-генераторы обычно стоят дороже, чем их газовые аналоги. Однако эта стоимость часто перевешивается тем фактом, что системы требуют меньшего обслуживания и меньше ремонтов, если за ними должным образом ухаживают.
Чрезмерный шум
Известно, что дизельные агрегаты
шумнее других типов энергосистем. Однако есть способы минимизировать шум на месте, например, установить вокруг системы звукопоглощающий кожух.Это гарантирует, что вы сможете воспользоваться преимуществами дизельного генератора, не беспокоясь о том, что он будет слишком шумно и отвлекать ваших сотрудников.
Повышенные выбросы
Дизельные двигатели выделяют углекислый газ и другие токсичные загрязнители, способствующие глобальному потеплению. Если вы покупаете дизельный генератор и чрезмерно беспокоитесь о его влиянии на окружающую среду, вам следует подумать обо всех различных способах снижения выбросов углекислого газа, например о сокращении потребления энергии.
Ваш энергетический партнер в Калифорнии
Дизельные генераторы доступны в различных размерах и спецификациях для коммерческих и промышленных предприятий. Выбор подходящего генератора для вашего предприятия будет в основном зависеть от потребностей, бюджета и индивидуальных предпочтений вашей компании. Если вы ищете дизельный генератор в Калифорнии, компетентные представители Valley Power Systems готовы рассмотреть ваши варианты. Свяжитесь с нами сегодня чтобы начать.
Не забудьте подписаться на нас в Facebook и Linkedin для получения дополнительных обновлений или связаться с нашим офисом для получения дополнительной информации.
John Deere Power Systems в сети DieselNet: дизельные двигатели и двигатели, работающие на сжатом природном газе
Промышленные двигатели
Заключительный уровень 4 / этап V
John Deere Power Systems имеет хорошие возможности для того, чтобы вести своих OEM-заказчиков в предстоящем переходе к сокращению выбросов, благодаря своему глобальному опыту, испытанному на практике. На каждом этапе последовательных нормативов выбросов John Deere предлагал решения, удовлетворяющие ключевые потребности клиентов. К ним относятся увеличение времени безотказной работы, низкие эксплуатационные расходы и гибкая интеграция.
John Deere долгое время придерживался структурного подхода к внедрению решений по снижению выбросов, и то же самое касается двигателей, готовых к Final Tier 4 / Stage V. Линейка двигателей John Deere оптимизирована для увеличения отклика по крутящему моменту, крутящего момента на низких оборотах, эффективности жидкости и обеспечивает высокую мощность на больших высотах. Модельный ряд двигателей John Deere, подготовленных к Final Tier 4 / Stage V, включает двигатели объемом 2,9 л, 4,5 л, 6,8 л, 9,0 л и 13,5 л с номинальной мощностью 36 — 448 кВт (48 — 600 л.с.).
Двигатель 13,6 л
Двигатель John Deere объемом 13,6 л, который также будет соответствовать стандарту Stage V, является выдающимся примером лидерства компании в предоставлении инновационных решений по снижению выбросов. При разработке этого двигателя John Deere придерживался принципа «чистого листа» и использовал проверенные технологии для оптимизации конечного продукта. Этот двигатель обеспечивает гибкость установки и компактную упаковку, что позволяет легко интегрировать машину. Благодаря этой конструкции John Deere продолжает обеспечивать повышенную производительность, надежность и долговечность, а также общую ценность для своих OEM-клиентов и конечных пользователей.Производство 13,6-литрового двигателя запланировано на будущее.
Последующая обработка: уменьшенные, оптимизированные и упрощенные
Производители оригинального оборудования получат выгоду от постоянных улучшений и усовершенствований продукции John Deere за счет сохранения тех же характеристик двигателя при меньшем размере корпуса. Технологии последующей обработки Final Tier 4 / Stage V от John Deere оптимизированы для гибкой интеграции и предлагают меньшую упаковку и вес по сравнению с предыдущими решениями Final Tier 4 / Stage IV.
John Deere также предлагает варианты доочистки ниже 174 л.с. для OEM-клиентов.В зависимости от области применения и требований заказчика интегрированная система контроля выбросов может быть оснащена сажевым фильтром DPF или без него, при этом соблюдая нормы выбросов. Кроме того, текущая линейка John Deere также предоставляет множество выбираемых опций. Это позволяет производителям настраивать свои двигатели, облегчая установку в существующие конструкции.
Приводные двигатели генератора
John Deere Power Systems предлагает обширную линейку резервных и основных приводных двигателей генераторов, которые соответствуют нормам по выбросам в объемах от 2 единиц.9л в будущее 13.6л. Двигатели с приводом от резервного генератора имеют номинальную мощность от 30 до 500 кВтэ и включают опции без сертификации по выбросам и Tier 3 Агентства по охране окружающей среды. Номинальная мощность привода основного генератора составляет 28-400 кВтэ, включая отсутствие сертификации по выбросам; ЕС Stage III A и Stage V; и варианты EPA Final Tier 4.
John Deere также предлагает две линейки двигателей для приложений EPA Final Tier 4 — одну с системой дополнительной обработки DPF, а другую без. Обе эти линии включают смещения от 4,5 л до 13.5л. Приоритетом для John Deere является удовлетворение потребностей своих клиентов в гибкости интеграции при соблюдении требований по выбросам.
John Deere — надежный партнер всех производителей комплектного оборудования для генераторных установок. Компания фокусируется на выпуске двигателей и силовых агрегатов без оборудования, уделяя первоочередное внимание потребностям своих OEM-партнеров. Кроме того, текущая линейка генераторов John Deere предлагает широкий выбор опций.
Судовые двигатели
John Deere Power Systems полностью подготовлена к удовлетворению потребностей своих глобальных морских заказчиков в морских силовых установках, генераторах и вспомогательных источниках энергии, разработанных в соответствии с требованиями различных международных морских директив.Полный модельный ряд судовых двигателей John Deere будет соответствовать нескольким нормам выбросов, с рабочим объемом от 4,5 до 13,5 л и диапазоном мощности от 54 до 750 л.с. (от 40 до 559 кВт).
Новейшие судовые двигатели объемом 4,5 л
Двигатель 4045SFM85 от John Deere обеспечивает высокое соотношение мощности и веса для ремонта и постройки новых лодок, а также идеально подходит для глиссирования и полувмещаемых корпусов. Он имеет два рейтинга для легких коммерческих судов, высокоскоростных правительственных судов и высокоскоростных прогулочных судов, в том числе рейтинг M4 с 275 л.с. (205 кВт) при 2600 об / мин и рейтинг M5 с 315 л.с. (235 кВт) при 2800 об / мин. об / мин.В двигателе используется турбонагнетатель с перепускным клапаном, который обеспечивает больший крутящий момент в диапазоне низких и средних оборотов, что наиболее заметно во время разгона судна, и имеет сменные гильзы цилиндров, что позволяет переоборудовать двигатель для увеличения срока службы.
Двигатель John Deere объемом 4,5 л пополнил линейку гребных двигателей John Deere Marine Tier 3. Рейтинги 4045SFM85 соответствуют нормам выбросов Уровня 3 для морских судов и Директиве II о прогулочных судах Агентства по охране окружающей среды США, а также стандартам Tier II Международной морской организации для коммерческих и развлекательных приложений.Двигатель ожидает одобрения Американского бюро судоходства, DNV GL, Lloyd’s Register и Bureau Veritas. 4045SFM85 будет единственным 4-цилиндровым бортовым дизельным двигателем мощностью 315 л.с., имеющимся на рынке, с сертификацией ABS.
Новейшие судовые вспомогательные двигатели
John Deere также представила морские двигатели 6090HFM85 и 6135HFM85, специально разработанные для судовых генераторных установок и вспомогательных агрегатов с радиаторным охлаждением. 6090HFM85 рассчитан на регулируемую скорость 325 л.с. (242 кВт) при 2000 об / мин и привод генератора и вспомогательную постоянную скорость 351 л.с. (262 кВт) при 1800 об / мин.6135HFM85 рассчитан на регулируемую скорость 500 л.с. (373 кВт) при 2000 об / мин и для привода генератора и вспомогательного устройства постоянной скорости 614 л.с. (458 кВт) при 1800 об / мин.
Вспомогательные двигатели объемом 9,0 л и 13,5 л хорошо подходят для вспомогательных систем с генераторной установкой, постоянной и регулируемой скоростью, особенно когда желательны или требуются мокрые коллекторы и сертификаты классификации морского общества. Номинальные характеристики обоих двигателей соответствуют нормам EPA Marine Tier 3 по выбросам и соответствуют стандартам IMO Tier II для коммерческого применения.Двигатели одобрены АБС.
Интегрированные силовые агрегаты
Двигатели, компоненты трансмиссии и силовая электроника от John Deere Power Systems известны своей долговечностью и надежностью. Кроме того, как один из немногих производителей двигателей, предлагающих компоненты для интегрированной системы трансмиссии, John Deere может предложить комплексное решение от двигателя до трансмиссии.
Производители оригинального оборудования получат выгоду от инвестиций John Deere в интеграцию этих систем в комплексные решения механической и электрической трансмиссии для мобильных внедорожных машин — повышение производительности, максимальное время безотказной работы и снижение эксплуатационных расходов.
О компании Deere & Company
Deere & Company (NYSE: DE) является мировым лидером в области предоставления передовых продуктов и услуг и стремится к успеху клиентов, чья работа связана с землей — тех, кто возделывает, собирает урожай, трансформирует, обогащает и строит на земле, чтобы удовлетворить резко возрастающая потребность мира в продуктах питания, топливе, жилье и инфраструктуре. С 1837 года John Deere поставляет инновационные продукты высшего качества, основанные на традициях добросовестности.John Deere Power Systems производит и продает промышленные дизельные двигатели мощностью от 30 до 448 кВт (от 40 до 600 л.с.) и судовые дизельные двигатели от 56 до 559 кВт (от 75 до 750 л.с.), а также компоненты трансмиссии для использования в различных внедорожные приложения.
С JDPS можно связаться по телефону 1-800-JD-ENGINE (1-800-533-6446) или по электронной почте [email protected]. Информация о полной линейке двигателей JDPS и компонентов трансмиссии доступна на сайте www.JohnDeere.com/jdpower.
Типы генераторов и двигателей и промышленное использование
Что такое дизельный двигатель?
Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания; более конкретно, это двигатель с воспламенением от сжатия.Топливо в дизельном двигателе воспламеняется путем внезапного воздействия на него высокой температуры и давления сжатого газа, содержащего кислород (обычно атмосферного воздуха), а не от отдельного источника энергии зажигания (например, свечи зажигания). Этот процесс известен как дизельный цикл по имени Рудольфа Дизеля, который изобрел его в 1892 году. Хотя традиционные генераторы с дизельными двигателями могут не вписываться в наше определение «альтернативных источников энергии», они по-прежнему являются ценным дополнением к удаленным источникам энергии или сети. вверх по системе.
Типы дизельных двигателей
Есть два класса дизельных двигателей: двухтактные и четырехтактные. Большинство дизельных двигателей обычно используют четырехтактный цикл, а некоторые более крупные двигатели работают по двухтактному циклу. Обычно ряды цилиндров используются в количестве, кратном двум, хотя можно использовать любое количество цилиндров, если нагрузка на коленчатый вал уравновешивается для предотвращения чрезмерной вибрации. Генераторные установки вырабатывают одно- или трехфазное питание.Большинству домовладельцев требуется однофазное питание, тогда как для промышленных или коммерческих приложений обычно требуется трехфазное питание. Дизельные двигатели-генераторы рекомендуются из-за их долговечности и более низких эксплуатационных расходов. Современные дизельные двигатели работают бесшумно и, как правило, требуют гораздо меньшего обслуживания, чем газовые агрегаты сопоставимого размера (природный газ или пропан).
Дизельные двигатели-генераторы — коммерческое / промышленное применение
Дизель-генераторы предназначены для удовлетворения потребностей малого и среднего бизнеса, помимо интенсивного использования в промышленности.Генератор — это революционный продукт, который обеспечивает доступ к чистой и доступной резервной энергии для миллионов предприятий, домов и малых предприятий. В наши дни снижение стоимости резервного питания и упрощение установки генераторов становится нормой.
Предприятия теряют деньги, когда закрываются во время отключения электроэнергии. Учитывая влияние значительной потери доходов, экономия от инвестиций в резервное питание является убедительной. Чтобы проиллюстрировать эту мысль: если розничный бизнес в среднем составляет 1000 долларов в час на кассе, потеря дохода во время длительного простоя будет очень высокой, не говоря уже о стоимости простоя сотрудников в течение этого времени.Однако дизельные генераторы исключают риск отключения электроэнергии. Добавьте к этому преимущества открытости, в то время как конкуренты без резервного питания отключены, и анализ затрат и выгод выглядит еще лучше. Инвестиции в генераторы — это простой способ сохранить доходы, обеспечить безопасность, избежать потерь и защитить прибыль.
Большинство современных генераторов спроектированы для удовлетворения потребностей в аварийном электроснабжении. Эти агрегаты непрерывно контролируют электрический ток и автоматически запускаются при прерывании подачи электроэнергии и отключаются при возврате коммунального обслуживания.В отраслях промышленности во время критических процессов генераторы могут по желанию обеспечивать аварийным питанием все жизненно важные и выбранные нагрузки. Это качество приводит к широкому использованию дизельных генераторов в развлекательных, жилых, коммерческих, коммуникационных и промышленных целях. Сегодня большинству современных больниц, пятизвездочных отелей, центров аутсорсинга бизнес-процессов, производственных предприятий, телекоммуникационных организаций, коммерческих зданий, центров обработки данных, аварийных служб, крупных промышленных предприятий и горнодобывающих компаний требуется бесперебойное электроснабжение и резервное дизельное топливо. двигатели-генераторы.
В дороге:
Подавляющее большинство современных тяжелых дорожных транспортных средств, таких как грузовики и автобусы, корабли, поезда дальнего следования, крупномасштабные портативные электрогенераторы, а также большинство сельскохозяйственных и горнодобывающих машин имеют дизельные двигатели. Однако в некоторых странах они не так популярны в легковых автомобилях, поскольку они тяжелее, шумнее, имеют рабочие характеристики, которые замедляют ускорение. В целом они также дороже бензиновых автомобилей.Современные дизельные двигатели прошли долгий путь, и теперь, когда в транспортных средствах используются системы прямого впрыска с турбонаддувом, трудно заметить разницу между дизельными и бензиновыми двигателями.
В некоторых странах, где налоговые ставки делают дизельное топливо намного дешевле бензина, очень популярны дизельные автомобили. Новые разработки значительно сократили различия между бензиновыми и дизельными автомобилями в этих областях. Дизельная лаборатория BMW в Австрии считается мировым лидером в разработке автомобильных дизельных двигателей.После долгого периода, когда в модельном ряду было относительно мало дизельных автомобилей, Mercedes Benz вернулся к дизельным автомобилям в 21 веке с упором на высокую производительность.
В сельском хозяйстве тракторы, ирригационные насосы, молотилки и другое оборудование работают преимущественно на дизельном топливе. Строительство — еще один сектор, который сильно зависит от дизельной энергии. Все бетоноукладчики, скреперы, катки, траншеекопатели и экскаваторы работают на дизельном топливе.
В воздухе:
Некоторые самолеты использовали дизельные двигатели с конца 1930-х годов.Новые автомобильные дизельные двигатели имеют соотношение мощности и веса, сравнимое с древними конструкциями с искровым зажиганием, и имеют гораздо более высокую топливную экономичность. Использование в них электронного зажигания, впрыска топлива и сложных систем управления двигателем также делает их намного проще в эксплуатации, чем массовые авиационные двигатели с искровым зажиганием. Стоимость дизельного топлива по сравнению с бензином вызвала значительный интерес к малым самолетам авиации общего назначения с дизельными двигателями, и несколько производителей недавно начали продавать дизельные двигатели для этой цели.
На воде:
Высокоскоростные двигатели используются в тракторах, грузовиках, яхтах, автобусах, легковых автомобилях, компрессорах, генераторах и насосах. Самые большие дизельные двигатели используются для питания кораблей и лайнеров в открытом море. Эти огромные двигатели имеют выходную мощность до 90 000 кВт, вращаются со скоростью от 60 до 100 об / мин и имеют высоту 15 метров.
Под землей:
Горнодобывающая промышленность и добыча полезных ископаемых во всем мире в значительной степени полагаются на дизельную энергию для использования природных ресурсов, таких как агрегаты, драгоценные металлы, железная руда, нефть, газ и уголь.Экскаваторы и буровые установки с дизельным двигателем выкапывают эти продукты и загружают их в огромные карьерные самосвалы или на конвейерные ленты, которые также работают на том же топливе. В целом на дизельное топливо приходится 72 процента энергии, потребляемой горнодобывающим сектором.
Как открытые, так и подземные горные работы полагаются на дизельное оборудование для извлечения материалов и погрузки грузовиков. Самым крупным дизельным оборудованием с резиновыми колесами, используемым в горнодобывающей промышленности, являются огромные внедорожники с двигателями мощностью более 2500 лошадиных сил, способными перевозить более 300 тонн груза.Эти гигантские грузовики, катящиеся по земле, просто зрелище.
В больницах
Аварийные резервные генераторы необходимы в любом крупном медицинском учреждении. Из-за критического характера работы, которую выполняют эти учреждения, и положения, в котором находятся их пациенты, перебои в подаче электроэнергии просто недопустимы. В течение многих лет как военные, так и государственные больницы полагались на промышленные генераторные установки, которые брали на себя работу всякий раз, когда отключалось электричество, будь то локальный сбой или крупное стихийное бедствие, такое как ураган или наводнение.
За центрами обработки данных
Компьютеры — это сердце современной индустрии. Когда серверы и системы выходят из строя, связь может быть потеряна, бизнес прекращается, данные теряются, рабочие сидят без дела, и почти все останавливается. По этой причине почти все коммуникационные и телекоммуникационные компании любого профиля обращаются к дизельным генераторам в качестве основного варианта резервного питания. Поскольку надежность их услуг затрагивает очень многих людей, у них действительно нет выбора, кроме как иметь надежный вариант резервного питания как для своего бизнеса, так и для клиентов, которых они обслуживают.
Резюме
Дизель используется в большинстве промышленных секторов, поскольку он обеспечивает большую мощность на единицу топлива, а его более низкая летучесть делает его более безопасным в обращении. Одна действительно захватывающая перспектива замены дизельного топлива бензином — это возможность полностью исключить потребление бензина. Большинство дизельных двигателей можно уговорить сжигать растительное масло вместо дизельного, и все они могут сжигать различные обработанные формы растительного масла без потери срока службы или эффективности.
С Generator Source ваш поиск экономичного и эффективного дизельного двигателя или генератора теперь заканчивается. Мы предлагаем один из самых больших в мире ассортиментов промышленных дизельных двигателей и генераторов. Чтобы получить дополнительную информацию, просто свяжитесь с нами сегодня!
Газовая турбина / Дизельные двигатели / Газовые двигатели | Ресурсы, энергия и окружающая среда | Продукция | IHI Corporation
IHI предлагает широкий спектр продукции для выработки энергии, включая газовые турбины, дизельные двигатели и газовые двигатели с энергосистемами простого цикла, когенерации и комбинированного цикла.Мы также предоставляем удаленный мониторинг, техническое обслуживание двигателя и другие услуги на протяжении всего жизненного цикла продукта. Мы добиваемся сокращения выбросов NOx и CO2 за счет использования газовых турбин с высоким КПД и низким уровнем выбросов. Поставляем газовые турбины для быстроходных судов и других морских судов. Мы также поставляем полный спектр дизельных двигателей, от больших двигателей, способных работать на средних и низких скоростях, до моделей малых и средних размеров, обеспечивающих низкие, средние и высокие скорости. В наш разнообразный модельный ряд входят дизельные двигатели для наземных генераторов.
Газотурбинные системы выработки энергии
Газотурбинная электростанция «LM6000»
Это электростанции класса 100 МВт, которые сочетают в себе две газовые турбины LM6000, два парогенератора с рекуперацией тепла и одну паровую турбину, чтобы производить самую эффективную в мире выработку электроэнергии, а также лучшие экологические характеристики и надежность.
Газотурбинная электростанция «ЛМ2500»
Это электростанции класса 20–30 МВт, в которых используется высокоэффективная и очень надежная газовая турбина LM2500, созданная на основе легкого и компактного авиадвигателя.
Системы когенерации
Газотурбинная когенерационная установка «IM270»
Это типичные энергосберегающие системы, которые вырабатывают 2 МВт мощности и 6 тонн пара в час за счет комбинации нашей оригинальной спроектированной и разработанной газовой турбины IM270 с высоким КПД и низким уровнем выбросов NOx и парогенератора-утилизатора.
Когенерационная система «IM400 IHI-FLECS»
Это системы когенерации класса 4–6 МВт и оригинальные системы когенерации IHI, которые могут изменять выработку как электроэнергии, так и тепла (пара) в соответствии с потребностями.Если есть избыток пара, он может быть преобразован в выработку электроэнергии для рекуперации энергии.
Двигатели среднего / большого размера
Двухтопливный двигатель «DU-WinGD 6X72DF»
Это двухтопливный двигатель, использующий технологии сгорания с предварительным смешиванием и обедненной смесью, которые считались технически сложными для низкооборотного двухтактного двигателя. Это большая особенность, позволяющая существенно снизить количество выбросов NOx двигателем.
Дизельный двигатель
«DU-Win GD 9X82»
Двигатели X — это двигатели нового поколения, которые разработаны и спроектированы с высокой эксплуатационной гибкостью, чтобы адаптироваться к различным условиям работы двигателя и удовлетворить требования более низкого расхода топлива.Двигатели 9X82 устанавливаются на контейнеровозы компании NYK 14 000 TEU в качестве главного двигателя. Эти двигатели 9X82 оснащены «двойной рейтинговой системой», которая включает функции оптимизации двух диапазонов мощности для работы с высокой и низкой нагрузкой. Эта «Двойная рейтинговая система» — лучшая в мире технология, которая позволяет судам значительно снизить потребление топлива и снизить выбросы CO2 для обоих диапазонов, что значительно способствует экономии эксплуатационной энергии при эксплуатации судна.
DU-S.E.M.T. Дизельный двигатель Pielstick
Четырехтактный среднеоборотный двигатель, используемый в качестве основного двигателя для больших паромов и патрульных катеров береговой охраны, а также в качестве генератора для наземных электростанций.
Дизельный двигатель NIIGATA «28AHX»
Дизельный двигатель — это «экологичный» среднеоборотный дизельный двигатель (от 2070 до 6660 кВт) следующего поколения, который, очевидно, соответствует нормам IMO Tier II NOx, а также ориентирован на будущее судовых двигателей.
Используемый на земле для генераторов (от 2000 до 6300 кВт), дизельный двигатель обеспечивает высокий КПД и низкий расход топлива мирового класса, используя как DO, так и HFO.
Двухтопливный двигатель NIIGATA «28AHX-DF»
28AHX-DF — это экологически чистый двигатель, соответствующий нормам IMO Tier III по NOx в газовом режиме.В нем используется сжигание чистого газа, что позволяет соблюдать новые правила без селективного каталитического восстановления (SCR).
Системы выработки энергии на газовых двигателях
НИИГАТА Газовый двигатель «28АГС»
Газовый двигатель вносит значительный вклад в сокращение выбросов CO2 за счет высокоэффективной работы с использованием природного газа и городского газа, а также низкокалорийных газов, таких как газообразные в плавильных печах. 2000–6000 кВтэ, серия AGS с зажиганием от свечи зажигания и серия AG с микропилотным зажиганием поставляются как в Японии, так и за рубежом в качестве стационарных генераторов энергии.
Силовые установки
Азимутальное подруливающее устройство NIIGATA «Z-PELLER®»
Z-PELLER® — самая популярная силовая установка на мировом рынке буксиров.Заказчики высоко оценивают этот силовой агрегат за его высокое качество и долговечность. Наша линейка Z-PELLER® предлагает непрерывную мощность от 735 кВт (1000 л.с.) до 3310 кВт (4500 л.с.), что позволяет нам реагировать на различные потребности клиентов.
Оборудование для впрыска топлива
Оборудование для впрыска топлива
NICO производит и поставляет так называемое оборудование для впрыска топлива, клапан впрыска топлива и насос впрыска топлива для 4-тактного двигателя Deisel для производителей двигателей, таких как отечественные производители двигателей, европейцы, корейцы и китайцы, а также компания Niigatra Power Systems, которая занимается производством двигателей. Материнская компания NICO.NICO также разрабатывает FIE с электрическим управлением (то есть CRS: Common Rail System), а также обычные механические FIE.
Ссылки
Запросы на продукцию
Прочие товары
Продукты
Консультации — Инженер по подбору | Понимание выбора топлива для системы резервного питания
Автор: Майкл Киршнер, Generac Power Systems, Вокеша, Висконсин.26 декабря 2012 г.
В первые дни коммерческого и промышленного резервного питания выбор топлива не был проблемой при выборе системы резервного генератора, потому что предпочтительным топливом всегда было дизельное топливо. Сегодня это не так. У инженеров и конечных пользователей есть несколько вариантов топлива на выбор, каждый из которых предлагает уникальные преимущества в различных областях применения.
Резервные генераторы энергии приводятся в движение двигателями внутреннего сгорания, которые, в свою очередь, работают на ископаемом топливе.Дизельное топливо используется в системах резервного питания на протяжении десятилетий. Все большее распространение получает газообразное топливо, такое как природный газ или жидкий пропан. Уникальное сочетание этих видов топлива обеспечивает дополнительные варианты топлива. Например, двухтопливные генераторы работают либо на природном газе, либо на парах сжиженного нефтяного газа, в зависимости от того, какое топливо доступно в данный момент. Двухтопливные генераторы работают одновременно на дизельном топливе и природном газе и используют преимущества каждого из них.
Бензин заметно отсутствует в этом списке, потому что, как правило, это плохой выбор топлива для систем резервного питания.Он не только чрезвычайно летуч по сравнению с дизельным или газообразным топливом, что затрудняет его хранение в больших количествах, но и по сравнению с дизельным топливом имеет значительно более низкую тепловую плотность. Кроме того, бензин нелегко использовать в сочетании с газообразным топливом. Таким образом, коммерческие и промышленные системы резервного питания редко — если вообще когда-либо — работают на бензине.
Дизельное топливо
Как упоминалось ранее, дизельное топливо было традиционным предпочтительным топливом для коммерческих и промышленных приложений резервного питания (см. Таблицу 1).Среди преимуществ дизельного двигателя — его высокий тепловой КПД, который может обеспечить низкие капитальные затраты на 1 кВт в приложениях с большой мощностью — обычно 150 кВт или более. Поскольку дизельное топливо необходимо хранить на месте, дизельные генераторы также могут обеспечивать резервное питание в отдаленных районах, которые не имеют преимуществ инфраструктуры природного газа. По той же причине сегменты рынка с критически важными приложениями, такие как больницы и центры обработки вызовов 911, часто выбирают дизельные генераторы, потому что топливо на месте помогает обеспечить надежность.Наконец, поскольку дизельное топливо так долго использовалось в системах резервного питания, на рынке бытует мнение, что дизельные двигатели являются наиболее надежными первичными двигателями для систем резервного питания.
Несмотря на широкое распространение, дизельное топливо имеет свои недостатки. Например, Агентство по охране окружающей среды США требует использования дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы (ULSD) во всех резервных генераторах. ULSD проходит дополнительные процессы очистки, что делает его менее стабильным, чем традиционное дизельное топливо.Если не проводить техобслуживание, дизельное топливо со временем разлагается. В течение первого года хранения он будет страдать от окисления, которое происходит, когда углеводороды реагируют с кислородом с образованием тонкого осадка и смолы. При попадании в двигатель эти загрязнения могут засорить топливный фильтр и топливные форсунки. Аналогичным образом микроорганизмы могут загрязнять топливо. Вода, которая может попасть в топливную систему в виде конденсата, способствует росту бактерий и грибков. Эти микроорганизмы фактически питаются самим топливом. Если дать им возможность расти, они могут образовывать студенистые колонии, которые также могут засорить топливные системы.Кроме того, их отходы имеют кислую природу, что может привести к коррозии топливного бака.
Это серьезные проблемы для приложений резервного питания. Генератору на дизельном топливе с емкостью бака, рассчитанной на 72 часа работы при полной нагрузке, может легко потребоваться около 20 лет, чтобы сжечь один бак топлива, при условии типичного уровня нагрузки 60%, еженедельных тренировок на холостом ходу и средних отключений электроэнергии всего 4 часа в год. Однако эти проблемы можно смягчить, внедрив план постоянного тестирования и обслуживания топлива, который регулярно удаляет воду и осадок из топливного бака.Для аварийных приложений техническое обслуживание топлива требуется в соответствии с кодом в NFPA 110: Стандарт для аварийных и резервных систем питания. Этот тип программы технического обслуживания увеличивает общую стоимость владения генераторной установкой, что также необходимо учитывать. Автоматические устройства для очистки топлива, которые состоят из насоса и системы фильтрации, увеличивают первоначальные затраты на резервную систему питания, но снижают текущие затраты на техническое обслуживание топлива. Планы обслуживания вручную обходятся дороже в долгосрочной перспективе.
Для некоторых применений дизельные генераторы также должны соответствовать более строгим стандартам выбросов Tier 4 для стационарных дизельных двигателей внедорожной техники, принятым Агентством по охране окружающей среды, с начальным вводом в эксплуатацию в 2011 году.Однако правило уровня 4 влияет на «аварийные» и «неаварийные» генераторы по-разному, потому что время работы — и, следовательно, выбросы — для каждого из них, как правило, очень разные. EPA определяет аварийный генератор энергии как «генератор, единственной функцией которого является обеспечение резервного питания при отключении электроэнергии от местной электросети». Для аварийных приложений требуется только соответствие EPA Tier-2 / Tier-3. Для сравнения, неаварийный генератор — это генератор, который не используется исключительно для аварийного питания, например, для управления нагрузкой / снижения пиковых нагрузок.В неаварийных приложениях применяются требования Уровня 4 по выбросам. Таким образом, при рассмотрении дизельного топлива в качестве топлива в резервной энергосистеме необходимо учитывать влияние приложения на требования к выбросам от генератора.
По сравнению с газообразным топливом текущие затраты на дизельное топливо (и бензин) относительно высоки. Высокая стоимость барреля сырой нефти, а также дополнительные правила EPA по выбросам двигателей увеличили общую стоимость как дизельных двигателей, так и топлива. По состоянию на май 2012 года стоимость дизельного топлива для внедорожников составляла примерно 3 доллара.46 / галлон (оценка основана на средней стоимости галлона дорожного дизельного топлива по данным Управления энергетической информации США за май 2012 г., за вычетом оценки стоимости государственных и федеральных акцизных сборов, которые применяются только к трасса солярка). Для сравнения, коммерческие цены на природный газ в мае 2012 года составляли 8,09 долларов за тысячу кубических футов (по данным Управления энергетической информации США). Дизель-генератор мощностью 150 кВт, работающий в течение 24 часов на дизельном топливе при полной нагрузке, вероятно, потребляет 260 галлонов или около 900 долларов дизельного топлива.Аналогичный блок, работающий на природном газе, работающий с полной нагрузкой в течение того же времени, вероятно, потребляет около 48 000 кубических футов, или около 388 долларов США. Таким образом, при рассмотрении дизельного топлива для системы аварийного резервного питания, учитывайте среднюю продолжительность отключения электроэнергии, которая повлияет на приложение, чтобы спрогнозировать затраты на топливо и определить, являются ли они приемлемыми.
Природный газ
В прошлом использование газообразного топлива в промышленных приложениях резервного питания не применялось из-за экономической эффективности, удельной мощности и представлений о долговечности и надежности топлива.Однако последние технологические инновации изменили это. Эти инновации включают упрочненные клапаны и седла, а также оптимизированные топливно-воздушные смеси. Оптимизация частоты вращения двигателя стала значительным улучшением. Исторически генераторы были сконфигурированы для прямого подключения к четырехполюсному генератору переменного тока, который ограничивал частоту вращения двигателя до 1800 об / мин. Внедряя трансмиссию с шестеренчатым приводом или двухполюсные генераторы переменного тока, производители генераторов смогли оптимизировать мощность и производительность двигателей с искровым зажиганием.Это улучшило переходные характеристики, снизило нагрузку на подшипники двигателя и увеличило удельную мощность. Одним словом, это означает более мощные двигатели и снижение капитальных затрат.
В частности, что касается природного газа в качестве топлива для резервных энергосистем, ключевым преимуществом является длительный срок службы (см. Таблицу 2). Поскольку природный газ поставляется коммунальным предприятием, а не хранится в ограниченном количестве на месте, дозаправка не является проблемой, независимо от продолжительности отключения электроэнергии. Именно это преимущество, в частности, является ключевым аргументом в пользу решений резервного питания для жилых помещений.
Природный газ более экологичен, чем дизельное топливо. Двигатели, работающие на природном газе, не только выделяют меньше NO X и твердых частиц, чем сопоставимые двигатели, работающие на дизельном топливе, они также позволяют избежать проблем с герметизацией топлива и экологических проблем, связанных с хранением больших количеств дизельного топлива. Кроме того, поскольку это газ, его утечка не вызывает беспокойства. По этим причинам местные правила, применимые к сдерживанию топлива, значительно менее строги, чем правила для двигателей, работающих на дизельном топливе, что значительно снижает затраты на соблюдение этих требований.
Автомобильные двигатели с искровым зажиганием также более доступны в больших объемах, что делает их более экономичными компонентами для производителей генераторов. Кроме того, они, как правило, более экономичны, чем дизельные двигатели аналогичного размера. Это означает, что системы резервного питания на газовом топливе, как правило, имеют меньшую стоимость за кВт в приложениях с резервным питанием с одним двигателем 150 кВт и ниже. Для приложений с более высокой мощностью газовые генераторы могут быть сконфигурированы так, чтобы объединить их выходную мощность в интегрированном подходе к параллельному подключению генераторов (см. Рисунок 1).Их общая экономическая эффективность в сочетании с преимуществами надежности и масштабируемости, обеспечиваемыми интегрированным параллельным подключением (по сравнению с одним очень большим дизельным генератором), может сделать их привлекательными альтернативами даже в крупных приложениях. В приложениях, требующих, чтобы генератор принял на себя аварийную нагрузку в течение 10 секунд, систему можно настроить так, чтобы первый подключенный генератор был достаточно большим для этой нагрузки. Этот первый генератор может удовлетворить требование 10 секунд, в то время как остальные генераторы могут подбирать другие категории нагрузки.
Длительное время работы природного газа, к сожалению, приводит к очевидным недостаткам: он доставляется коммунальным предприятием, и, как таковой, его доступность находится вне контроля предприятия. Многие компетентные органы предпочитают хранение топлива на месте (AHJ), потому что вопрос о его доступности не возникает. Как правило, этого требует NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс, статья 700: Аварийные системы для нагрузок аварийных систем во многих муниципалитетах. В то время как природный газ в основном доставляется по подземным трубопроводам, на которые обычно не влияют суровые погодные условия, вырывающие электроэнергию, инфраструктура природного газа не является надежной на 100%.Инженеры должны работать с местной газовой компанией и AHJ, чтобы понять надежность газовой инфраструктуры по сравнению с местным дизельным топливом. Также работайте с владельцем системы, чтобы убедиться, что на объект не распространяется политика ограничения, которая может перекрыть подачу природного газа на усмотрение местного коммунального предприятия. Нередко надежность природного газа бывает благоприятной во многих сферах применения, когда полностью осознаются проблемы заправки и порчи топлива.
НД топливо
Системы резервного питания, работающие на сжиженном нефтяном топливе, могут работать в конфигурациях с жидким или паром сжиженного нефтяного газа.Пары НД, пожалуй, более распространены в системах резервного питания (см. Таблицу 3). Все общие преимущества газового топлива, описанные ранее, применимы и к топливу LP, включая более низкую стоимость киловатта в однодвигательных приложениях с резервной мощностью 150 кВт и ниже. Как топливо с искровым зажиганием, LP топливо используется в двигателях автомобильного типа, адаптированных для его использования.
Помимо общих преимуществ LP как газообразного топлива, LP необходимо хранить на месте, как и дизельное топливо. Таким образом, сжиженный нефтяной газ может стать приемлемой альтернативой дизельному топливу в виде газообразного топлива для приложений, требующих местного топлива.Инженеры-консультанты также должны изучить этот вопрос со своими клиентами, прежде чем выбирать дизельное топливо. LP соответствует тем же требованиям, предъявляемым к работе на объекте, но не вызывает опасений по поводу порчи топлива.
Недостатки сжиженного нефтяного газа действительно создают большие проблемы при проектировании системы. Независимо от того, работает ли система в конфигурации жидкого или парообразного НД, топливо НД хранится под давлением в виде жидкости. В конструкциях с паровым топливом НД это жидкое топливо должно вводиться в камеру сгорания двигателя в виде пара.Поскольку его температура кипения составляет -44 F, испарение происходит естественным образом внутри топливного бака при температуре окружающей среды. Однако управление этой скоростью кипения (скорость, с которой жидкое топливо низкого давления превращается в пар) является конструктивным соображением. При реализации систем резервного питания паров НД необходимо учитывать температуру окружающей среды, размер топливного бака НД и уровень расхода топлива генератором.
Для сравнения, системы резервного питания, работающие на жидком низком давлении, не полагаются на естественное испарение низкого давления внутри топливного бака для подачи необходимого количества топлива в генератор.Вместо этого для этих систем требуется испаритель для преобразования жидкости под давлением в пар в достаточных количествах перед подачей ее в двигатель генератора для сгорания. Испарители позволяют подбирать резервуары по времени работы, а не по скорости кипения. Обычно испаритель встроен в внешний генератор. Однако это не тот случай, когда генератор находится внутри здания. Поскольку большинство строительных норм и правил не допускают использование жидкого сжиженного нефтяного газа внутри здания, будь то хранилище или трубопровод, испаритель должен быть установлен вне помещения.Испаритель требует некоторой формы тепла, генерируемого изнутри или извне.
Двух- и двухтопливные системы
Один из способов смягчить проблемы надежности, которые неизменно возникают при обсуждении топлива на месте по сравнению с топливом, поставляемым коммунальными предприятиями, — это указать систему, в которой используются оба топлива — либо по одному, либо одновременно. Этим критериям соответствуют двухтопливные и двухтопливные системы (см. Таблицу 4).
Как упоминалось ранее, двухтопливная система может работать либо на парах сжиженного нефтяного газа, либо на природном газе, в зависимости от того, что доступно в данный момент.Система обычно запускается и работает на природном газе, и если подача этого топлива прерывается, она переключается на местный источник топлива LP. Эта конфигурация очень популярна для генераторов мощностью до 150 кВт.
Для более крупных приложений привлекательным вариантом является двухтопливная система, которая одновременно сжигает дизельное топливо и природный газ в одном двигателе (см. Рис. 2). Двухтопливные генераторы запускаются на 100% дизельном топливе, которое воспламеняется при температуре от 500 до 750 F и служит пилотным топливом.После выполнения определенных критериев, таких как принятие электрической нагрузки, контроллер генератора вводит природный газ в топливную смесь. При сгорании дизельного топлива происходит воспламенение природного газа, температура воспламенения которого намного выше — от 1150 до 1200 F. Поскольку контроллер генератора добавляет природный газ, функция регулирования нормальной скорости двигателя снижает количество дизельного топлива, поступающего в двигатель. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная топливная смесь, обычно 75% природного газа и 25% дизельного топлива.Если нагрузка увеличивается, переходный процесс сначала будет устраняться с помощью дизельного топлива, после чего природный газ будет добавлен обратно в систему, чтобы соответствовать новому более высокому уровню нагрузки.
Двухтопливные генераторы извлекают выгоду из преимуществ надежности как дизельного, так и газового топлива, сводя к минимуму их соответствующие недостатки. Первоначальные затраты на двухтопливные генераторы обычно на 15-30% выше, чем у дизельных генераторов. Однако, поскольку природный газ, а не дизельное топливо, является преобладающим топливом в двухтопливном генераторе, время работы увеличивается, а требования к хранению топлива на месте (и связанные с ними затраты на техническое обслуживание) снижаются.Кроме того, поскольку топливо на месте остается частью системы, повышается надежность. В случае отказа подачи природного газа — из-за того, что он был отключен от электросети или по иным причинам — генератор может работать на 100% дизельном топливе.
Заключение
Прошли те времена, когда все системы резервного питания работали исключительно на дизельном топливе. Хотя дизельное топливо остается популярным источником топлива, инженеры и конечные пользователи могут выбирать из нескольких дополнительных вариантов топлива: природный газ, топливо сжиженного нефтяного газа (жидкое и парообразное), двойное топливо (природный газ или пар сжиженного нефтяного газа) и биотопливо (природное топливо). газ и дизель работают одновременно).Каждый из них предлагает уникальные преимущества. Инженеры-консультанты должны найти время, чтобы узнать, как можно применить каждый из этих источников топлива, чтобы они могли дать наилучшие рекомендации своим клиентам. Как всегда, обязательно проконсультируйтесь с местным AHJ, чтобы понять его политику в отношении использования определенного топлива в той или иной области применения. Знание ваших вариантов сделает эти беседы более плодотворными.
Кирхнер — менеджер по технической поддержке компании Generac Power Systems, Вокеша, Висконсин, где он поддерживает и обучает всем промышленным продуктам.Он получил степень бакалавра электротехники и степень магистра делового администрирования в Университете Висконсина. Он работает в компании Generac Power Systems с 1999 года.
Библиография
Зейтц, Джон С., Расчет потенциала выбросов (PTE) для аварийных генераторов. Меморандум, Агентство по охране окружающей среды США, 1995 г.
Дизельный генератор — Energy Education
Дизельный генератор, принадлежащий и управляемый Yukon Energy в Уайтхорсе Юкон, Канада [1]
Дизель-генераторы — очень полезные машины, вырабатывающие электричество путем сжигания дизельного топлива.В этих машинах для выработки электроэнергии используется комбинация электрического генератора и дизельного двигателя. Дизельные генераторы преобразуют часть химической энергии, содержащейся в дизельном топливе, в механическую энергию посредством сгорания. Эта механическая энергия затем вращает кривошип, чтобы произвести электричество. Электрические заряды индуцируются в проводе, перемещая его через магнитное поле. В электрическом генераторе два поляризованных магнита обычно создают магнитное поле. Затем вокруг коленчатого вала дизельного генератора много раз наматывается провод, который помещается между магнитами и в магнитном поле.Когда дизельный двигатель вращает коленчатый вал, провода перемещаются в магнитном поле, что может вызвать электрические заряды в цепи. Общее практическое правило заключается в том, что дизельный генератор будет использовать 0,4 л дизельного топлива на 1 кВт · ч произведенного. Используемый дизельный двигатель по сути является двигателем внутреннего сгорания. В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель использует теплоту сжатия для воспламенения и сжигания топлива, впрыснутого в камеру впрыска. Как правило, дизельные двигатели имеют самый высокий тепловой КПД среди двигателей внутреннего сгорания, что позволяет достичь приблизительного процента КПД Карно.Дизельные двигатели могут работать на многих производных сырой нефти. Топливо, которое дизельный двигатель может использовать для сгорания, включает природный газ, спирты, бензин, древесный газ и дизельное топливо. [2]
Универсальность
Дизель-генераторы используются во многих универсальных приложениях по всему миру. Обычно они устанавливаются в сельской местности, где они подключены к электросети и могут использоваться как основной источник энергии или как резервная система. Дизель-генераторы также могут использоваться для компенсации пиковой потребности в мощности в сети, потому что их можно быстро включать и выключать, не вызывая задержки.Генераторы, используемые в жилых помещениях, могут иметь диапазон от 8 до 30 кВт, а генераторы, используемые для коммерческих помещений, могут варьироваться от 8 кВт до 2000 кВт. На больших кораблях также используются дизельные генераторы для вспомогательных целей, которые могут варьироваться от фонарей, вентиляторов и переключателей до дополнительной мощности двигательной установки.
Ученые показали, что создание микродвигателя внутреннего сгорания возможно — Газета.Ru
Ученые из Ярославского филиала Физико-технологического института (ЯР ФТИАН) РАН изучают механизм спонтанной реакции между водородом и кислородом в нанопузырьках, образованных путем электролиза воды при комнатной температуре. Принципиальное понимание этого процесса позволит построить быстрый и сильный микродвигатель. Работа ученых опубликована в журнале Scientific Reports. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.
«Для ноутбуков и прочих мобильных устройств мы используем электрохимические батареи, в которых запасено энергии в десятки раз меньше, чем в любом автомобильном топливе того же объема. Почему же мы не применяем микродвигатели внутреннего сгорания для гаджетов? Фундаментальная проблема в том, что реакции горении гаснут в малых объемах из-за быстрого ухода тепла. В нашем проекте мы предлагаем решение этой проблемы», – комментирует исследование руководитель гранта РНФ, кандидат физико-математических наук Виталий Световой.
В своей работе ученые наблюдали горение водородно-кислородной смеси в микропузырьках (размером 40 микрон), которые образуются путем слияния нанопузырьков при специальном режиме электролиза воды. Этот процесс горения, протекающий при комнатной температуре, имеет взрывной характер и сопровождается ясно слышимым звуком. Механизм этой спонтанной реакции в нанопузырьках пока точно не установлен, однако ученые в своей работе детально изучают этот процесс. Исследователи связывают возможность горения с поверхностью, роль которой возрастает для малых объемов.
«Конечная цель нашего проекта — создание компактного, но обладающего достаточной удельной мощностью микронасоса, который может служить двигателем, например, для анализа крови на микрочипах или подобных устройствах медицинской направленности. Не в каждом медицинском кабинете или в полевых условиях имеется компрессор, позволяющий нагнетать давление. Энергию взрыва пузырьков в рабочей камере насоса можно использовать для толкания жидкости по микроканалам», — объясняют ученые.
Микродвигатель внутреннего сгорания
Интернацональная группа, в составе которой находятся ученые из Голландии, Германии и России, произвела принципиально новый микродвигатель, функционирование которого происходит при помощи реакций горения, окисления и водорода. Издание Scientific Reports опубликовало работу, в которой научные сотрудники разъясняют принципы действия нового микродвигателя внутреннего сгорания и детально показывают перспективы применения инновации, которую можно будет использовать при создании сложных электрическо — механических микросистем и микромашин.
В последнее время тенденция миниатюризации разнородных устройств увеличивается — от электроники до нано и микро — систем. Многим из данных микромеханизмов для произведения работы необходимо наличие маленького, но мощного двигателя. Как ни прискорбно, область создания таких двигателей не успевает за стремительным развитием иных областей, а нынешние двигатели, функционирующие за счет применения статического электрического заряда не могут обеспечивать нужные показатели мощности.
Использование типичных двигателей внутреннего сгорания может быть выходом из сложившегося положения, однако, однозначно и уверенно об этом заявить нельзя, поскольку всё зависит от габаритов двигателя: чем они меньше, тем ниже производительность, потому для создания двигателей внутреннего сгорания необходимы новые решения.
Конструкция микродвигателя достаточно проста. Представьте маленькую камеру, у которой гибкая мембрана является одной из сторон. Полость камеры наполнена соленой водой, через которую проходят небольшие электроды — проводники. Впоследствии подачи на электроды требуемого электрического потенциала, начинается процесс электролиза, который состоит в расщеплении воды на кислород и водород. В случае достижения в камере нужного давления, равного 3.5 атмосфер, гибкая мембрана, которая выполняет главную функцию поршня двигателя, изгибается наружу на расстояние, равное 1,4 микрона. После этого электрический потенциал снимается, а давление в камере понижается, позволяя мембране возвратиться в исходное положение.
Наиболее интересным моментом является возврат мембраны к изначальному состоянию — это происходит намного быстрее данных, которые показывают предварительные расчёты. Исследователи полагают, что это происходит из-за самовоспламенения атомарного водорода в кислородной среде (он сгорает и вновь превращается в воду). На сегодняшний день, к сожалению, ученые не имеют возможности изучить процессы, происходящие внутри камеры двигателя — поэтому им приходится руководствоваться исключительно собственными предположениями.
Габаритные размеры нового микродвигателя — 100 х 100 и на 5 микрон. Конструкция двигателя состоит из кремниевой подложки, в которую заключается гибкая мембрана (на её поверхности произведены электроды из обогащенного азотом кремния, а также платины). Малые размеры двигателя не мешают его высокой мощности, абсолютно достаточной для приведения в действие двигательного механизма большинства микроустройств и совершения работы, направленной на перекачивание жидкости.
микродвигатели для авто- и авиамоделей
Генеральный директор компании «Мастер Моторс» Анатолий Булгаков вспоминает, с чего все началось. В детстве он увлекался авиамоделизмом и через «Посылторг» (советская версия AliExpress) купил себе авиамодельный двигатель МК-16, мечту мальчишек, зачитывающихся «Юным техником» и «Моделистом-конструктором». Анатолий собрал к тому времени кордовую модель самолета «По-2» и рассчитывал ее запустить. Но, сколько ни пытался, двигатель не завелся, и Анатолий сильно расстроился. И дал себе слово, что, когда вырастет, будет делать такие двигатели, которые всегда будут заводиться.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Мастер и Маргарита
Прошло много лет, Анатолий Булгаков закончил МАДИ по специальности «двигатели внутреннего сгорания», попал по распределению в Ярославль, и в 1988 году, когда разрешили создавать кооперативы, вспомнил детскую мечту и задумал создать кооператив по производству модельных микродвигателей. Тем более что тема ему была хорошо знакома с детства. Пошел по кружкам технического творчества, нашел группу энтузиастов, скинулись деньгами, и в 1988 году основали кооператив «Мастер». Почему «Мастер»? «Мне хотелось, чтобы у нас работали только мастера своего дела, а с другой стороны, фамилия у меня Булгаков, – смеется Анатолий. – Так что если когда-нибудь появится дочерняя фирма, то будет «Маргарита»». Это была большая авантюра, так как в том же году в стране начались экономические проблемы. Людям стало не до модельных двигателей: денег не хватало на еду. Отечественные заказы прекратились, но тут Булгаков встретился с представителями французской компании, торгующей товарами для хобби. Увидев образцы продукции «Мастера», они в 1992 году приехали в Ярославль, побывали на производстве и заключили контракт. И следующие 13 лет «Мастер» занимался в основном экспортом: на внутренний рынок шло всего 2–3%. С 1988 по 2005 год под разными брендами во Францию, Германию, США было продано около 80 тыс. микродвигателей. В Ярославле микродвигатели не только производили, но и разрабатывали. Наши двигатели становились чемпионами Франции, занимали призовые места на чемпионатах Европы. Тем временем на мировом рынке появились китайцы, которые стали продавать свою продукцию значительно дешевле российской, и в 2005 году в «Мастере» тему закрыли и переключились на работу с крупными ярославскими предприятиями. Но мечта у Анатолия осталась.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В 2015 году доллар вырос, и в России опять стало выгодно производить такую продукцию. Ежегодно в страну завозилось около 50 тыс. двигателей для моделизма. Было решено возобновить производство и возродить компанию под именем «Мастер Моторс». Для снижения издержек пошли по пути западных компаний и вынесли цех из города в поселок Семибратово в полусотне километров от Ярославля. В это время государство начало поддерживать детское техническое творчество: наконец пришло понимание, что без внимания к этой сфере через несколько лет в стране просто не останется инженеров.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
К концу 2015 года в отремонтированном здании «Мастер Моторс» выдал первую законченную деталь, а к маю 2016 года семь моделей, оснащенных двигателями компании, приняли участие в чемпионате мира в Австралии. О продукции «Мастер Моторс» узнали за пределами России, и пошли заказы из других стран. Нашим двигателям стали отдавать предпочтение спортсмены из десятков стран. Но сначала требовалось обеспечить микродвигателями организации технического творчества в России – только этот рынок потреблял до 2000 двигателей ежемесячно. Ну и постепенно компания собиралась вернуться на западные рынки.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
С земли в небо
Если в 1990-е годы главной продукцией «Мастера» были автомодельные двигатели, то сейчас «Мастер Моторс» выпускает авиадвигатели. На взгляд дилетанта, разницы никакой. Но различия принципиальные, обусловленные условиями эксплуатации. С одной стороны, авиамодельный двигатель требует меньшего размера радиатора, поскольку предназначен для полетов. С другой стороны, надо учитывать, что набегающим потоком сильнее охлаждается передняя часть. А ведь деформация на несколько микронов приводит к резкому увеличению или уменьшению трения поршня. А так как колец нет, а компрессия происходит за счет очень точного сопряжения деталей, начинают «гулять» мощность и количество оборотов. Автомодельный двигатель работает, как правило, в капотированном режиме с резко изменяемыми нагрузками. И требования к крутящему моменту на валу тоже разные. На автомобильных моторах он должен быть больше, потому что привод идет на колеса. Не столько важны обороты, сколько момент на валу. А он зависит от диаметра поршня и его хода.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Сейчас «Мастер Моторс» выпускает два типа одноцилиндровых двигателей – дизельные и с калильным зажиганием. Услышав слово «дизель», я встрепенулся: такой сложный двигатель можно уменьшить? Оказалось, так во всем мире называют компрессионный двигатель типа советских МК-12 и МК-16, в котором топливовоздушная смесь воспламенялась от сжатия. Топливом в нем служила смесь этилового эфира, минерального масла и керосина примерно в равных пропорциях. Кстати, самым лучшим авиамоделисты считают осветительный керосин. Двигатели с калильным зажиганием, где воспламенение топливовоздушной смеси происходит в конце такта сжатия от предварительно разогретой калильной головки, выигрывают за счет простоты и непревзойденной компактности, но они несколько дороже. Зимой калильный двигатель завести быстрее. С другой стороны, для запуска дизеля достаточно просто несколько раз провернуть винт, не надо раскалять калильную головку. В общем, есть сторонники и тех и других моторов. Но из-за применения эфира во многих странах, например в США, дизельные двигатели запрещены. В России тоже достать эфир довольно проблематично, хотя запретов на компрессионные двигатели нет. Хотя тот же метиловый спирт, который входит в состав топлива для калильных двигателей, тоже просто так в магазине не купишь.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Работают в «Мастер Моторс» очень быстро – от чертежа до металла проходит около месяца. Еще месяц на доводку. Летчиками-испытателями служат члены московского авиамодельного клуба «Школа высшего спортивного мастерства «Высота»», спортсмены мирового уровня. Все их замечания мгновенно учитывают на производстве. Опытные образцы микродвигателей проходят самые тщательные и взыскательные испытания. Несмотря на то что принципиально авиамодельные двигатели не изменились со времен МК-12, это совершенно иные моторы. Появились совсем другие материалы: например, если раньше для поршней использовался чугун, то сейчас – современные алюминиевые сплавы. Очень сильно увеличилась точность изготовления. Например, уплотнительные кольца в двигателе отсутствуют за счет очень точного сопряжения поверхностей гильзы и поршня. Причем на поршне и гильзе есть конус, и в верхней точке они замыкаются почти намертво. Поэтому они должны быть произведены с ювелирной точностью: 5 микрон для них очень грубо. На «Мастер Моторс» есть даже отдельные специалисты, которые занимаются только притиркой пары «поршень – гильза» для микродвигателей, предназначенных для спорта высоких достижений.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Гибридные мечты
Еще в далеком 1999 году в компании была разработана первая в мире гибридная автомодельная трансмиссия. Что она собой представляла? Двигатель, приводящий во вращение генератор, с которого электричество раздается на мотор-колеса, как в гигантском БелАЗе. Высокооборотистый модельный микродвигатель (25–35 тыс. оборотов в минуту) позволяет сделать очень маленький генератор. К сожалению, тогда на эту разработку не нашли инвесторов. Но идея не умерла. Сейчас разрабатываются портативные ранцевые электростанции мощностью 1–3 кВт, где будут стоять его высокооборотистые двигатели. «Такая мощность в одних руках!» – мечтает Анатолий Булгаков.
В ближайшее время «Мастер Моторс» планирует выйти на выпуск 2000 двигателей в месяц. На сегодняшний день микродвигатели компании становились чемпионами страны, Европы и мира. Их покупают почти во всех странах земного шара, где есть авиамодельный спорт. А сам Анатолий мечтает о новых современных станках, которые позволят ему делать и вовсе невероятные вещи. Прощаясь, спрашиваю напоследок: «А почему в детстве двигатель не завелся?» «Так там между поршнем и гильзой можно было палец засунуть», – смеется Булгаков.
девайс микро — эффект макро — «Хакер»
Конструкция роторного двигателя внутреннего сгорания изумительно проста: чтобы объяснить принцип его работы не потребуется и 5 минут, однако сама идея, прежде чем воплотиться в своей простой форме, «вызревала’ практически четыре столетия. Впервые мысль о подобном механизме зародилась еще в 16 столетии, но лишь в 1957 г. идея роторного мотора была полностью реализована в двигателе внутреннего сгорания, получившего название по имени гениального немецкого инженера Феликса Ванкеля, все труды и изобретения которого так или иначе связаны с моторами.
И вот уже в начало 21 века, прогресс не стоит на месте, ученые университета Беркли (Калифорния) из Micro-Rotary Combustion Lab (MRCL) создают миниатюрные источники энергии, которые будут минимум в 10 раз более энергоёмкими, чем традиционные источники питания (литиевые или щелочные батареи). Это новая «портативная энергетическая система» будет снабжена роторным двигателем внутреннего сгорания (двигателем Ванкеля — ДВС). Уже существует и проходит испытания самый маленький роторный двигатель в мире. Размером в однопенсовую монету, «мини-двигатель« сможет вскоре заменить электрические батарейки как более эффективный портативный источник питания для любых устройств — от портативных компьютеров до цифровых камер. Данный двигатель является первым в мире в своем классе способным снабжать энергией потребителя в непрерывном режиме. Однако данный технологический прорыв можно рассматривать лишь как первый шаг по направлению к созданию «микродвигателя» объемом в 1000 раз меньшим — размером приблизительно с одну из букв однопенсовой монеты, который расширяет границы использования ДВС.
Толчком к исследованиям явился тот факт, что жидкое углеводородное топливо имеет приблизительно в 50 раз большую энергоёмкость (энергия/вес), чем у традиционных электрических батарей. Это означает, что портативный источник энергии, использующий двигатель с 20% к.п.д. (двигатель автомобиля имеет к.п.д 30 %), вместе с ёмкостью для топлива, весил бы примерно столько же, сколько и традиционная батарейка, но имел бы энергоёмкость по крайней мере в 10 раз выше (!).
Энергия, производимая двигателем, является результатом управляемого горения. Подобно процессам в обычном ДВС, топливно-воздушная сгораемая смесь преобразует химическую энергию топлива. В противовес традиционным автомобильным двигателям, где горение происходит внутри камеры сгорания, роторный двигатель имеет плоскую (планарную) конструкцию с камерой имеющей форму приплюснутого овала и треугольным ротором. Ротор делит камеру на три камеры, где и происходит сгорание топлива. Горячие газы, производимые двигателем, толкают ротор, который приводит во вращение ось ротора. Эта ось может быть присоединена к электрическим или механическим приводам силового агрегата, для выработки либо механической, либо электрической энергии.
Изготовленный из стали методом электроэрозионного фрезерования (Electro-Discharge machining, EDM), двигатель имеет мощность до 4 Ватт, достаточную для снабжения электричеством фары. В ближайшее время исследователи планируют улучшить характеристики этого двигателя с целью повышения его мощности до 30-60 Ватт, требуемой для питания портативного компьютера. Усилия разработчиков направлены на улучшение уплотнений, модификацию ротора и картера, а также улучшения технологичности всего изделия. В качестве топлива в настоящее время используется водород, но в будущем будет использованы углеводородные типы топлива, такие как бутан. В процессе разработки двигателя, исследователи разработали всё вспомогательное оборудование, необходимое для тестирования двигателя и подобное испытательным стендам для традиционных ДВС. «Минидвигатель» имеет применение в качестве распределенного источника энергии для электронных устройств, когда он работает в паре с электрогенератором, или напрямую обеспечивая механической энергией миниатюрные устройства, например такие, как насосы, компрессоры, роботы или мини летательные аппараты.
В долгосрочные планы коллектива университета Беркли входят разработка «микро роторного» двигателя из керамических материалов размером несколько миллиметров и мощностью приблизительно в 30 милливатт (примерно такой же, как и у щелочной батарейки). Процесс производства этих «микродвигателей» уже готов. Технология, используемая для изготовления «микродвигателей» была разработана на основе технологий производства MEMS – микроэлетромеханических систем. MEMS использует технологии интегрированной печатной индустрии для изготовления механических устройств. Она комбинирует преимущества миниатюризации с массовостью производства и низкой стоимостью характерными для производства процессоров. Индустрия MEMS производит коммерческие устройства от датчиков автомобильных подушек безопасности до оптических микропереключателей для цифровых видео проекторов. Двигатель рассматриваемого размера мог бы производить приблизительно 30 милливатт мощности, используя при этом только 1/1000 унции топлива для двух часов работы.
Двигатель такого размера не только требует минимального количества топлива для работы, но и производит такое же минимальное загрязнение окружающей среды. В случае с «микродвигателем«, необходимо было бы более 100 таких «микродвигателей» для производства такого же количества CO2 , кое вырабатывает один человек.
В процессе разработки «микродвигателя» имеется ряд сложностей для достижения требуемой точности, контроля за термодинамическими параметрами горения и уменьшения тепловых потерь, дозирования и подвода топлива и воздуха и ряд других. Эти проблемы в настоящее время исследованы и решены с использованием уникальных конструкторских и технологических решений.
Этот проект финансируется DARPA (Defense Advance Research Project Agency). DARPA финансирует передовые исследования, результаты которых будут востребованы в будущем. Американское правительство смогло бы использовать портативные энергетические установки для уменьшения веса солдатского снаряжения, так же в энергетических установках микро разведывательных аппаратов или снабжения энергией удаленных (выносных) датчиков. Коммерческое использование включает в себя портативные электронные устройства, такие как переносные компьютеры, сотовые телефоны, диктофоны и т.п.
Удивительный микродвигатель внутреннего сгорания | Наука 21 век
Ученые из России, Нидерландов и Германии разработали микродвигатель нового типа – он работает на сгорании кислорода и водорода. В статье, представленной в журнале Scientific Reports, они описывают процесс строительства микродвигателя, принципы его работы и его значение для микросистем будущего.
Чем меньше становятся электронные устройства, тем сильнее ощущается нужда в миниатюрных двигателях – но научная разработка последних идет с черепашьей скоростью. Микродвигатели на силах электростатического взаимодействия слишком маломощны, а КПД традиционных двигателей внутреннего сгорания падает по мере их уменьшения. Но, кажется, новый двигатель внутреннего сгорания решает многие из этих проблем – только сами авторы изобретения не очень понимают, как оно работает.
Двигатель очень прост. Ученые соорудили крошечную камеру высокого давления, на одном конце которой размещалась гибкая мембрана; а потом поместили внутрь провода, проложенные в растворе соленой воды. Если пустить по проводам ток, водород и кислород в воде диссоциируют в мельчайшие пузырьки (т.е., произойдет электролиз). Этот процесс поднимает давление в камере (примерно до 3,6 бар), заставляя мембрану выгибаться (примерно на 1,4 микрона). Отключение электричества возвращало мембрану в исходное состояние, но одной распыляемой мощности явно недостаточно, чтобы объяснить высокую скорость возвратного движения. Ученые подозревают, что газ мог снова превратиться в молекулы воды. Так или иначе, быстрый «ход» мембраны туда-сюда может использоваться в качестве силового механизма – то есть двигателя.
Что примечательно, габариты нового микродвигателя – всего 100х100х5 микронов. Изготовили ее из кремниевых пластин, покрытых слоем нитрида кремния и платиновыми электродами. Мембрана была частью пластины — ее выгравировали на задней части пластины.
Для своего размера микродвигатель выдает очень большой крутящий момент; именно поэтому он может стать основой крошечных устройств, которые будут или осуществлять движение (закачивать жидкость, например), или перемещаться сами (например, внутри кровеносных сосудов). Изобретатели двигателя и другие ученые, безусловно, будут продолжать выяснять принцип его работы и прикидывать, насколько его можно миниатюризировать.
Микродвигатель представлен в журнале Scientific Reports.
По материалам Phys.org.
Артём Космарский nauka21vek.ru
Конструкция микросхемы. (a) Кремниевая пластина с верхним слоем SiRN соединена со стеклянной пластиной. (b) Оптическое изображение камеры в устройстве. Мембрана (окрашена зеленым) вырезана не до конца; в норме она совпадает с камерой по размеру. По расположенными в центре электродами виден датчик температуры (из поликристаллического кремния). (с) Общая конструкция микросхемы: входы/выходы, удлиненные каналы и шесть столбиковых вывода (два для электродов и четыре для датчика). (d). Полностью функциональное устройство, приклеенное к блоку управления, запечатанное, с проволочным монтажом.
Ю. Неелов: В России будет налажено производства отечественных микродвигателей для авиамоделизма
Председатель Комитета Совета Федерации по экономической политике Юрий Неёлов проинформировал Совет палаты о выполнении поручения Председателя Совета Федерации Валентины Матвиенко, касающегося налаживания эффективного импортозамещения в сфере производства отечественных микродвигателей и двигателей для авиамоделизма.
Председатель Комитета Совета Федерации по экономической политике Юрий Неёлов проинформировал Совет палаты о выполнении поручения Председателя Совета Федерации Валентины Матвиенко, касающегося налаживания эффективного импортозамещения в сфере производства отечественных микродвигателей и двигателей для авиамоделизма.
Вопрос о том, что отсутствие их производства существенно сдерживает детское творчество, был поднят на парламентских слушаниях на тему «Об общенациональной стратегии развития воспитания в Российской Федерации», которые прошли в СФ 13 апреля 2015 года. В связи с этим было дано протокольное поручение Совета палаты проработать с Министерством промышленности и торговли вопрос о перспективах промышленного производства микродвигателя марки «Феникс».
В ходе проработки вопроса выяснилось, что производством микродвигателей с 1988 по 2005 годы занималась ярославская фирма «Мастер», специализирующаяся также на металлообработке. За 17 лет было выпущено более 40 модификаций двигателей внутреннего сгорания объемом от 1,5 куб.см до 15 куб.см, общий выпуск превысил 80 тысяч изделий. Модели с двигателями «Мастер» неоднократно занимали призовые места на многих международных соревнованиях.
В 90-е годы, в связи с ухудшением экономического состояния населения, резким сокращением кружков авто-, судо- и авиамодельного спорта сократился спрос на высококачественные отечественные микродвигатели, что привело к сокращению их производства в России.
В 2000-е годы на их смену пришли более дешевые и худшие по техническим характеристикам китайские двигатели, хотя для развития технического творчества детей и подростков требуются современные отечественные разработки.
Фирма «Мастер» приняла решение возобновить производство микродвигателей после достижения договоренностей с ДОСААФ России о том, что такие двигатели будут использоваться в региональных кружках детского технического творчества и кружках спортсменов и любителей авто-, судо-, авиамодельного спорта.
Модельные микродвигатели
С 1 декабря 2015 года планируется возобновить производство таких микродвигателей в количестве 10 тысяч двигателей в год. Уже выпущены опытные образцы, сообщил Юрий Неёлов.
Серийное производство таких двигателей будет способствовать прекращению импортозависимости в важной области развития технического потенциала молодежи России, будет способствовать развитию интереса молодежи к техническому творчеству, подчеркнул сенатор.
Компания “Мастер моторс” из поселка Семибратово развивает уникальное производство микродвигателей
Воздушные бои в ряде государств были бы невозможными без ярославских инженеров. В поселке Семибратово Ростовского района процветает уникальное производство микродвигателей. Компания — единственная в России и одна из самых востребованных в мире. В 2005-ом производство остановилось. Однако в его возрождении на территории Ярославской области были заинтересованы федеральные органы власти. А еще через пару месяцев эти двигатели оказались на другом континенте — в Австралии на чемпионате мира по кордовым авиамоделям. Возобновление производства микродвигателей для детского технического творчества на ярославской земле в 2015-ом отстаивал Совет Федерации. Сейчас компания сотрудничает с 20-ю странами. Фирмой разработано более 7 модификацией двигателей для авиа-, авто- и судомоделизма.
Воспользуйтесь нашими услугами
— Сама по себе продукция очень сложная, потому что ряд изделий приходится делать с точностью до 5 микрон. Сейчас, насколько я осведомлен, мы единственное предприятие в стране, которая ориентирована на массовый выпуск данного вида продукции, — говорит Анатолий Булгаков генеральный директор компании.
Самые востребованные двигатели — для моделей воздушного боя. Их сборка — занятие более чем ювелирное и требует кропотливого труда. Татьяна Федорова работает на предприятии всего год. Но уже искренне полюбила профессию. Сил не жалеет.
Микродвигатель включает 50 комплектующих. В месяц компания выпускает 100 единиц. В будущем намерена увеличить объемы до 2-х тысяч. В расширении производства помогает региональный центр инжиниринга. К слову, в 2018-ом РЦИ будет оказывать две новые услуги предприятиям: проведение патентных исследований и изготовление опытных образцов продукции.
— Региональный центр инжиниринга был создан в сентябре 2016 года и с тех пор он наращивает объемы услуг, которые оказывает промышленным предприятиям. По итогам 2017-го года объем услуг, оказанных, региональным центром инжиниринга, возос на 37%, — говорит Галина Пенягина, директор департамента инвестиций и промышленности Ярославской области.
Для компании из Семибратова региональный центр инжиниринга создал комплект конструкторской документации для литейного станка. Также фирма рассчитывает на помощь в привлечении инвестиций.
Фирма «Мастер» (г. Ярославль) основана в 1988 г. Основное направление деятельности с момента основания – изделия точной механики, в том числе микродвигатели внутреннего сгорания. Всего было выпущено более 40 модификаций микродвигателей внутреннего сгорания объемом от 1,5 см3 до 15 см3, общий выпуск превысил 80000 изделий. Доля экспорта составляла более 90%.
Модели с двигателями «Мастер» неоднократно занимали призовые места на многих международных соревнованиях. В 2001 году микродвигатели «Мастер» вошли в число «100 лучших товаров России» и были отмечены дипломом «За высокое качество». В 2005 г. Фирма Мастер сосредоточилась на поставке комплектующих изделий для крупных предприятий авиа-космической и автомобильной промышленности, как то – ОАО «Автодизель», ОАО «ЯЗДА», ОАО “Ярославский радиозавод”, а также ряд предприятий ОАО «Корпорация тактическое ракетное вооружение» и др., совершенствуя и углубляя компетенции по линии высокоточной металлообработки.
01.12.2015 г. было принято решение возобновить производство микродвигателей. Задача – выпуск линейки российских микродвигателей как для детского технического творчества (для авиа-, авто-, судомоделизма), так и для широкого круга моделистов и спортсменов авиа, авто и судомодельного направления.
Миссия — предоставить микродвигатели по доступной цене и в объемах, достаточных для того, чтобы дети и взрослые в каждом городе Российской Федерации могли иметь возможность заниматься техническим творчеством, спортом и развиваться в этом направлении. Предприятие ставит перед собой задачу содействовать развитию технического потенциала детского и юношеского поколения за счет предоставления возможности развивать и совершенствовать необходимые инженерно-технические навыки при работе с авиа, авто и судомоделями.
Это позитивно влияет на развитие потенциала всех отраслей и секторов промышленности, позволяет решить кадровые проблемы, которые есть в нашей промышленности. При изготовлении моделей самолётов, судов, автомобилей и оснащении их микродвигателями ребята получают теоретические и практические знания и навыки. Всё это пригодится им в выборе профессии связанной с авиацией, космонавтикой, судостроением, автостроением и другими современными отраслями страны.
За 2016 год на предприятии возобновлено производство микродвигателей на качественно другом, более высоком уровне на созданной с нуля производственной площадке около г. Ростова Великого Ярославской области – найдены и полностью реконструированы производственные площади (1000 м2).Закуплено, доставлено, смонтировано и запущено в работу промышленное оборудование позволяющее возобновить производство микродвигателей на данной площадке, воплотившей идею полного цикла создания микродвигателей, от конструирования до выпуска готовых двигателей. Сформированы коллективы инженерно-конструкторского центра и собственно производства: участки термообработки и литья, ЧПУ, универсального оборудования, сборки и упаковки. Создается специализированная тестовая лаборатория, позволяющая отслеживать десятки параметров работы микродвигателей.
За 12 месяцев, с 1 марта 2016 г. разработаны и запущены в опытное производство шесть модификаций микродвигателей: две модификации авиамодельных двигателей F2D для спортсменов высокой квалификации, две модификации F2D для тренировочных полетов и две модификации двигателя для детей, начинающих заниматься в клубах технического творчества, в том числе запущена модификация микродвигателя Мастер-Феникс, продолжающая линейку Феникс. На данный момент находятся в разработке еще пять модификаций модельных двигателей разных типов.
Отправлены опытные партии продукции в Австралию, Францию, Германию, Канаду, Донецкую республику, распространяются партии двигателей по Центральной России, Уралу, Сибири, Крыму. Часть двигателей была передана российским спортсменам для тестовых испытаний с целью улучшения их потребительских характеристик. Двигатели успели принять участие в международных соревнованиях в Австралии, где в непростых условиях смогли себя зарекомендовать.
Все вышеперечисленное сделано собственными силами и ресурсами, без привлечения государственного финансирования, субсидирования и поддержки, без участия государственных холдингов, без участия крупных коммерческих структур.
Компания находится в процессе перехода к серийному производству в пределах уже сформированных производственных мощностей и готовы наращивать объемы выпуска далее. Предлагаем Вам приобретением нашей продукции одобрить и поддержать необходимость отечественных микродвигателей для развития технического потенциала подрастающего поколения с целью расширения базы и повышения качества инженерно-технического кадрового ресурса России, для достижения новых высот в спортивных соревнованиях.
Воспользуйтесь нашими услугами
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
Микродвигатель нового типа, использующий внутреннее сгорание водорода и кислорода
Абхари Ф., Джаафар Х. и Юнус Н. А. Комплексное исследование технологий микронасосов. Int. J. Electrochem. Sci. 7. С. 9765–9780 (2012).
CAS
Google Scholar
Ашраф, М. В., Тайяба, С. и Афзулпуркар, Н. Микрожидкостные устройства на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) для биомедицинских приложений. Int. J. Mol.Sci. 12. С. 3648–3704 (2011).
CAS
Статья
Google Scholar
Марута К. Микро- и мезомасштабное горение. Proc. Гореть. Inst. 2011. Т. 33. С. 125–150.
CAS
Статья
Google Scholar
Весер Г. Экспериментальное и теоретическое исследование окисления h3 в высокотемпературном каталитическом микрореакторе. Chem. Англ. Sci. 56, 1265–1273 (2001).
CAS
Статья
Google Scholar
Фернандес-Пелло, А.C. Микроэнергетика с использованием сжигания: проблемы и подходы. Proc. Гореть. Inst. 29, 883–899 (2002).
Артикул
Google Scholar
Световой В. Б., Сандерс Р. Г. П., Ламмерик Т. С. Дж. И Элвенспук М. С. Горение водородно-кислородной смеси в электрохимически генерируемых нанопузырьках. Phys. Ред. E 84, 035302 (R) (2011).
ADS
Статья
Google Scholar
Световой, В.Б., Сандерс, Р. Г. П. и Элвенспук, М. С. Переходные нанопузырьки при кратковременном электролизе. J. Phys .: Cond. Иметь значение. 25, 184002 (2013).
ADS
Google Scholar
Седдон, Дж. Р. Т., Лозе, Д., Дакер, В. А. и Крейг, В. С. Дж. Обсуждение нанопузырьков на поверхности и в объеме. Chem. Phys. Chem. 13, 2179–2187 (2012).
CAS
Статья
Google Scholar
Бреннер, М.П. и Лозе, Д. Механизм динамического равновесия для стабилизации поверхностных нанопузырьков. Phys. Rev. Lett. 101, 214505 (2008).
Седдон, Дж. Р. Т., Зандвлит, Х. Дж. У. и Лозе, Д.Газ Кнудсена обеспечивает стабильность нанопузырьков. Phys. Rev. Lett. 107, 116101 (2011).
ADS
Статья
Google Scholar
Weijs, J. H. & Lohse, D. Почему поверхностные нанопузырьки живут часами. Phys. Rev. Lett. 110, 054501 (2013).
ADS
Статья
Google Scholar
Weiss, L. Производство энергии за счет изменения фазы в MEMS и микроустройствах, обзор. Int.J. Therm. Sci. 50. С. 639–647 (2011).
Артикул
Google Scholar
Де Волдер М. и Рейнаертс Д. Пневматические и гидравлические микроактюаторы: обзор. J. Micromech. Microeng. 20, 043001 (2010).
ADS
Статья
Google Scholar
Pelrine, R., Kornbluh, R., Pei, Q. & Joseph, J. Высокоскоростные эластомеры с электрическим приводом и деформацией более 100%.Science 287, 836–839 (2000).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Brochu, P. & Pei, Q. B. Достижения в области диэлектрических эластомеров для приводов и искусственных мышц. Макромол. Rapid Commun. 31, 10–36 (2010).
CAS
Статья
Google Scholar
Шиан, С., Диболд, Р. М. и Кларк, Д. Р. Настраиваемые линзы с использованием приводов из прозрачного диэлектрического эластомера.Оптика Экспресс 21, 8669–8676 (2013).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Neagu, C. R., Gardeniers, J. G. E., Elwenspoek, M. C. и Kelly, J. J. Электрохимический микроактюатор: принцип и первые результаты. J. Microelectromechan. Syst. 5, 2–9 (1996).
CAS
Статья
Google Scholar
Кэмерон, К. Г. и Фройнд, М. С. Электролитические приводы: альтернативные высокопроизводительные устройства на основе материалов.Proc. Natl. Акад. Sci. USA 99, 7827–7831 (2002).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Hua, S. Z., Sachs, F., Yang, D. X. & Chopra, H. D. Микрожидкостное срабатывание с использованием электрохимически генерируемых пузырьков. Анальный. Chem. 74, 6392–6396 (2002).
CAS
Статья
Google Scholar
Ateya, D. A., Shah, A. A. & Hua, S. Z. Микронасос с электрохимическим приводом.Rev. Sci. Instrum. 75, 915–920 (2004).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Менг Д. и Ким К. Дж. Микронасос жидкости путем направленного роста и избирательного удаления пузырьков газа. Lab Chip 8, 958–968 (2008).
CAS
Статья
Google Scholar
Кджанг, Э., Джилали, Н. и Синтон, Д. Микрожидкостные топливные элементы: обзор. J. Источники энергии 186, 353–369 (2009).
CAS
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Статья
Google Scholar
Li, P.-Y., Sheybani, R., Gutierrez, C.A., Kuo, J. T. W. и Meng, E. Электрохимический привод с париленовыми сильфонами. J. Microelectromechan. С. 19. 2010. С. 215–228.
CAS
Статья
Google Scholar
Ван ден Брук, Д. М. и Элвенспук, М. Зарождение пузырьков во взрывном микропузырьковом приводе.J. Micromech. Microeng. 18, 064003 (2008).
ADS
Статья
Google Scholar
Шен М., Беннетт Н., Динг Ю. и Скотт К. Краткая модель для оценки электролиза воды. Int. J. Hydrogen Energy 36, 14335–14341 (2011).
CAS
Статья
Google Scholar
Фогт, Х. и Бальцер, Р. Дж. Пузырьковое покрытие выделяющих газ электродов в застойных электролитах.Электрохим. Acta 50, 2073 (2005).
CAS
Статья
Google Scholar
Бард А. Дж. И Фолкнер Л. Р. Электрохимические методы (Wiley, Нью-Йорк, США, 1980).
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Мощное обещание загадочного нового микроскопического двигателя внутреннего сгорания
Двигатели сыграли решающую роль в индустриализации мира. Трудно придумать инновацию, которая оказала бы большее влияние.
Сегодня наблюдается тенденция к созданию более эффективных двигателей меньшего размера. Есть реактивные двигатели размером с кофейную чашку, приводящие в действие автономные летательные аппараты, и мощные электродвигатели, которые делают детские вертолеты более полезными, чем все, что было возможно всего 10 лет назад.
Но есть веские причины полагать, что двигатели внутреннего сгорания вряд ли в ближайшее время станут намного меньше. Двигатели внутреннего сгорания становятся чрезвычайно неэффективными по мере их уменьшения, потому что тепло уходит быстрее. Это неизбежный результат того, что объем и площадь поверхности изменяются относительно друг друга по мере того, как объекты становятся меньше.(Тот же эффект является причиной того, что мышам трудно оставаться в тепле, в то время как слонам трудно остыть.)
Таким образом, большинство микроактюаторов для создания силы полагаются на другие эффекты. Есть две основные категории: тепловые силы, которые имеют тенденцию быть медленными, и электростатические силы, которые имеют тенденцию быть слабыми. Что нужно, так это что-то более сильное и быстрое.
Сегодня Виталий Световой из Университета Твенте сказал, что они открыли совершенно новый механизм создания сил на микромасштабе, одновременно мощных и быстрых.И хотя они еще не полностью понимают этот механизм, они считают, что он основан на диссоциации воды на водород и газообразный кислород и его рекомбинации обратно в воду.
Эти ребята даже построили микродвигатель, демонстрирующий это явление. «Этот привод — первый шаг к действительно микроскопическим двигателям внутреннего сгорания», — говорят они.
Новый двигатель внутреннего сгорания принципиально прост. Он состоит из крошечной камеры, заполненной водой и содержащей пару электродов, подключенных к цепи.Прохождение тока через цепь заставляет воду диссоциировать на кислород и водород, которые затем образуют нанопузырьки.
Хотя эти пузырьки слишком малы, чтобы их можно было увидеть, объем газа резко увеличивает давление в камере, вызывая деформацию мембраны на одном конце. Это то, что порождает силу.
Когда ток прекращается, давление быстро падает. На самом деле так быстро, что исследователи не совсем понимают, почему. Это определенно слишком быстро для обычных процессов, таких как диффузия газа из камеры или растворение обратно в жидкость.
Но Световой и думают, что знают, что происходит. Их идея заключается в том, что при отключении тока водород и кислород в нанопузырьках самопроизвольно воспламеняются, превращаясь обратно в воду. Именно это сгорание и удаление газа приводит к такому быстрому падению давления.
Каким бы ни был механизм, они применяют переменное напряжение / ток с частотой 50 кГц для создания своего двигателя. Это создает постоянный источник пузырьков для горения и вызывает возвратно-поступательную вибрацию мембраны, которую можно использовать для выполнения работы.Вуаля! Микроскопический двигатель внутреннего сгорания.
Это захватывающая разработка, которая обещает множество возможностей. Световой и компания не описывают какие-либо потенциальные области применения своих новых двигателей внутреннего сгорания, поэтому я оставлю это читателям MIT Technology Review . Идеи, пожалуйста, в разделе комментариев ниже.
Ссылка: http://arxiv.org/abs/1402.7101: Новый тип микродвигателя, использующий внутреннее сгорание водорода и кислорода
Исследователи разрабатывают новый вид микродвигателя внутреннего сгорания
Дизайн микросхемы.(а) Кремниевая пластина со слоем SiRN наверху соединена со структурированной стеклянной пластиной. (б) Оптическое изображение камеры в устройстве перед заполнением. Мембрана (выделена зеленым светом снизу) протравлена не полностью, но обычно совпадает с размером камеры. Под центральными электродами виден термодатчик (поликремний). (c) Общая конструкция микросхемы: входы / выходы, длинные каналы и шесть контактных площадок (2 для электродов и 4 для датчика). (d) Полностью функционирующее устройство, приклеенное к печатной плате, опломбированное и скрепленное проводами.Кредит: Научные отчеты 4, Номер статьи: 4296 DOI: 10.1038 / srep04296
(Phys.org) — группа исследователей из России, Нидерландов и Германии разработала новый тип микродвигателя, основанный на возможном сгорании кислорода и водорода. В своей статье, опубликованной в Scientific Reports , команда описывает, как они построили новый движок, как, по их мнению, он работает и что он может означать для разработки будущих микросистем.
По мере того как ученые создавали устройства все меньшего размера, потребность во все меньших микродвигателях росла, к сожалению, наука о крошечных двигателях не успевала за ними.Те, которые основаны на электростатических силах, не могут производить достаточную мощность, а традиционные двигатели внутреннего сгорания становятся все менее и менее эффективными по мере их уменьшения. В этом новом усилии исследователи построили крошечный двигатель внутреннего сгорания новым способом, который преодолевает проблемы других до него, хотя они не могут точно сказать, как он работает.
Двигатель очень простой. Команда построила крошечную барокамеру с гибкой мембраной на одном конце, а затем добавила внутрь провода, которые проходили через раствор соленой воды.Передача тока по проводам приводила к диссоциации водорода и кислорода в воде на крошечные пузырьки (например, электролиз). Это вызвало повышение давления внутри камеры (примерно 3,6 бар), заставившее мембрану изгибаться наружу (примерно 1,4 микрона). Отключение тока привело к тому, что мембрана вернулась к своей естественной форме, но, как ни странно, это произошло намного быстрее, чем следовало бы, из-за рассеяния — исследователи подозревают, что вместо этого газ снова сгорел в молекулы воды.В любом случае, быстрое движение вперед и назад мембрана может быть использована в качестве силового механизма — двигателя.
Примечательно, что новый микродвигатель имеет размер всего 100 × 100 × 5 микрон и был изготовлен с использованием кремниевых пластин, покрытых слоем богатого кремнием нитрида и платиновых электродов. Мембрана была частью пластины, протравленной с обратной стороны.
Микродвигатель вырабатывает большой крутящий момент для своего размера и, таким образом, вполне может служить основой для очень крошечных устройств, которым необходимо либо выполнять физическую работу (например,грамм. перекачивать жидкость) или перемещаться (возможно, внутри кровеносных сосудов человека). В то же время несомненно, что первоначальная команда и другие будут работать, пытаясь точно выяснить, почему двигатель работает, и определить, насколько маленьким может быть такой двигатель.
Первый успешный тест на стабильность горения J-2X Доп. Информация: Новый тип микродвигателя, использующего внутреннее сгорание водорода и кислорода, Scientific Reports 4, Номер статьи: 4296 DOI: 10.1038 / srep04296
Аннотация Микросистемы становятся частью повседневной жизни, но их применение ограничено из-за отсутствия сильных и быстрых двигателей (исполнительных механизмов), преобразующих энергию в движение. Например, широко распространенные двигатели внутреннего сгорания не могут быть уменьшены в масштабе, потому что реакции сгорания гасятся в небольшом пространстве. Здесь мы представляем актуатор с размерами 100 × 100 × 5 мкм3, который использует внутреннее сгорание водорода и кислорода как часть своего рабочего цикла. Электролиз воды, управляемый короткими импульсами напряжения, создает дополнительное давление 0.5–4 бар на время 100–400 мкс в камере, закрытой гибкой мембраной. Когда импульсы выключаются, это давление сбрасывается еще быстрее, что позволяет производить механическую работу за короткие циклы. Мы приводим аргументы в пользу того, что это неожиданно быстрое падение давления происходит из-за самовозгорания газов в камере. Этот привод — первый шаг к действительно микроскопическим двигателям внутреннего сгорания.
Ссылка :
Исследователи разрабатывают новый вид микродвигателя внутреннего сгорания (13 марта 2014 г.)
получено 16 июля 2021 г.
из https: // techxplore.ru / news / 2014-03-kind-internal-burn-microengine.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
(PDF) Новый тип микродвигателя, использующего внутреннее сгорание водорода и кислорода
Увеличьте DT, чтобы найти s
0
515 V
21
m
21
при T520uC и a50.024 К
21
.
Независимо a50.024 60.001 K
21
было определено по нашим образцам
с использованием внешнего нагрева. Температурная зависимость
тока Фарадея использовалась для извлечения информации об эффективной температуре
(см. Вставку на рис. 3b). Температура, определенная таким образом в
, ближе к максимальной температуре, чем к средней
, потому что наиболее значительный вклад в ток вносят
самых горячих областей вокруг электродов.Наши встроенные тепловые датчики
были недостаточно быстрыми, чтобы измерить изменение температуры на шкале времени
100 мс, предположительно из-за паразитных электрических эффектов.
Даже при очень высоком пересыщении гомогенное зародышеобразование
все еще является процессом активации. Нагревание увеличивает скорость зародышеобразования
, включая пузырьки, содержащие только газы H
2
или O
2
. Поскольку в камере появляется больше
непрореагировавшего газа, давление должно увеличиваться на
быстрее.Этот эффект отвечает за более быстрое, чем линейное увеличение d (t)
на Рисунке 3a. Аналогичное поведение должно наблюдаться при повышении внешней температуры
. Чтобы увидеть этот эффект, один чип был приклеен к плоскому резистивному нагревателю
и откалиброван с помощью термопары. Эта конфигурация
наблюдалась сверху. Результаты виброметра были эквивалентны
результатам, наблюдаемым снизу, за исключением случайного рассеяния
на микропузырьках, чаще появляющегося на низких частотах
или высоких токах.Результаты, показанные на рис. 4a, демонстрируют значительную зависимость отклонения
Программа исследований двигателей внутреннего сгорания миллиметрового масштаба разрабатывается совместно Кембриджским исследовательским центром горения и Центром микротехники и нанотехнологий Университета Бирмингема.Этот проект микродвигателя объединяет новинки в производстве, сгорании и конструкции микродвигателя с тесным взаимодействием опыта микромеханизма и сгорания.
Большинство жидких углеводородных топлив содержат в 300 раз больше энергии на единицу веса, чем никель-кадмиевые батареи, и в 100 раз больше, чем литий-ионные батареи. Микродвигатель может высвобождать энергию из топлива и, возможно, заменять батареи в портативных устройствах.
Он не только прослужит намного дольше, чем батарея того же веса (примерно в 20 раз при эффективности 10%), но и потребует немного времени для замены топливной капсулы. В качестве очень компактного источника энергии микродвигатели могут найти применение в медицинских устройствах, военной технике, КПК, ноутбуках, мобильных телефонах и даже игрушках!
Первоначальная идея создания микродвигателя с использованием технологии микроэлектромеханических систем (MEMS) была предложена Аланом Эпштейном и Стивеном Сентуриа из Массачусетского технологического института (MIT) в середине 1990-х годов.Исследования в Европе начались в Университете Бирмингема в 1999 году и привели к запатентованному процессу изготовления и нескольким прототипам микродвигателей. Предлагаемый проект сотрудничества между двумя университетами направлен на создание микродвигателя внутреннего сгорания с платформой 5 x 15 x 3 мм в габаритных размерах и ожидаемой выходной мощностью 11,2 Вт при скорости порядка 50 000 об / мин.
Одна из основных проблем микродвигателей заключается в том, что компоненты на основе кремния не выдерживают высоких температур сгорания.Второй барьер состоит в том, чтобы обеспечить устойчивое горение в небольших размерах, на которые влияет теплопередача. Решение, предложенное исследователями, состоит в том, чтобы изготавливать микрокомпоненты из керамических материалов и эксплуатировать двигатель на высоких оборотах, используя процессы самовоспламенения, чтобы преодолеть проблему теплопередачи. Исследователи надеются, что развитие процесса позволит вывести на рынок микродвигатели.
Источник: Кембриджский университет.
Исследователи разработали новый вид микродвигателя внутреннего сгорания.
Ссылка :
Микродвигатели (12 января 2006 г.)
получено 16 июля 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2006-01-micro -otors.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
Микромоторы получают наддув с тремя «двигателями» — ScienceDaily
Когда-нибудь микроскопические роботы смогут выполнять полезные функции, такие как диагностическое тестирование датчиков «лаборатория на кристалле», создание микроповерхностей или ремонт оборудования в ограниченном пространстве.Но сначала ученые должны иметь возможность жестко контролировать скорость микроботов. Теперь исследователи, сообщающие в ACS Chemistry of Materials , разработали микродвигатели с тремя «двигателями», которыми они могут управлять отдельно с помощью химического топлива, магнитов и света.
Микромоторы
— это крошечные инструменты, которые преобразуют стимулы, такие как химическое топливо, свет, магнитные поля или звук, в движение для выполнения задач. Ранее исследователи продемонстрировали микродвигатели, приводимые в действие одним или двумя из этих стимулов.Например, микродвигатели, содержащие двигатели с наночастицами платины, могут приводиться в действие путем добавления небольшого количества перекиси водорода в раствор. Катализатор двигателя превращает топливо перекиси водорода в пузырьки, которые продвигают микромотор через жидкость. Беатрис Хурадо Санчес, Альберто Эскарпа и его коллеги хотели создать микромотор с «наддувом» с тремя двигателями, работающими на разных видах топлива.
Чтобы сделать свои микродвигатели, команда покрыла микросферы из полистирола слоями золота и 2D-наноматериалов.Затем они прикрепили три разные наночастицы, которые функционировали как двигатели и заставляли микромоторы реагировать на перекись водорода, магниты и свет. Когда исследователи подвергли микродвигатели воздействию всех трех стимулов одновременно, скорость увеличилась на целых 73% по сравнению с микродвигателями, содержащими только два двигателя. Микродвигатели с наддувом могли двигаться с относительно высокой скоростью даже в вязких жидкостях, включая слюну, кровь и молоко. По словам исследователя, в зависимости от различных факторов, таких как концентрация перекиси водорода, тип используемого катализатора и интенсивность света, новые микромоторы предлагают «бесчисленное множество вариантов управляемой тяги».
История Источник:
Материалы предоставлены Американским химическим обществом . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
Основной задачей двигателей внутреннего сгорания, использующиеся на всевозможной технике, является преобразование энергии, которая выделяется при сжигании определенных веществ, в случае с ДВС – это топливо на основе нефтепродуктов или спиртов и воздуха, необходимого для горения.
Преобразование энергии производится в механическое действие – вращение вала. Далее уже это вращение передается дальше, для выполнения полезного действия.
Однако реализация всего этого процесса не такая уж и простая. Нужно организовать правильно преобразование выделяемой энергии, обеспечить подачу топлива в камеры, где производиться сжигание топливной смеси для выделения энергии, отвод продуктов горения. И это не считая того, что тепло, выделяемое при сгорании нужно куда-то отводить, нужно убрать трение между подвижными элементами. В общем, процесс преобразования энергии сложен.
Поэтому ДВС – устройство довольно сложное, состоящее из значительного количества механизмов, выполняющих определенные функции. Что же касается преобразования энергии, то выполняет его механизм, называющийся кривошипно-шатунным. В целом, все остальные составные части силовой установки лишь обеспечивают условия для преобразования и обеспечивают максимально возможный выход КПД.
Принцип действия кривошипно-шатунного механизма
Основная же задача лежит на этом механизме, ведь он преобразовывает возвратно-поступательное перемещение поршня во вращение коленчатого вала, того вала, от движения которого и производится полезное действие.
Устройство КШМ
Чтобы было более понятно, в двигателе есть цилиндро-поршневая группа, состоящая из гильз и поршней. Сверху гильза закрыта головкой, а внутри ее помещен поршень. Закрытая полость гильзы и является пространством, где производится сгорание топливной смеси.
При сгорании объем горючей смеси значительно возрастает, а поскольку стенки гильзы и головка являются неподвижными, то увеличение объема воздействует на единственный подвижный элемент этой схемы – поршень. То есть поршень воспринимает на себя давление газов, выделенных при сгорании, и от этого смещается вниз. Это и является первой ступенью преобразования – сгорание привело к движению поршня, то есть химический процесс перешел в механический.
И вот далее уже в действие вступает кривошипно-шатунный механизм. Поршень связан с кривошипом вала посредством шатуна. Данное соединение является жестким, но подвижным. Сам поршень закреплен на шатуне посредством пальца, что позволяет легко шатуну менять положение относительно поршня.
Шатун же своей нижней частью охватывает шейку кривошипа, которая имеет цилиндрическую форму. Это позволяет менять угол между поршнем и шатуном, а также шатуном и кривошипом вала, но при этом смещаться шатун вбок не может. Относительно поршня он только меняет угол, а на шейке кривошипа он вращается.
Поскольку соединение жесткое, то расстояние между шейкой кривошипа и самим поршнем не изменяется. Но кривошип имеет П-образную форму, поэтому относительно оси коленвала, на которой размещен этот кривошип, расстояние между поршнем и самим валом меняется.
За счет применения кривошипов и удалось организовать преобразование перемещения поршня во вращение вала.
Но это схема взаимодействия только цилиндро-поршневой группы с кривошипно-шатунным механизмом.
На деле же все значительно сложнее, ведь имеются взаимодействия между элементами этих составляющих, причем механические, а это значит, что в местах контакта этих элементов будет возникать трение, которое нужно по максимуму снизить. Также следует учитывать, что один кривошип неспособен взаимодействовать с большим количеством шатунов, а ведь двигатели создаются и с большим количеством цилиндров – до 16. При этом нужно же и обеспечить передачу вращательного движения дальше. Поэтому рассмотрим, из чего состоит цилиндро-поршневая группа (ЦПГ) и кривошипно-шатунный механизм (КШМ).
Начнем с ЦПГ. Основными в ней являются гильзы и поршни. Сюда же входят и кольца с пальцами.
Гильза
Съёмная гильза
Гильзы существуют двух типов – сделанные непосредственно в блоке и являющиеся их частью, и съемные. Что касается выполненных в блоке, то представляют они собой цилиндрические углубления в нем нужной высоты и диаметра.
Съемные же имеют тоже цилиндрическую форму, но с торцов они открыты. Зачастую для надежной посадки в свое посадочное место в блоке, в верхней части ее имеется небольшой отлив, обеспечивающий это. В нижней же части для плотности используются резиновые кольца, установленные в проточные канавки на гильзе.
Внутренняя поверхность гильзы называется зеркалом, потому что она имеет высокую степень обработки, чтобы обеспечить минимально возможное трение между поршнем и зеркалом.
В двухтактных двигателях в гильзе проделываются на определенном уровне несколько отверстий, которые называются окнами. В классической схеме ДВС используется три окна – для впуска, выпуска и перепуска топливной смеси и отработанных продуктов. В оппозитных же установках типа ОРОС, которые тоже являются двухтактными, надобности в перепускном окне нет.
Поршень
Поршень принимает на себя энергию, выделяемую при сгорании, и за счет своего перемещения преобразовывает ее в механическое действие. Состоит он из днища, юбки и бобышек для установки пальца.
Устройство поршня
Именно днищем поршень и воспринимает энергию. Поверхность днища в бензиновых моторах изначально была ровной, позже на ней стали делать углубления для клапанов, предотвращающих столкновение последних с поршнями.
В дизельных же моторах, где смесеобразование происходит непосредственно в цилиндре, и составляющие смеси туда подаются по отдельности, в днищах поршня выполнена камера сгорания – углубления особой формы, обеспечивающие более лучшее смешивание компонентов смеси.
Отличие дизельного двигателя от бензинового
В инжекторных бензиновых двигателях тоже стали применять камеры сгорания, поскольку в них тоже составные части смеси подаются по отдельности.
Юбка является лишь его направляющей в гильзе. При этом нижняя часть ее имеет особую форму, чтобы исключить возможность соприкосновения юбки с шатуном.
Чтобы исключить просачивание продуктов горения в подпоршневое пространство используются поршневые кольца. Они подразделяются на компрессионные и маслосъемные.
В задачу компрессионных входит исключение появления зазора между поршнем и зеркалом, тем самым сохраняется давление в надпоршневом пространстве, которое тоже участвует в процессе.
Если бы компрессионных колец не было, трение между разными металлами, из которых изготавливаются поршень и гильза было бы очень высоким, при этом износ поршня происходил бы очень быстро.
В двухтактных двигателях маслосъемные кольца не применяются, поскольку смазка зеркала производиться маслом, которое добавляется в топливо.
В четырехтактных смазка производится отдельной системой, поэтому чтобы исключить перерасход масла используются маслосъемные кольца, снимающие излишки его с зеркала, и сбрасывая в поддон. Все кольца размещаются в канавках, проделанных в поршне.
Бобышки – отверстия в поршне, куда вставляется палец. Имеют отливы с внутренней части поршня для увеличения жесткости конструкции.
Палец представляет собой трубку значительной толщины с высокоточной обработкой внешней поверхности. Часто, чтобы палец не вышел за пределы поршня во время работы и не повредил зеркало гильзы, он стопориться кольцами, размещающимися в канавках, проделанных в бобышках.
Это конструкция ЦПГ. Теперь рассмотрим устройство кривошипно-шатунного механизма.
Шатун
Итак, состоит он из шатуна, коленчатого вала, посадочных мест этого вала в блоке и крышек крепления, вкладышей, втулки, полуколец.
Шатун – это стержень с отверстием в верхней части под поршневой палец. Нижняя часть его сделана в виде полукольца, которым он садится на шейку кривошипа, вокруг шейки он фиксируется крышкой, внутренняя поверхность ее тоже выполнена в виде полукольца, вместе с шатуном они и формируют жесткое, но подвижное соединение с шейкой – шатун может вращаться вокруг ее. Соединяется шатун со своей крышкой посредством болтовых соединений.
Чтобы снизить трение между пальцем и отверстием шатуна применяется медная или латунная втулка.
По всей длине внутри шатун имеет отверстие, через которое масло подается для смазки соединения шатуна и пальца.
Коленчатый вал
Перейдем к коленчатому валу. Он имеет достаточно сложную форму. Осью его выступают коренные шейки, посредством которых он соединен с блоком цилиндров. Для обеспечения жесткого соединения, но опять же подвижного, в блоке посадочные места вала выполнены в виде полуколец, второй частью этих полуколец выступают крышки, которыми вал поджимается к блоку. Крышки к с блоком соединены болтами.
Коленвал 4-х цилиндрового двигателя
Коренные шейки вала соединены с щеками, которые являются одной из составных частей кривошипа. В верхней части этих щек располагается шатунная шейка.
Количество коренных и шатунных шеек зависит от количества цилиндров, а также их компоновки. В рядных и V-образных двигателях на вал передаются очень большие нагрузки, поэтому должно быть обеспечено крепление вала к блоку, способное правильно распределять эту нагрузку.
Для этого на один кривошип вала должно приходиться две коренные шейки. Но поскольку кривошип размещен между двух шеек, то одна из них будет играть роль опорной и для другого кривошипа. Из этого следует, что у рядного 4-цилиндрового двигателя на валу имеется 4 кривошипа и 5 коренных шеек.
У V-образных двигателей ситуация несколько иная. В них цилиндры расположены в два ряда под определенным углом. Поэтому один кривошип взаимодействует с двумя шатунами. Поэтому у 8-цилиндрового двигателя используется только 4 кривошипа, и опять же 5 коренных шеек.
Уменьшение трения между шатунами и шейками, а также блоком с коренными шейками достигается благодаря использованию вкладышей – подшипников трения, которые помещаются между шейкой и шатуном или блоком с крышкой.
Смазка шеек вала производится под давлением. Для подачи масла применяются каналы, проделанные в шатунных и коренных шейках, их крышках, а также вкладышах.
В процессе работы возникают силы, которые пытаются сместить коленчатый вал в продольном направлении. Чтобы исключить это используются опорные полукольца.
В дизельных двигателях для компенсации нагрузок используются противовесы, которые прикрепляются к щекам кривошипов.
Маховик
С одной из сторон вала сделан фланец, к которому прикрепляется маховик, выполняющий несколько функций одновременно. Именно от маховика передается вращение. Он имеет значительный вес и габариты, что облегчает вращение коленчатому валу после того, как маховик раскрутится. Чтобы запустить двигатель нужно создать значительное усилие, поэтому по окружности на маховик нанесены зубья, которые называются венцом маховика. Посредством этого венца стартер раскручивает коленчатый вал при запуске силовой установки. Именно к маховику присоединяются механизмы, которые и используют вращение вала на выполнение полезного действия. У автомобиля это трансмиссия, обеспечивающая передачу вращения на колёса.
Чтобы исключить осевые биения, коленчатый вал и маховик должны быть хорошо отбалансированы.
Другой конец коленчатого вала, противоположный фланцу маховика используется зачастую для привода остальных механизмом и систем мотора: к примеру, там может размещаться шестерня привода масляного насоса, посадочное место для приводного шкива.
Это основная схема коленчатого вала. Особо нового пока ничего не придумано. Все новые разработки направлены пока только на снижение потерь мощности в результате трения между элементами ЦПГ и КШМ.
Также стараются снизить нагрузку на коленчатый вал путем изменения углов положения кривошипов относительно друг друга, но особо значительных результатов пока нет.
Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) воспринимает давление газов при рабочем ходе и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленвала. КШМ состоит из блока цилиндров с головкой, поршней с кольцами, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала, маховика и поддона картера.
Содержание статьи
Устройство КШМ
Блок цилиндров является основной деталью двигателя, к которой крепятся все механизмы и детали. Блоки цилиндров отливают из чугуна или алюминиевого сплава. В той же отливке выполнены картер и стенки рубашки охлаждения, окружающие цилиндры двигателя. В блок цилиндров устанавливают вставные гильзы. Гильзы бывают «мокрые» (охлаждаемые жидкостью) и «сухие». На многих современных двигателях применяются безгильзовые блоки. Внутренняя поверхность гильзы (цилиндра) служит направляющей для поршней.
Блок цилиндров сверху закрывается одной или двумя (в V-образных двигателях) головками цилиндров из алюминиевого сплава. В головке блока цилиндров (ГБЦ) размещены камеры сгорания, в которых имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания (в дизелях – для свечей накала). В головках ДВС с непосредственным впрыском также имеется отверстие для форсунок. Для охлаждения камер сгорания вокруг них выполнена специальная рубашка. На головке цилиндров закреплены детали газораспределительного механизма. В ГБЦ выполнены впускные и выпускные каналы и установлены вставные седла и направляющие втулки клапанов. Для создания герметичности между блоком и ГБЦ устанавливается прокладка, а крепление головки к блоку цилиндров осуществлено шпильками с гайками. Головка цилиндров сверху закрывается крышкой. Между ними устанавливается маслоустойчивая прокладка.
Блок цилиндровБлок цилиндров в разрезеГоловка блока цилиндровДетали КШМ
Поршень воспринимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршень представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава. В верхней части поршня расположена головка с канавками, в которые вставляются поршневые кольца. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальца.
При работе двигателя поршень, нагреваясь, расширится и, если между ним и стенкой цилиндра не будет необходимого зазора, заклинится в цилиндре. Если же зазор будет слишком большим, то часть отработанных газов будет прорываться в картер. Это приведет к падению давления в цилиндре и уменьшению мощности двигателя. Поэтому головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку, а саму юбку в поперечном сечении изготавливают не цилиндрической формы, а в виде эллипса с большей осью в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. На юбке поршня имеется разрез. Из-за овальной формы и разреза юбки предотвращается заклинивание поршня при работе прогретого двигателя. Общее устройство поршней принципиально одинаково, но их конструкции могут отличаться в зависимости от особенностей конкретного двигателя.
Поршневые кольца подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют поршень в цилиндре и служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла со стенок цилиндров и предотвращают проникновение масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна или стали, имеют разрез (замок). Количество колец в разных двигателях может быть разным.
Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Палец изготовлен в виде пустотелого цилиндрического стержня, наружная поверхность которого закалена токами высокой частоты. Осевое перемещение пальца в бобышках поршня ограничивается разрезными стальными кольцами.
Шатун служит для соединения коленчатого вала с поршнем. Шатун состоит из стального стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной и нижней разъемной головок. В верхней головке установлен поршневой палец, а нижняя головка крепится на шатунной шейке коленчатого вала. Для уменьшения трения в верхнюю головку шатуна запрессовывается втулка, а в нижнюю, состоящую из двух частей, устанавливаются тонкостенные вкладыши. Обе части нижней головки скрепляются двумя болтами с гайками. К головкам шатуна при работе двигателя подводится масло. В V-образных двигателях на одной шатунной шейке коленвала крепится два шатуна.
Коленчатый вал изготавливается из стали или из высокопрочного чугуна. Он состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек, щек и противовесов. Задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами крепится маховик. На переднем конце коленчатого вала закрепляется ременной шкив и звездочка привода распредвала. В шкив может быть интегрирован гаситель крутильных колебаний. Наиболее распространенная конструкция представляет собой два металлических кольца, соединенных через упругую среду (резина-эластомер, вязкое масло).
Количество и расположение шатунных шеек зависят от числа цилиндров и их расположения. Шатунные шейки коленвала многоцилиндрового двигателя выполнены в разных плоскостях, что необходимо для равномерного чередования рабочих тактов в разных цилиндрах. Коренные и шатунные шейки соединяются между собой щеками. Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противовесы, а шатунные шейки сделаны полыми. Поверхность коренных и шатунных шеек закаливают токами высокой частоты. В шейках и щеках имеются каналы, предназначенные для подвода масла. В каждой шатунной шейке имеется полость, которая выполняет функцию грязеуловителя. В грязеуловители масло поступает от коренных шеек и при вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенках. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцы резьбовые пробки только при разборке двигателя. Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными шайбами. В местах выхода коленчатого вала из картера двигателя имеются сальники и уплотнители, предотвращающие утечку масла.
В работающем двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки коленчатого вала очень велики. Для уменьшения трения шейки вала расположены в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде металлических вкладышей, покрытых антифрикционным слоем. Вкладыши состоят из двух половинок. Шатунные подшипники устанавливаются в нижней разъемной головке шатуна, а коренные – в блоке и крышке подшипника. Крышки коренных подшипников прикручиваются болтами к блоку цилиндров и стопорятся во избежание самоотвертывания. Чтобы вкладыши не провертывались, в них делают выступы, а в крышках, седлах и головках шатунов – соответствующие им уступы.
Маховик уменьшает неравномерность работы двигателя, облегчает его пуск и способствует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленвала болтами с гайками. При изготовлении маховик балансируется вместе с коленчатым валом. Для того чтобы при разборке двигателя балансировка не нарушилась, маховик устанавливается на несимметрично расположенные штифты или болты. Таким образом исключается его неправильная установка. В некоторых двигателях для снижения крутильных колебаний, передаваемых на КПП, применяются двухмассовые маховики, представляющие собой два диска, упруго соединенные между собой. Диски могут смещаться относительно друг друга в радиальном направлении. На ободе маховика наносятся метки, по которым устанавливают поршень первого цилиндра в в.м.т. при установке зажигания или момента начала подачи топлива (для дизелей). Также на обод крепится зубчатый венец, предназначенный для зацепления с бендиксом стартера.
Для уменьшения вибрации в рядных двигателях применяются балансирные валы, расположенные под коленчатым валом в масляном поддоне.
Картер двигателя отливается заодно с блоком цилиндров. К нему крепятся детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. Для повышения жесткости внутри картера выполнены ребра, в которых расточены гнезда коренных подшипников коленчатого вала. Снизу картер закрывается поддоном, выштампованным из тонкого стального листа. Поддон используется как резервуар для масла и защищает детали двигателя от загрязнения. В нижней части поддона имеется пробка для слива моторного масла. Поддон крепится к картеру болтами. Для предотвращения утечки масла между ними устанавливается прокладка.
Неисправности КШМ
К признакам неисправности КШМ относятся: появление посторонних стуков и шумов, падение мощности двигателя, повышенный расход масла, перерасход топлива, появление дыма в отработанных газах.
Стуки и шумы в двигателе возникают в результате износа его основных деталей и появления между сопряженными деталями увеличенных зазоров. При износе поршня и цилиндра, а также при увеличении зазора между ними возникает звонкий металлический стук, хорошо прослушиваемый при работе холодного двигателя. Резкий металлический стук на всех режимах работы двигателя свидетельствует об увеличении зазора между поршневым пальцем и втулкой верхней головки шатуна. Усиление стука при резком увеличении числа оборотов коленчатого вала свидетельствует об износе вкладышей коренных или шатунных подшипников, причем стук более глухого тона указывает на износ вкладышей коренных подшипников. При большом износе вкладышей возможно резкое падение давление масла. В этом случае эксплуатировать двигатель нельзя.
Падение мощности двигателя возникает при износе или залегании в канавках поршневых колец, износе поршней и цилиндров, а также плохой затяжке головки цилиндров. Эти неисправности вызывают падение компрессии в цилиндре. Компрессию проверяют при помощи компрессометра на теплом двигателе. Для этого выкручивают все свечи, и на место одной из них устанавливают наконечник компрессометра. При полностью открытом дросселе прокручивают двигатель стартером в течение 2-3 секунд. Таким образом последовательно проверяют все цилиндры. Величина компрессии должна быть в пределах, указанных в технических данных двигателя. Разница в компрессии между отдельными цилиндрами не должна превышать 1 кГ/см2.
Повышенный расход масла, перерасход топлива, появление дыма в отработанных газах (при нормальном уровне масла в картере) обычно появляются при залегании поршневых колец или износе колец и цилиндров. Залегание кольца можно устранить без разборки двигателя, залив в цилиндр через отверстие для свечи зажигания специальную жидкость.
Отложение нагара на днищах поршней и камер сгорания снижает теплопроводность, что вызывает перегрев двигателя, падение мощности и повышение расхода топлива.
Трещины в стенках рубашки охлаждения блока и головки блока цилиндров могут появиться в результате замерзания охлаждающей жидкости, заполнения системы охлаждения горячего двигателя холодной охлаждающей жидкостью или в результате перегрева двигателя. Через трещины в блоке цилиндров охлаждающая жидкость может попадать в цилиндры. При этом цвет выхлопных газов становится белым.
Кривошипно шатунный механизм самая важная система двигателя
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ), пожалуй, самая важная система двигателя. Назначение кривошипно-шатунного механизма – преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное и обратно.
Все детали кривошипно-шатунного механизма делятся на две группы: подвижные и неподвижные. К подвижным относятся:
поршень,
коленчатый вал,
маховик.
К неподвижным:
головка и блок цилиндров,
крышка картера.
Устройство кривошипно-шатунного механизма
Поршень похож на перевернутый стакан, в который укладываются кольца. На любом из них присутствуют два вида колец: маслосъемное и компрессионное. Маслосъемных обычно ставят два, а компрессионных – одно. Но бывают и исключения в виде: два таких и два таких — все зависит от типа двигателя.
Шатун изготавливается из двутаврового стального профиля. Состоит из верхней головки, которая соединяется с поршнем при помощи пальца, и нижней – соединение с коленчатым валом.
Коленчатый вал изготавливается в основном из чугуна повышенной прочности. Представляет собой несоосный стержень. Все шейки тщательно шлифуются, с соблюдением необходимых параметров. Существуют коренные шейки — для установки коренных подшипников, и шатунные – для установки через подшипники шатунов.
Роль подшипников скольжения выполняют разрезные полукольца, выполненные в виде двух вкладышей, которые обработаны токами высокой частоты для прочности. Все они покрыты антифрикционным слоем. Коренные крепятся к блоку двигателя, а шатунные — к нижней головке шатуна. Чтобы вкладыши хорошо работали, в них делают канавки для доступа масла. Если вкладыши провернуло – значит, имеется недостаточный подвод масла к ним. Это обычно происходит при засорении масляной системы. Вкладыши ремонту не подлежат.
Продольное перемещение вала ограничивают специальные упорные шайбы. С обоих концов обязательно применение различных сальников для предотвращения выхода масла из системы смазки двигателя.
К передней части коленвала крепится шкив привода системы охлаждения и звездочка, которая приводит в действие распредвал при помощи цепной передачи. На основных моделях выпускаемых сегодня автомобилей ей на замену пришел ремень. К задней части коленчатого вала крепится маховик. Он предусмотрен для устранения дисбаланса вала.
Также на нем стоит зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя. Чтобы при разборке и дальнейшей сборке не возникало проблем – крепеж маховика выполняется по не симметричной системе. От расположения меток его установки зависит и момент зажигания – следовательно, оптимальная работа двигателя. При изготовлении его балансируют вместе с коленчатым валом.
Картер двигателя изготавливается вместе с блоком цилиндров. Он служит основой для крепления ГРМ и КШМ. Имеется поддон, который служит емкостью для масла, а так же для защиты двигателя от деформации. Снизу предусмотрена специальная пробка для слива моторного масла.
Принцип работы КШМ
На поршень оказывают давление газы, которые вырабатываются при сгорании топливной смеси. При этом он совершает возвратно – поступательные движения, заставляя проворачиваться коленчатый вал двигателя. От него вращательное движение передается на трансмиссию, а оттуда – на колеса автомобиля.
А вот на видео показано как работает КШМ в тюнингованном ВАЗ 2106:
Основные признаки неисправности КШМ:
стуки в двигателе;
потеря мощности;
снижение уровня масла в картере;
повышенная дымность выхлопных газов.
Кривошипно-шатунный механизм двигателя очень уязвим. Для эффективной работы необходима своевременная замена масла. Лучше всего ее производить на станциях техобслуживания. Даже, если Вы недавно поменяли масло, и приходит пора сезонного ТО – обязательно перейдите на то масло, какое указано в инструкции по эксплуатации машины. Если в работе двигателя возникают какие-то проблемы: шумы, стуки – обращайтесь к специалистам – только в авторизированном центре Вам дадут объективную оценку состояния автомобиля.
Также на эту тему вы можете почитать:
Поделитесь в социальных сетях
Alex S 13 октября, 2013
Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто
Метки: Как устроен автомобиль
детали и запчасти КШМ двигателя
Подобрать запчасти в каталоге «Кривошипношатунный механизм»
Основные компоненты и принцип работы КШМ
Состоит кривошипно-шатунный механизм из таких подвижных деталей и элементов крепежа, как:
Коленвал
Поршни с поршневыми кольцами и пальцами
Шатуны
Вкладыши, втулки
Стопорное кольцо
Крышки
Недвижимыми составляющими данного устройства считаются цилиндры, ГБЦ, блок цилиндров, картер, поддон, прокладка ГБЦ.
В процессе загорания топливно-горючей смеси, оказавшиеся в цилиндрах газы, перемещают поршень в нижнее положение. Благодаря поршневому кольцу шатун может прокручиваться, компенсируя момент прокручивания коленвала при нахождении поршня вверху.
Противовесы не позволяют коленвалу повернуться, поэтому крутящий момент на него подают газы, проходящие сквозь шатун и поршень. Вращают колено латунные подшипники скольжения или шатунные вкладыши. В результате коленвал передает усилие на коробку передач и колеса.
Компрессионные кольца предназначены для обеспечения герметичного состояния и необходимой компрессии в камере сгорания. Для предотвращения проникновения внутрь смазки установлено маслосъемное кольцо, которое снимает остатки масел со стенок цилиндра.
Неисправности кривошипно-шатунного механизма
Так как данный механизм эксплуатируется в чрезвычайно тяжелых условиях при повышенной температуре на высоких скоростных режимах, именно он повреждается первым в системе двигателя. Если возникают неисправности в этом узле, они часто приводят к дорогостоящему ремонту мотора.
Причиной неполадок обычно является естественный износ компонентов силового агрегата или нарушение правил его эксплуатации. При несвоевременном проведении техобслуживания, применении низкосортных смазочных материалов, топлива, фильтров, продолжительной эксплуатации перегруженного транспортного средства преждевременно могут возникнуть проблемы в работе кривошипно-шатунного механизма.
Типичными неполадками данного узла считаются:
Изнашивание коренных и шатунных подшипников. Такое повреждение сопровождается приглушенным стуком в блоке цилиндров, который отчетливо слышен при повышении оборотов, также падает давление масла в системе. В подобном случае эксплуатация автотранспортного средства запрещена
Изнашивание поршней и цилиндров, которое сопровождается звонким гулом при работе непрогретого мотора и возникновением синеватого дыма из выхлопной трубы
Изнашивание поршневых пальцев. Для данной проблемы характерен звонкий стук вверху блока цилиндров при работающем моторе
Повреждение и залегание поршневых колец. Оно проявляется перебоями в работе силового агрегата, падением компрессии, повышением расхода масла и появлением синего дыма из выхлопа
Кроме этого со временем на поршнях и на стенках камеры сгорания может появляться нагар, который приводит к сильному нагреванию двигателя, увеличенному расходу топлива и понижению мощности авто.
Чтобы максимально продлить срок службы кривошипно-шатунного механизма следует постоянно контролировать крепления, при необходимости подтягивать болты на картере и ГБЦ, а также содержать мотор в чистоте и периодически удалять нагар, который образуется в камере сгорания.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) двигателя
Кривошипно-шатунным называется такой механизм, который осуществляет рабочий процесс силового агрегата. Главное предназначение кривошипно-шатунного механизма – преобразование возвратно-поступательного перемещения всех поршней во вращательное движение коленвала.
Кривошипно-шатунный механизм определяет тип силового агрегата по расположению цилиндров. В автомобильных двигателях ( см. устройство двигателя автомобиля ) используются различные варианты кривошипно-шатунных механизмов:
Однорядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней может быть вертикальным либо под углом. Используются в рядных двигателях;
Двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней только под углом. Используются в V-образных двигателях;
Одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней горизонтальное. Применяются в случае, если габаритные размеры мотора по высоте ограничены.
Составляющие кривошипно-шатунного механизма подразделяются на
Подвижные – поршни, пальцы и поршневые кольца, маховик и коленчатый вал, шатуны;
Неподвижные – цилиндры, головка блока цилиндров (ГБЦ), блок цилиндров, картер, прокладка ГБЦ и поддон.
Кроме этого к кривошипно-шатунному механизму относятся разнообразные крепежные элементы, а также шатунные и крепежные подшипники.
Устройство КШМ
При рассмотрении устройства КШМ необходимо выделить основные элементы его конструкции: коленвал, коренная шейка, шатунная шейка, шатуны, вкладыши, поршневые кольца (маслосъемные и компрессионные), пальцы и поршни ( см. работа поршня ).
Сложная конструкция вала обеспечивает получение и передачу энергии от поршня с шатуном на последующие узлы и агрегаты. Сам вал собран из элементов, называемых коленами. Колена соединены цилиндрами, расположенными со смещением относительно основной центральной оси в определенном порядке. На техническом языке название этих цилиндров — шейки. Те шейки, что смещены, крепятся к шатунам, соответственно и название — шатунные. Шейки, расположенные вдоль основной оси — коренные. За счет расположения шатунных шеек со смещением относительно центральной оси образуется рычаг. Поршень, опускаясь вниз, через шатун заставляет проворачиваться коленчатый вал.
Варианты конструкций вала представлены на следующем рисунке.
В зависимости от числа цилиндров, а также конструктивных решений ДВС по расположению цилиндров бывает однорядный или двухрядный.
В первом случае (1) цилиндры расположены в одной плоскости относительно коленчатого вала. Если конкретнее, то все они на двигателе расположены вертикально, по центральной оси, а сам вал находится внизу. В двухрядном двигателе (поз. 2 и 3), цилиндры размещены в два ряда под углом друг к другу 60, 90 или 180°, то есть противоположно друг к другу. Возникает вопрос: «А зачем?». Обратимся к физике. Энергия от сгорания рабочей смеси очень большая и значительная доля ее погашения приходится на коренные шейки коленчатого вала, которые хоть и железные, но имеют определенный запас прочности и ресурса. В четырехцилиндровом двигателе автомобиля этот вопрос решается просто: 4 цилиндра — 4 такта рабочего цикла по очереди. В итоге нагрузка на коленвал равномерно распределяется на всех участках. В тех ДВС, где цилиндров больше, или требуется большая мощность, их размещают в «V»-образном виде, дополнительно смягчая нагрузку на коленчатый вал. Таким образом, энергия гасится не вертикально, а под углом, что значительно смягчает нагрузку на коленчатый вал.
После краткого рассмотрения устройства КШМ необходимо также уделить внимание коленчатому валу. Говоря о нагрузке на коленчатый вал, стоит остановиться на подшипниках шеек коленвала. Рассмотрим соединение шатуна с коленчатым валом двигателя.
Те перегрузки, что испытывает вал, не под силу шариковым подшипникам. Здесь и огромное давление, высокая температура, труднодоступность смазки трущихся элементов и высокая скорость вращения. Поэтому именно для шеек применяются подшипники скольжения, которые обеспечивают работу всего двигателя. Вращение коленчатого вала происходит на вкладышах. Вкладыши делятся на коренные и шатунные. Из коренных вкладышей образуется кольцо вокруг коренных шеек вала. Из шатунных вкладышей по аналогии — вокруг шатунных шеек. Для уменьшения трения скользящие поверхности подшипников и шеек смазываются маслом, подаваемым через отверстия в коленвале под высоким давлением.
Значительную работу по обеспечению равномерности и плавности работы двигателя автомобиля выполняет маховик, о котором упоминалось ранее. Это зубчатое колесо на конце вала сглаживает перебои во вращении коленвала и обеспечивает совершение всех «холостых» тактов рабочего цикла каждого цилиндра ДВС.
Теперь обратимся к конструкции поршня двигателя.
Сам поршень представляет собой перевернутую вверх дном банку. Это самое дно имеет плавно вогнутую форму, что улучшает равномерность нагрузки на поршень при совершении рабочего хода и образование рабочей смеси. Поршень крепится к шатуну через палец с подшипником, обеспечивающим колебательные движения шатуна. Стенки поршня носят название «юбка». Она имеет, на первый взгляд, округлую форму, но есть едва заметные отличия.
Первое — это утолщение стенок юбки в направлениях движения шатуна. Поршень с шатуном через палец крепления давят поочередно друг на друга в одной плоскости. В той, которой собственно и двигается шатун относительно поршня. Следовательно, стенки поршня испытывают там большую нагрузку и давление, поэтому и сделаны толще.
Второе — это сужение диаметра юбки к низу. Сделано это для недопущения заклинивания поршня в цилиндре при нагреве и обеспечения смазки трущихся поверхностей юбки поршня и стенки цилиндра. Сами стенки цилиндра настолько гладко и ювелирно выполнены, что сравнимы с поверхностью зеркала. Но тогда остается зазор, который существенно влияет на герметичность цилиндра при такте сжатия и рабочего хода.
Для решения этих противоположных по смыслу проблем, на юбке поршня предусмотрены кольца. Именно через них сам поршень соприкасается со стенками цилиндра. На каждом поршне имеется два типа колец — компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца обеспечивают герметичность за счет давления сгораемых газов.
Маслосъемные кольца говорят сами за себя. Остатков масла, поступающего для смягчения трения в связке поршень-цилиндр, не должно оставаться при процессе горения топливно-воздушной смеси. Иначе возможна детонация, засорение свечей или форсунок остатками тяжелых фракций нефтяных продуктов, присутствующих в масле. А все это нарушает весь рабочий цикл. Поэтому масло, впрыскиваемое на стенки цилиндра при «холостых» тактах, снимается маслосъемными кольцами при рабочем ходе поршня.
Все цилиндры двигателя размещены в едином корпусе, который называется блоком цилиндров двигателя. Его конструкция довольно сложна. В нем многочисленное количество каналов для всех систем двигателя, а также он выполняет несущую основу для многих деталей и компонентов для силовой установки в целом.
Работа КШМ
Рассмотрим схему работы КШМ.
Поршень располагается на максимально удаленном расстоянии от коленчатого вала. Шатун и кривошип выстроены в одной линии. В тот момент, когда в цилиндр проникает горючее, происходит процесс возгорания. Продукты горения, в частности, расширяющие газы, способствуют перемещению поршня к коленчатому валу. Одновременно с этим перемещается также и шатун, нижняя головка которого проворачивает коленчатый вал на 180°. Затем шатун и его нижняя головка перемещаются и проворачиваются обратно, занимая исходную позицию. Поршень тоже возвращается в свое первоначальное положение. Такой процесс происходит в круговой последовательности.
По описанию работы КШМ видно, что кривошипно-шатунный механизм является главным механизмом мотора, от работы которого полностью зависит исправность транспортного средства. Таким образом, этот узел необходимо постоянно контролировать, и при любом подозрении на неисправность, следует вмешиваться и устранять ее незамедлительно, так как результатом различных поломок кривошипно-шатунного механизма может оказаться полная поломка силового агрегата, ремонт которого очень дорогостоящий.
Неисправности КШМ
К основным признакам неисправности КШМ относятся следующие:
Падение мощностных показателей двигателя;
Появление посторонних шумов и стуков;
Увеличенный расход масла;
Возникновение дыма в отработанных газах;
Перерасход топлива.
Шумы и стуки в моторе возникают из-за износа его главных составляющих и возникновение между сопряженными составляющими увеличенного зазора. При износе цилиндра и поршня, а также при возникновении большего зазора между ними появляется металлический стук, который удается отчетливо услышать при работе холодного мотора. Резкий и звонкий металлический стук при любых режимах работы мотора говорит об увеличенном зазоре между втулкой, верхней головки шатуна и поршневым пальцем. Усиление стука и шума при быстром увеличении числа оборотов коленвала свидетельствует об износе вкладышей шатунных или коренных подшипников, причем более глухой стук говорит об износе вкладышей коренных подшипников. Если износ вкладышей достаточно большой, то, вероятнее всего, давление масла резко понизится. В таком случае эксплуатировать мотор не рекомендуется.
Падение мощности мотора возникает при износе цилиндров и поршней, износе или залегании в канавах поршневых колец, некачественной затяжке головки цилиндров. Подобные неисправности способствуют падению компрессии в цилиндре. Чтобы проверить компрессию, существует специальный прибор – компрессометр, измерения необходимо выполнять на теплом моторе. Для этого необходимо выкрутить все свечи, после чего установить наконечник компрессометра на место одной из них. При абсолютно открытом дросселе проворачивают мотор стартером в течение трех секунд. Подобным методом последовательно выполняют проверку всех остальных цилиндров. Значение компрессии должно быть в рамках, указанных в технических характеристиках мотора. Разница компрессии между цилиндрами не должна быть не выше 1 кг/см2.
Увеличенное потребление масла, перерасход топлива, образование дыма в отработанных газах обычно происходит при износе цилиндров и колец или при залегании поршневых колец. Вопрос с залеганием кольца можно решить без разборки мотора, залив в цилиндр через специальные отверстия для свечи соответствующую жидкость.
Отложение нагара на камерах сгорания и днищах поршней уменьшает теплопроводность, что способствует перегреву мотора, повышению топливного расхода и падению мощности.
Трещины на стенках рубашки охлаждения блока, а также головки блока цилиндров могут образоваться в связи с замерзанием охлаждающей жидкости, в результате перегрева мотора, в результате заполнения охлаждающей системы ( см. система охлаждения двигателя) горячего мотора холодной охлаждающей жидкостью. Трещины на блоке цилиндров могут пропускать охлаждающую жидкость в цилиндры. В связи с этим выхлопные газы приобретают белый цвет.
Выше рассмотрены основные неисправности КШМ.
Крепежные работы
Чтобы предотвратить пропуск охлаждающей жидкости и газов через прокладку головки цилиндров, следует периодически контролировать крепление головки ключом со специальной динамометрической рукояткой с определенной последовательностью и усилием. Положение затяжки и последовательность затягивания гаек обозначают автомобильные заводы.
Головку цилиндров из чугуна прикрепляют, когда мотор находится в нагретом положении, алюминиевую голову, наоборот, на холодный двигатель. Необходимость затягивания крепления алюминиевых головок в холодном состоянии объясняется разным коэффициентом линейного расширения материала шпилек и болтов и материала головки. В связи с этим подтягивание гаек на сильно разогретом моторе не обеспечивает после остывания мотора должной плотности прилегания к блоку головки цилиндров.
Затяжку болтов прикрепления поддона картера для предотвращения деформации картера, нарушения при герметичности также проверяют с соблюдением последовательности, то есть поочередным затягиванием диаметрально противоположных болтов.
Проверка состояния кривошипно-шатунного механизма
Техническое состояние кривошипно-шатунных механизмов определяется:
По компрессии (изменению давления) в цилиндрах мотора в конце хода сжатия;
По расходу масла в процессе эксплуатации и уменьшению давления в системе смазки двигателя;
По разрежению в трубопроводе впуска;
По утечке газов из цилиндров;
По объему газов, проникающих в картер мотора;
По наличию стуков в моторе.
Расход масла в малоизношенном моторе незначителен и может равняться 0,1-0,25 литра на 100 км пути. При общем значительном износе мотора расход масла может составлять 1 литр на 100 км и больше, что, как правило, сопровождается обильным дымом.
Давление в масляной системе мотора должно соответствовать пределам, установленным для данного типа мотора и используемого сорта масла. Уменьшение давления масла на незначительных оборотах коленвала прогретого силового агрегата указывает на неисправность в смазочной системе или на присутствие недопустимых износов подшипников мотора. Падение масляного давления по манометру до 0 говорит о неисправности редукционного клапана или манометра.
Компрессия является показателем герметичности цилиндров мотора и характеризует состояние клапанов, цилиндров и поршней. Герметичность цилиндров можно установить с помощью компрессометра. Изменение давления (компрессию) проверяют после предварительного разогрева мотора до 80°C при выкрученных свечах. Установив наконечник компрессометра в отверстия для свечей, проворачивают стартером коленвал мотора на 10 – 14 оборотов и фиксируют показания компрессометра. Проверка выполняется по 3 раза для каждого цилиндра. Если показания компрессии на 30 – 40% ниже установленной нормы, это говорит о неисправностях (пригорание поршневых колец или их поломка, повреждение прокладки головки цилиндров или негерметичность клапанов).
Разрежение в трубопроводе впуска мотора измеряют вакуумметром. Значение разрежения у работающего на установившемся режиме моторов может меняться от изношенности цилиндро–поршневой группы, а также от состояния элементов газораспределения ( см. газораспределительный механизм ), регулировки карбюратора ( см. устройство карбюратора ) и установки зажигания. Таким образом, такой метод проверки является общим и не дает возможности выделить конкретную неисправность по одному показателю.
Объем газов, проникающих в картер мотора, изменяется из–за неплотности сопряжений цилиндр + поршень + поршневое кольцо, увеличивающейся по степени изнашивания данных деталей. Количество проникающих газов измеряют при полной нагрузке мотора.
Обслуживание КШМ
Обслуживание КШМ заключается в постоянном контроле креплений и подтягивании ослабевших гаек и болтов картера, а также головки блока цилиндров. Болты крепления головки блока и гайки шпилек следует подтягивать на разогретом моторе в определенной последовательности.
Двигатель следует содержать в чистоте, каждый день протирать или промывать кисточкой, смоченной в керосине, после этого протирать сухой ветошью. Необходимо помнить, что грязь, пропитанная маслом и бензином, представляет серьезную опасность для возгорания при наличии каких–либо неисправностей в системе зажигания двигателя исистеме питания двигателя, также способствует образованию коррозии.
Периодически нужно снимать головку блока цилиндров и удалять весь нагар, образовавшийся в камерах сгорания.
Нагар плохо проводит тепло. При определенной величине слоя нагара на клапанах и поршнях отвод тепла в охлаждающую жидкость резко ухудшается, происходит перегрев мотора и уменьшение его мощностных показателей. В связи с этим, возникает потребность в более частом включении низких передач и потребность в топливе возрастает. Интенсивность формирования нагара полностью зависит от вида и качества используемого для мотора масла и топлива. Самое интенсивное нагарообразование выполняется при использовании низкооктанового бензина с достаточно высокой температурой конца выкипания. Стуки, возникающие в таком случае при работе двигателя, имеют детонационный характер и в конечном итоге приводят к уменьшению срока работоспособности двигателя.
Нагар необходимо удалять с камер сгорания, со стержней и головок клапанов, из впускных каналов блока цилиндров, с днищ поршней. Нагар рекомендуется удалять с помощью проволочных щеток или металлических скребков. Предварительно нагар размягчается керосином.
При последующей сборке мотора прокладку головки блока необходимо устанавливать таким образом, чтобы сторона прокладки, на которой наблюдается сплошная окантовка перемычек между краешками отверстий для камер сгорания, была направлена в сторону головки блока.
Стоит учесть, что во время движения машины за городом в течении 60–ти минут со скоростью 65–80 км/ч происходит выжигание (очистка) цилиндров от нагара.
При должном регулярном обслуживании КШМ его срок службы продлится на долгие годы.
Устройство двигателя кшм
Устройство КШМ
КШМ ВАЗ 2110, 2111, 2112
Основные размеры КШМ ВАЗ 2110, 2111, 2112
показаны на рисунке. Хорошо зарекомендовали
себя двигателя ВАЗ 2110, они имеют много
взаимозаменяемых деталей КШМ с двигателями
ВАЗ 2108, ВАЗ 2109
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует прямолинейное возвратно-поступательные движения поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.
Устройство КШМ можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные.
Подвижные детали:
поршень, поршневые кольца, поршневые пальцы и шатуны, коленчатый вал, маховик.
Блок-картер, головка блока цилиндров, гильзы цилиндров. Имеются также фиксирующие и крепежные детали.
Поршневая группа
Поршневая группа включает в себя поршень, поршневые кольца, поршневой палец с фиксирующими деталями. Поршень воспринимает усилие расширяющихся газов при рабочем ходе и передает ею через шатун па кривошип коленчатого вала; осуществляет подготовительные такты; уплотняет над поршневую полость цилиндра как от прорыва газов в картер, так и от излишнего проникновения в нее смазочного материала.
Коренные подшипники
Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.
Маховик
Маховик служит для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, накопления энергии во время рабочего хода поршня, необходимой для вращения вала в течение подготовительных тактов, и вывода деталей КШМ из ВМТ (верхней мертвой точки) и НВТ (нижней мертвой точки). В многоцилиндровых двигателях маховик является, в основном, накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска двигателя и обеспечения плавного трогания автомобиля с места.
Маховики отливают из чугуна в виде лиска с массивным ободом и проводят его динамическую балансировку в сборе с коленчатым валом. На ободе маховика имеется посадочный поясок для напрессовки зубчатого венца для электрического пуска стартером. На цилиндрической поверхности маховика находятся метки или маркировочные штифты и надписи, определяющие момент прохождения ВМТ поршнем первого цилиндра. На торцевую рабочую поверхность опирается фрикционный диск сцепления. Для крепления его кожуха имеются резьбовые отверстия. Маховик центрируют по наружной поверхности фланца с помощью выточки, а положения его относительно коленчатого вала фиксируют установочным штифтом или несимметричным расположением отверстий крепления маховика.
Поршни
Форма и конструкция поршня, включая днище поршня и отверстие под поршневой палец, в значительной степени определяются формой камеры сгорания.
Устройство шатуна
Шатун необходим для соединения поршня с коленчатым валом и передачи усилия от поршня к коленчатому валу
Поршень состоит из головки поршня и направляющей части — юбки поршня. С внутренней стороны имеются приливы — бобышки с гладкими отверстиями под поршневой палец. Для фиксации пальца в отверстиях проточены канавки под стопорные кольца. В зоне выхода отверстий на внешних стенках юбки выполняются местные углубления, где стенки юбки не соприкасаются со стенками цилиндров. Таким образом получаются так называемые холодильники. Для снижения температуры нагрева направляющей поршня в карбюраторных двигателях головку поршня отделяют две поперечные симметричные прорези, которые препятствуют отводу теплоты от днища.
Нагрев, а следовательно, и тепловое расширение поршня по высоте неравномерны. Поэтому поршни выполняют в виде конуса овального сечения. Головка поршня имеет диаметр меньше, чем направляющая. В быстроходных двигателях, особенно при применении коротких шатунов, скорость изменения боковой силы довольно значительна. Это приводит к удару поршня о цилиндр. Чтобы избежать стуков, при перекладке поршневые пальцы смещают на 1,4—1,6 мм в сторону действия максимальной боковой силы, что приводит к более плавной перекладке и снижению уровня шума.
Головка поршня состоит из днища и образующих ее стенок, в которых именно канавки под поршневые кольца. В нижней канавке находятся дренажные отверстия для отвода масла диаметром 2,5—3 мм. Днище головки является одной из стенок камеры сгорания и воспринимает давление газов, омывается открытым пламенем и горячими газами. Для увеличения прочности днища и повышения обшей жесткости головки се стенки выполняются с массивными ребрами. Днища поршней изготовляют плоскими, выпуклыми, вогнутыми и фигурными. Форма выбирается с учетом типа двигателя, камеры сгорания, процесса смесеобразования и технологии изготовления поршней.
Поршневые кольца
Поршневые кольца — элементы уплотнения поршневой группы, обеспечивающие герметичность рабочей полости цилиндра и отвод теплоты от головки поршня.
По назначению кольца подразделяются на:
Компрессионные кольца — препятствующие прорыву газов в картер и отводу теплоты в стенки цилиндра.
Маслосъемные кольца — обеспечивающие равномерное распределение масла по поверхности цилиндра и препятствующие проникновению масла в камеру сгорания.
Изготовляются кольца из специальною легированною чугуна или стали. Разрез кольца, называемый замком, может быть прямым, косым или ступенчатым. По форме и конструкции поршневые кольца дизелей делятся на трапециевидные, с конической поверхностью, и подрезом, маслосъемные, пружинящие с расширителем; поршневые кольца карбюраторных двигателей — на бочкообразные, с конической поверхностью со скосом, с подрезом; маслосьемные — с дренажными отверстиями и узкой перемычкой, составные предсталяют собой два стальных лиска (осевой и радиальный расширители).
Составное маслосъемное поршневое кольцо (а) и его установка в головке поршня двигателя: 1 — дискообразное кольцо; 2 — осевой расширитель; 3 — радиальный расширитель; 4— замок кольца; 5 — компрессионные кольца; 6 — поршень; 7 — отверстие в канавке маслосъемного кольца.
Для повышения износостойкости первого компрессионного кольца, работающего и условиях высоких температур и граничного трения, его поверхность покрывают пористым хромом. Устанавливая на поршень поршневые кольца, необходимо следить за тем, чтобы замки соседних колец были смещены один относительно другого на некоторый угол (90 —180 градусов).
Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение шатуна с поршнем. Поршневые пальцы изготовляют из малоуглеродистых сталей. Рабочую поверхность тщательно обрабатывают и шлифуют. Для уменьшения массы палец выполняют пустотелым.
Установка поршневого пальца
Шатун шарнирно соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала. Он воспринимает от поршня и передает коленчатому валу усилие давления газов при рабочем ходе, обеспечивает перемещение поршней при совершении вспомогательных тактов. Шатун работает в условиях значительных нагрузок действующих по его продольной оси.
Шатун состоит из верхней головки, в которой имеется гладкое отверстие под подшипник поршневого пальца; стержня двутаврового сечения и нижней головки с разъемным отверстием для крепления с шатунной шейкой коленчатого вата. Крышка нижней головки крепится с помощью шатунных болтов. Шатун изготавливают методом гарячей штамповки из высокочественной стали. Для более подробного изучения создан раздел «Устройство шатуна«.
Устройство шатуна
Для смазывания подшипника поршневого пальца (бронзовая втулка) в верхней головке шатуна имеются отверстие или прорези. В двигателях марки «ЯМЗ» подшипник смазывается под давлением, для чего в стержне шатуна имеется масляный канал. Плоскость разъема нижней головки шатуна может располагаться под различными углами к продольной оси шатуна. Наибольшее распространение получили шатуны с разъемом перпендикулярным к оси стержня, В двигателях марки «ЯМЗ» имеющим больший диаметр, чем диаметр цилиндра, pазмер нижней головки шатуна, выполнен косой разъем нижней головки, так как при прямом разъеме монтаж шатуна через цилиндр при сборке двигателя становится невозможным. Для подвода масла к стенкам цилиндра на нижней головке шатуна имеется отверстие. С целью уменьшения трения и изнашивания в нижние головки шатунов устанавливают подшипники скольжения, состоящие из двух взаимозаменяемых вкладышей (верхнего и нижнею).
Вкладыши изготовляются из стальной профилированной ленты толщиной 1,3—1,6 мм для карбюраторных двигателей и 2—3,6 мм для дизелей. На ленту наносят антифрикционный сплав толщиной 0,25—-0,4 мм — высокооловянистый алюминиевый сплав (для карбюраторных двигателей). На дизелях марки «КамАЗ» применяют трехслойные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой. Шатунные вкладыши устанавливаются в нижнюю головку шатуна с натягом 0,03—0,04 мм. От осевого смешения и провертывания вкладыши удерживаются в своих гнездах усиками, входящими в пазы, которые при сборке шатуна и крышки должны располагаться на одной стороне шатуна.
Устройство двигателя автомобиля не сложно для обучения, главное изучать материал последовательно и систематизированно.
СОДЕРЖАНИЕ:
1. УстройствоКШМдвигателя
1.1 Подвижные детали КШМ
1.2 Неподвижные детали КШМ
2. Неисправности КШМ двигателя
2.1 Звуки неисправностей двигателя (стуки двигателя)
2.2 Признаки и причины неисправностей двигателя автомобиля
3.Капитальный ремонт двигателя автомобиля
www.autoezda.com
Кривошипно-шатунный механизм. Назначение и устройство КШМ
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, позволяющая, 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 восприятии 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 блока 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.
РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:
autoustroistvo.ru
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — назначение и принцип работы, конструкция, основные детали КШМ
Назначение и характеристика
Кривошипно-шатунным называется механизм, осуществляющий рабочий процесс двигателя.
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм определяет тип двигателя по расположению цилиндров.
В двигателях автомобилей применяются различные кривошипно-шатунные механизмы (рисунок 1): однорядные кривошипно-шатунные механизмы с вертикальным перемещением поршней и с перемещением поршней под углом применяются в рядных двигателях; двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с перемещением поршней под углом применяются в V-образных двигателях; одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с горизонтальным перемещением поршней находят применение в тех случаях, когда ограничены габаритные размеры двигателя по высоте.
Рисунок 1 – Типы кривошипно-шатунных механизмов, классифицированных по различным признакам.
Конструкция кривошипно-шатунного механизма.
В кривошипно-шатунный механизм входят блок цилиндров с картером и головкой цилиндров, шатунно-поршневая группа и коленчатый вал с маховиком.
Блок цилиндров 11 (рисунок 2) с картером 10 и головка 8 цилиндров являются неподвижными частями кривошипно-шатунного механизма.
К подвижным частям механизма относятся коленчатый вал 34 с маховиком 43 и детали шатунно-поршневой группы – поршни 24, поршневые кольца 18 и 19, поршневые пальцы 26 и шатуны 27.
Рисунок 2 – Кривошипно-шатунный механизм двигателей легковых автомобилей
Блок цилиндров вместе с картером является остовом двигателя. На нем и внутри него размещаются механизмы и устройства двигателя. В блоке 11, выполненном заодно с картером 10 из специального низколегированного чугуна, изготовлены цилиндры двигателя. Внутренние поверхности цилиндров отшлифованы и называются зеркалом цилиндров. Внутри блока между стенками цилиндров и его наружными стенками имеется специальная полость 9, называемая рубашкой охлаждения. В ней циркулирует охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя.
Внутри блока также имеются каналы и масляная магистраль смазочной системы, по которой подводится масло к трущимся деталям двигателя. В нижней части блока цилиндров (в картере) находятся опоры 2 для коренных подшипников коленчатого вала, которые имеют съемные крышки 1, прикрепляемые к блоку самоконтрящимися болтами. В передней части блока расположена полость 3 для цепного привода газораспределительного механизма. Эта полость закрывается крышкой, отлитой из алюминиевого сплава. В левой части блока цилиндров находятся отверстия 17 для подшипников вала привода масляного насоса, в которые запрессованы свертные сталеалюминиевые втулки. С правой стороны блока в передней его части имеются фланец для установки насоса охлаждающей жидкости и кронштейн для крепления генератора. На блоке цилиндров имеются специальные приливы для: 12 – крепления кронштейнов подвески двигателя; 13 – маслоотделителя системы вентиляции картера двигателя; 14 – топливного насоса; 15 – масляного фильтра; 16 – распределителя зажигания. Снизу блок цилиндров закрывается масляным поддоном, а к заднему его торцу прикрепляется картер сцепления. Для повышения жесткости нижняя плоскость блока цилиндров несколько опущена относительно оси коленчатого вала.
В отличие от блока, отлитого совместно с цилиндрами, на рисунке 3 представлен блок 4 цилиндров с картером 5, отлитые из алюминиевого сплава отдельно от цилиндров. Цилиндрами являются легкосъемные чугунные гильзы 2, устанавливаемые в гнезда 6 блока с уплотнительными кольцами 1 и закрытые сверху головкой блока с уплотнительной прокладкой.
Рисунок 3 – Блок двигателя со съемными гильзами цилиндров
Внутренняя поверхность гильз обработана шлифованием. Для уменьшения
carspec.info
Кривошипно шатунный механизм самая важная система двигателя – Все про авто
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ), пожалуй, самая важная система двигателя. Назначение кривошипно-шатунного механизма – преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное и обратно.
Все детали кривошипно-шатунного механизма делятся на две группы: подвижные и неподвижные. К подвижным относятся:
поршень,
коленчатый вал,
маховик.
К неподвижным:
головка и блок цилиндров,
крышка картера.
Устройство кривошипно-шатунного механизма
Поршень похож на перевернутый стакан, в который укладываются кольца. На любом из них присутствуют два вида колец: маслосъемное и компрессионное. Маслосъемных обычно ставят два, а компрессионных – одно. Но бывают и исключения в виде: два таких и два таких — все зависит от типа двигателя.
Шатун изготавливается из двутаврового стального профиля. Состоит из верхней головки, которая соединяется с поршнем при помощи пальца, и нижней – соединение с коленчатым валом.
Коленчатый вал изготавливается в основном из чугуна повышенной прочности. Представляет собой несоосный стержень. Все шейки тщательно шлифуются, с соблюдением необходимых параметров. Существуют коренные шейки — для установки коренных подшипников, и шатунные – для установки через подшипники шатунов.
Роль подшипников скольжения выполняют разрезные полукольца, выполненные в виде двух вкладышей, которые обработаны токами высокой частоты для прочности. Все они покрыты антифрикционным слоем. Коренные крепятся к блоку двигателя, а шатунные — к нижней головке шатуна. Чтобы вкладыши хорошо работали, в них делают канавки для доступа масла. Если вкладыши провернуло – значит, имеется недостаточный подвод масла к ним. Это обычно происходит при засорении масляной системы. Вкладыши ремонту не подлежат.
Продольное перемещение вала ограничивают специальные упорные шайбы. С обоих концов обязательно применение различных сальников для предотвращения выхода масла из системы смазки двигателя.
К передней части коленвала крепится шкив привода системы охлаждения и звездочка, которая приводит в действие распредвал при помощи цепной передачи. На основных моделях выпускаемых сегодня автомобилей ей на замену пришел ремень. К задней части коленчатого вала крепится маховик. Он предусмотрен для устранения дисбаланса вала.
Также на нем стоит зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя. Чтобы при разборке и дальнейшей сборке не возникало проблем – крепеж маховика выполняется по не симметричной системе. От расположения меток его установки зависит и момент зажигания – следовательно, оптимальная работа двигателя. При изготовлении его балансируют вместе с коленчатым валом.
Картер двигателя изготавливается вместе с блоком цилиндров. Он служит основой для крепления ГРМ и КШМ. Имеется поддон, который служит емкостью для масла, а так же для защиты двигателя от деформации. Снизу предусмотрена специальная пробка для слива моторного масла.
Принцип работы КШМ
На поршень оказывают давление газы, которые вырабатываются при сгорании топливной смеси. При этом он совершает возвратно – поступательные движения, заставляя проворачиваться коленчатый вал двигателя. От него вращательное движение передается на трансмиссию, а оттуда – на колеса автомобиля.
А вот на видео показано как работает КШМ в тюнингованном ВАЗ 2106:
Основные признаки неисправности КШМ:
стуки в двигателе;
потеря мощности;
снижение уровня масла в картере;
повышенная дымность выхлопных газов.
Кривошипно-шатунный механизм двигателя очень уязвим. Для эффективной работы необходима своевременная замена масла. Лучше всего ее производить на станциях техобслуживания. Даже, если Вы недавно поменяли масло, и приходит пора сезонного ТО – обязательно перейдите на то масло, какое указано в инструкции по эксплуатации машины. Если в работе двигателя возникают какие-то проблемы: шумы, стуки – обращайтесь к специалистам – только в авторизированном центре Вам дадут объективную оценку состояния автомобиля.
Также на эту тему вы можете почитать:
Поделитесь в социальных сетях
Alex S 13 октября, 2013
Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто
Метки: Как устроен автомобиль
avto-all.com
Назначение и устройство кривошипно-шатунного механизма ДВС
Двигатели внутреннего сгорания, используемые на автомобилях, функционируют за счет преобразования энергии, выделяемой при горении горючей смеси, в механическое действие – вращение. Это преобразование обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом (КШМ), который является одним из ключевых в конструкции двигателя автомобиля.
Устройство КШМ
data-full-width-responsive=»true»>
Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из трех основных деталей:
Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ).
Шатун.
Коленчатый вал.
Все эти компоненты размещаются в блоке цилиндров.
ЦПГ
Назначение ЦПГ — преобразование выделяемой при горении энергии в механическое действие – поступательное движение. Состоит ЦПГ из гильзы – неподвижной детали, посаженной в блок в блок цилиндров, и поршня, который перемещается внутри этой гильзы.
После подачи внутрь гильзы топливовоздушной смеси, она воспламеняется (от внешнего источника в бензиновых моторах и за счет высокого давления в дизелях). Воспламенение сопровождается сильным повышением давления внутри гильзы. А поскольку поршень это подвижный элемент, то возникшее давление приводит к его перемещению (по сути, газы выталкивают его из гильзы). Получается, что выделяемая при горение энергия преобразуется в поступательное движение поршня.
Для нормального сгорания смеси должны создаваться определенные условия – максимально возможная герметичность пространства перед поршнем, именуемое камерой сгорания (где происходит горение), источник воспламенения (в бензиновых моторах), подача горючей смеси и отвод продуктов горения.
Герметичность пространства обеспечивается головкой блока, которая закрывает один торец гильзы и поршневыми кольцами, посаженными на поршень. Эти кольца тоже относятся к деталям ЦПГ.
Шатун
Следующий компонент КШМ – шатун. Он предназначен для связки поршня ЦПГ и коленчатого вала и передает механических действий между ними.
Шатун представляет собой шток двутавровой формы поперечного сечения, что обеспечивает детали высокую устойчивость на изгиб. На концах штока имеются головки, благодаря которым шатун соединяется с поршнем и коленчатым валом.
По сути, головки шатуна представляют собой проушины, через которые проходят валы обеспечивающие шарнирное (подвижное) соединение всех деталей. В месте соединения шатуна с поршнем, в качестве вала выступает поршневой палец (относится к ЦПГ), который проходит через бобышки поршня и головку шатуна. Поскольку поршневой палец извлекается, то верхняя головка шатуна – неразъемная.
В месте соединения шатуна с коленвалом, в качестве вала выступают шатунные шейки последнего. Нижняя головка имеет разъемную конструкцию, что и позволяет закреплять шатун на коленчатом валу (снимаемая часть называется крышкой).
Коленчатый вал
Назначение коленчатого вала — это обеспечение второго этапа преобразования энергии. Коленвал превращает поступательное движение поршня в свое вращение. Этот элемент кривошипно-шатунного механизма имеет сложную геометрию.
Состоит коленвал из шеек – коротких цилиндрических валов, соединенных в единую конструкцию. В коленвале используется два типа шеек – коренные и шатунные. Первые расположены на одной оси, они являются опорными и предназначены для подвижного закрепления коленчатого вала в блоке цилиндров.
В блоке цилиндров коленчатый вал фиксируется специальными крышками. Для снижения трения в местах соединения коренных шеек с блоком цилиндров и шатунных с шатуном, используются подшипники трения.
Шатунные шейки расположены на определенном боковом удалении от коренных и к ним нижней головкой крепится шатун.
Коренные и шатунные шейки между собой соединяются щеками. В коленчатых валах дизелей к щекам дополнительно крепятся противовесы, предназначенные для снижения колебательных движений вала.
Шатунные шейки вместе с щеками образуют так называемый кривошип, имеющий П-образную форму, который и преобразует поступательного движения во вращение коленчатого вала. За счет удаленного расположения шатунных шеек при вращении вала они движутся по кругу, а коренные — вращаются относительно своей оси.
Количество шатунных шеек соответствует количеству цилиндров мотора, коренных же всегда на одну больше, что обеспечивает каждому кривошипу две опорных точки.
На одном из концов коленчатого вала имеется фланец для крепления маховика – массивного элемента в виде диска. Основное его назначение: накапливание кинетической энергии за счет которой осуществляется обратная работа механизма – преобразование вращения в движение поршня. На втором конце вала расположены посадочные места под шестерни привода других систем и механизмов, а также отверстие для фиксации шкива привода навесного оборудования мотора.
Принцип работы механизма
Принцип работы кривошипно-шатунного механизма рассмотрим упрощенно на примере одноцилиндрового мотора. Такой двигатель включает в себя:
коленчатый вал с двумя коренными шейками и одним кривошипом;
шатун;
и комплект деталей ЦПГ, включающий в себя гильзу, поршень, поршневые кольца и палец.
Воспламенение горючей смеси выполняется когда объем камеры сгорания минимальный, а обеспечивается это при максимальном поднятии вверх поршня внутри гильзы (верхняя мертвая точка – ВМТ). При таком положении кривошип тоже «смотрит» вверх. При сгорании выделяемая энергия толкает вниз поршень, это движение передается через шатун на кривошип, и он начинает двигаться по кругу вниз, при этом коренные шейки вращаются вокруг своей оси.
При провороте кривошипа на 180 градусов поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ). После ее достижения выполняется обратная работа механизма. За счет накопленной кинетической энергии маховик продолжает вращать коленвал, поэтому чему кривошип проворачивается и посредством шатуна толкает поршень вверх. Затем цикл полностью повторяется.
Если рассмотреть проще, то один полуоборот коленвала осуществляется за счет выделенной при сгорании энергии, а второй – благодаря кинетической энергии, накопленной маховиком. Затем процесс повторяется вновь.
Ещё кое-что полезное для Вас:
Особенности работы двигателя. Такты
Выше описана упрощенная схема работы КШМ. В действительности чтобы создать необходимые условия для нормального сгорания топливной смеси, требуется выполнение подготовительных этапов – заполнение камеры сгорания компонентами смеси, их сжатие и отвод продуктов горения. Эти этапы получили название «такты мотора» и всего их четыре – впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Из них только рабочий ход выполняет полезную функцию (именно при нем энергия преобразуется в движение), а остальные такты – подготовительные. При этом выполнение каждого этапа сопровождается проворотом коленвала вокруг оси на 180 градусов.
Конструкторами разработано два типа двигателей – 2-х и 4-тактный. В первом варианте такты совмещены (рабочий ход с выпуском, а впуск – со сжатием), поэтому в таких моторах полный рабочий цикл выполняется за один полный оборот коленвала.
В 4-тактном двигателе каждый такт выполняется по отдельности, поэтому в таких моторах полный рабочий цикл выполняется за два оборота коленчатого вала, и только один полуоборот (на такте «рабочий ход») выполняется за счет выделенной при горении энергии, а остальные 1,5 оборота – благодаря энергии маховика.
Основные неисправности и обслуживание КШМ
Несмотря на то, что кривошипно-шатунный механизм работает в жестких условиях, эта составляющая двигателя достаточно надежная. При правильном проведении технического обслуживания, механизм работает долгий срок.
При правильной эксплуатации двигателя ремонт кривошипно-шатунный механизма потребуется только из-за износа ряда составных деталей – поршневых колец, шеек коленчатого вала, подшипников скольжения.
Поломки составных компонентов КШМ происходят в основном из-за нарушения правил эксплуатации силовой установки (постоянная работа на повышенных оборотах, чрезмерные нагрузки), невыполнения ТО, использования неподходящих горюче-смазочных материалов. Последствиями такого использования мотора могут быть:
залегание и разрушение колец;
прогорание поршня;
трещины стенок гильзы цилиндра;
изгиб шатуна;
разрыв коленчатого вала;
«наматывание» подшипников скольжения на шейки.
Такие поломки КШМ очень серьезны, зачастую поврежденные элементы ремонту не подлежат их нужно только менять. В некоторых случаях поломки КШМ сопровождаются разрушениями иных элементов мотора, что приводит мотор в полную негодность без возможности восстановления.
Чтобы кривошипно-шатунный механизм двигателя не стал причиной выхода из строя мотора, достаточно выполнять ряд правил:
Не допускать длительной работы двигателя на повышенных оборотах и под большой нагрузкой.
Своевременно менять моторное масло и использовать смазку, рекомендованную автопроизводителем.
Использовать только качественное топливо.
Проводить согласно регламенту замену воздушных фильтров.
Не стоит забывать, что нормальное функционирование мотора зависит не только от КШМ, но и от смазки, охлаждения, питания, зажигания, ГРМ, которым также требуется своевременное обслуживание.
avtomotoprof.ru
5-GORsk › Blog › Общие сведения и схемы кривошипно-шатунного механизма автомобильных двигателей
Кривошипно-шатунный механизм составляет основу конструкции большинства поршневых двигателей внутреннего сгорания. Назначение кривошипно-шатунного механизма состоит в том, чтобы воспринимать давление газов, возникающее в цилиндре, и преобразовывать прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Эти две функции, выполняемые механизмом, и обеспечивают решение сложной проблемы, связанной с преобразованием тепловой энергии топлива в механическую работу при сжигании топлива в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.
В существующих поршневых двигателях применяются два типа кривошипно-шатунных механизмов: тронковые и крейцкопфные.
В тронковых механизмах шатун шарнирно соединен непосредственно с нижней направляющей (тронковой) частью поршня, тогда как в крейцкопфных механизмах поршень соединяется с шатуном через шток и крейцкопф, которые служат для поршня направляющей частью. Крейцкопфные механизмы более сложны и громоздки. Они увеличивают габариты двигателя по высоте и утяжеляют его конструкцию.
В быстроходных поршневых двигателях автомобильного и тракторного типов применяются более простые и компактные тронковые кривошипно-шатунные механизмы. Благодаря этим преимуществам тронковые механизмы в настоящее время широко применяются и в двигателях стационарного типа. Однако для двигателей двойного действия крейцкопфные механизмы остаются единственно возможными. Такие двигатели обычно строят двухтактными, позволяющими более чем в 3 раза увеличивать мощность силовых установок по сравнению с аналогичными установками, снабженными четырехтактными двигателями простого действия
Кривошипно-шатунный механизм тронковых двигателей состоит из неподвижных и подвижных деталей. К неподвижным относятся: цилиндр, крышка (головка) цилиндра и картер, образующие остов двигателя; подвижную группу составляют: поршневой комплект (поршень с поршневым пальцем и уплотняющими кольцами), шатун, коленчатый вал и маховик.
Иногда к кривошипно-шатунному механизму относят только группу перечисленных подвижных деталей, что нельзя признать правильным, тем более по отношению к двигателям внутреннего сгорания. Во-первых, это не согласуется с самим определением механизма, немыслимого без наличия направляющего звена — стойки. Во-вторых, кроме того что стенки цилиндра служат направляющими для поршня, цилиндр и его головка образуют замкнутую надпоршневую полость, без которой в двигателях внутреннего сгорания нельзя создать нужного давления газов над поршнем, которое он воспринимает и передает на коленчатый вал. Следовательно, отдельно от надпоршневой полости кривошипно-шатунный механизм поршневого двигателя не выполнял бы одну из основных своих функций.
Наиболее распространенные схемы компоновки кривошипно-шатупного механизма автомобильных двигателей приведены ниже.
Двигатели, построенные по схемам А, Б и В, называются однорядными. Чаще всего из них применяется схема А с вертикальным расположением цилиндров. В двигателях, предназначенных для автобусов, с успехом применяется схема В с горизонтальным расположением цилиндров. Такие двигатели удобно размещаются под полом кузова автобуса.
Сравнительно новой является схема Б с наклонным расположением цилиндров (под углом от 20 до 45° к вертикальной оси). Двигатели с такой компоновкой используют для ряда современных легковых автомобилей. При этом имеется возможность более рационально размещать вспомогательное оборудование и впускные трубопроводы.
Двигатели, построенные по схемам Г и Д, называются двухрядными. В настоящее время особенно широко применяется схема Г с V-образным расположением цилиндров. Четырех- и восьмицилиндровые V-образные двигатели по условиям их уравновешенности строят с углом между осями цилиндров равным 90°. Они выгодно отличаются по габаритам и весу от соответствующих однорядных и одинаково успешно используются на легковых автомобилях и на средних и тяжелых грузовиках, нуждающихся в силовых агрегатах повышенной мощности. Двигатели с кривошипным механизмом, выполненным по схеме Д, с углом между осями цилиндров 180° называются оппозитными. Такие двигатели с противолежащим расположением цилиндров применяются довольно редко, так как размещение их и обслуживание на автомобиле менее удобно, чем, например V-образных или однорядных горизонтальных.
Автомобильные двигатели, как правило, строят многоцилиндровыми. Они обычно имеют 2; 3; 4; 6; 8 и редко 12 или 16 цилиндров. Одноцилиндровые двигатели на автомобилях не применяются и вообще для этой цели не пригодны, так как не могут удовлетворительно работать в качестве автомобильных силовых агрегатов без утяжеленного маховика и сложного уравновешивающего устройства.
В самом деле, в одноцилиндровом, например, четырехтактном двигателе из двух оборотов вала только пол-оборота приходится на активный рабочий ход поршня. В течение остальных полутора оборотов скорость вращения коленчатого вала непрерывно замедляется, поскольку движение его в это время осуществляется за счет запаса кинетической энергии маховика, накапливаемой им в момент ускоренного движения при рабочем ходе поршня, когда последний «взрывом» газов отбрасывается к н.м.т. Следовательно, за время одного рабочего цикла коленчатый вал вращается с разной угловой скоростью, что крайне нежелательно.
Выравнивание угловой скорости вращения коленчатого вала в одноцилиндровом двигателе возможно только путем повышения уровня аккумулирования кинетической энергии маховика на участке ускоренного движения, т.е. за счет увеличения его инерции. Естественно, при неизменных установившихся оборотах коленчатого вала этого нельзя достигнуть без увеличения массы маховика. Маховик с большей массой будет вращаться равномернее, следовательно, уменьшится и колебание угловой скорости вращения вала. Однако такой путь полностью не избавит вал двигателя от неравномерности вращения. К тому же большая масса маховика требует и больше времени на его разгон до заданной скорости. Вследствие этого ухудшается приемистость двигателя и снижается динамика автомобиля, т.е. уменьшается быстрота раскрутки вала двигателя и разгона автомобиля.
Если предположить, что коленчатый вал вращается равномерно, то и в этом идеальном случае поршень в конце каждого хода меняет направление своего движения. В мертвых точках его скорость равна нулю, а потом нарастает до максимума, составляющего в автомобильных двигателях 15—25 м/сек при номинальном числе оборотов, и снова уменьшается до нуля в смежной мертвой точке.
Такое неравномерное движение поршня и связанного с ним комплекта деталей порождает переменные по величине и направлению силы инерции Pj возвратно-движущихся масс, действующие вдоль оси его движения, т. е. по оси цилиндра, как показано на рисунке.
Силы инерции Pj, периодически меняя величину и направление своего действия, если остаются неуравновешенными, вызывают раскачивание двигателя вне зависимости от принятой схемы кривошипно-шатунного механизма (см. рисунок). Возникающая при этом вибрация двигателя передается на его крепления и на раму автомобиля, разрушая его узлы и увеличивая интенсивность их износа. Вследствие вибрации повышаются уровень шума и утомляемость водителя, что увеличивает опасность движения.
Устранить вибрацию, вызываемую силами инерции масс кривошипно-шатунного механизма, совершающих возвратно-поступательное движение, можно только в случае, если удается создать силы, равные по величине и противоположно направленные силам, вызывающим вибрацию. Для этого, как установлено, двигатель должен иметь несколько цилиндров с общим коленчатым валом, допускающим организацию необходимого разнонаправленного движения поршней в отдельных цилиндрах. Это позволяет в известной мере уравновешивать двигатель, т.е. уменьшить воздействие на его остов сил, порождающих вибрацию.
Однако внешне уравновешенные силы инерции нагружают детали двигателя, вызывая изгиб вала, увеличивая нагрузку коренных опор, т. е. создают внутреннюю неуравновешенность двигателя.
В многоцилиндровых двигателях интервал между рабочими ходами, выраженный в градусах угла поворота вала, определяется числом цилиндров i. Для четырехтактных и двухтактных двигателей эти интервалы при равномерном чередовании рабочих ходов соответственно равны 720°/i и 360°/i.
Чем больше число цилиндров, тем меньше интервал между рабочими ходами и вал двигателя вращается равномернее.
Сравнительно хорошую степень уравновешенности и равномерность вращения вала имеет однорядный 6-цилиндровый двигатель. Ею считают полностью уравновешенным. При двухрядном V-образном расположении цилиндров с осями под углом 90° хорошую уравновешенность имеют 8-цилиндровые двигатели. 8-цилиндровые однорядные двигатели считаются уравновешенными, но в настоящее время они утратили практическое значение, так как линейное расположение цилиндров приводит к излишнему удлинению коленчатого вала и снижает его жесткость.
Силы давления газов в надпоршневой полости одинаково действуют как на поршень, так и на головку цилиндра, поэтому, имея всегда равную себе величину и противоположное направление (см. рисунок), эти силы взаимно уравновешиваются внутри системы и не оказывают влияния на вибрацию двигателя, но нагружают коленчатый вал и коренные подшипники. Равнодействующие газовых сил направлены по оси цилиндра, а величина их определяется из соотношения
Рг = pгFп,
где рг — избыточное удельное давление газов, взятое по индикаторной диаграмме, кГ/см2 (Мн/м2)\ Fп — площадь поршня, см2 (м2).
Силы давления газов Рг и инерционные силы Pj, действующие по оси цилиндра, суммируясь, дают силу Р∑, которая, будучи приложена к поршневому пальцу, раскладывается на боковую силу Nб давления на стенку цилиндра и на силу Рш, действующую по оси шатуна (см. рисунок Е).
Если силу Рш, руководствуясь правилами механики, перенести по линии ее действия в центр шатунной шейки и разложить на составляющие, то получим силу Т, перпендикулярную к оси кривошипа, и силу Z, направленную по оси кривошипа (см. рисунок). Сила Т называется тангенциальной. Произведение силы Т на радиус кривошипа г называется крутящим моментом, который определяется по формуле, кГ·м (Мн·м),
Тr = Мкр,
где Мкр определяется путем непосредственного измерения с помощью динамометрического устройства испытательных тормозных установок. Крутящий момент измеряют для ряда чисел оборотов вала двигателя, а затем пересчетом определяют его мощность, развиваемую при этих оборотах вала. Полученная таким образом закономерность изменения мощности двигателя по числу оборотов вала называется скоростной характеристикой.
www.drive2.com
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) двигателя
Кривошипно-шатунным называется такой механизм, который осуществляет рабочий процесс силового агрегата. Главное предназначение кривошипно-шатунного механизма – преобразование возвратно-поступательного перемещения всех поршней во вращательное движение коленвала.
Кривошипно-шатунный механизм определяет тип силового агрегата по расположению цилиндров. В автомобильных двигателях ( см. устройство двигателя автомобиля ) используются различные варианты кривошипно-шатунных механизмов:
Однорядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней может быть вертикальным либо под углом. Используются в рядных двигателях;
Двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней только под углом. Используются в V-образных двигателях;
Одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней горизонтальное. Применяются в случае, если габаритные размеры мотора по высоте ограничены.
Составляющие кривошипно-шатунного механизма подразделяются на
Подвижные – поршни, пальцы и поршневые кольца, маховик и коленчатый вал, шатуны;
Неподвижные – цилиндры, головка блока цилиндров (ГБЦ), блок цилиндров, картер, прокладка ГБЦ и поддон.
Кроме этого к кривошипно-шатунному механизму относятся разнообразные крепежные элементы, а также шатунные и крепежные подшипники.
Устройство КШМ
При рассмотрении устройства КШМ необходимо выделить основные элементы его конструкции: коленвал, коренная шейка, шатунная шейка, шатуны, вкладыши, поршневые кольца (маслосъемные и компрессионные), пальцы и поршни ( см. работа поршня ).
Сложная конструкция вала обеспечивает получение и передачу энергии от поршня с шатуном на последующие узлы и агрегаты. Сам вал собран из элементов, называемых коленами. Колена соединены цилиндрами, расположенными со смещением относительно основной центральной оси в определенном порядке. На техническом языке название этих цилиндров — шейки. Те шейки, что смещены, крепятся к шатунам, соответственно и название — шатунные. Шейки, расположенные вдоль основной оси — коренные. За счет расположения шатунных шеек со смещением относительно центральной оси образуется рычаг. Поршень, опускаясь вниз, через шатун заставляет проворачиваться коленчатый вал.
Варианты конструкций вала представлены на следующем рисунке.
В зависимости от числа цилиндров, а также конструктивных решений ДВС по расположению цилиндров бывает однорядный или двухрядный.
В первом случае (1) цилиндры расположены в одной плоскости относительно коленчатого вала. Если конкретнее, то все они на двигателе расположены вертикально, по центральной оси, а сам вал находится внизу. В двухрядном двигателе (поз. 2 и 3), цилиндры размещены в два ряда под углом друг к другу 60, 90 или 180°, то есть противоположно друг к другу. Возникает вопрос: «А зачем?». Обратимся к физике. Энергия от сгорания рабочей смеси очень большая и значительная доля ее погашения приходится на коренные шейки коленчатого вала, которые хоть и железные, но имеют определенный запас прочности и ресурса. В четырехцилиндровом двигателе автомобиля этот вопрос решается просто: 4 цилиндра — 4 такта рабочего цикла по очереди. В итоге нагрузка на коленвал равномерно распределяется на всех участках. В тех ДВС, где цилиндров больше, или требуется большая мощность, их размещают в «V»-образном виде, дополнительно смягчая нагрузку на коленчатый вал. Таким образом, энергия гасится не вертикально, а под углом, что значительно смягчает нагрузку на коленчатый вал.
После краткого рассмотрения устройства КШМ необходимо также уделить внимание коленчатому валу. Говоря о нагрузке на коленчатый вал, стоит остановиться на подшипниках шеек коленвала. Рассмотрим соединение шатуна с коленчатым валом двигателя.
Те перегрузки, что испытывает вал, не под силу шариковым подшипникам. Здесь и огромное давление, высокая температура, труднодоступность смазки трущихся элементов и высокая скорость вращения. Поэтому именно для шеек применяются подшипники скольжения, которые обеспечивают работу всего двигателя. Вращение коленчатого вала происходит на вкладышах. Вкладыши делятся на коренные и шатунные. Из коренных вкладышей образуется кольцо вокруг коренных шеек вала. Из шатунных вкладышей по аналогии — вокруг шатунных шеек. Для уменьшения трения скользящие поверхности подшипников и шеек смазываются маслом, подаваемым через отверстия в коленвале под высоким давлением.
Значительную работу по обеспечению равномерности и плавности работы двигателя автомобиля выполняет маховик, о котором упоминалось ранее. Это зубчатое колесо на конце вала сглаживает перебои во вращении коленвала и обеспечивает совершение всех «холостых» тактов рабочего цикла каждого цилиндра ДВС.
Теперь обратимся к конструкции поршня двигателя.
Сам поршень представляет собой перевернутую вверх дном банку. Это самое дно имеет плавно вогнутую форму, что улучшает равномерность нагрузки на поршень при совершении рабочего хода и образование рабочей смеси. Поршень крепится к шатуну через палец с подшипником, обеспечивающим колебательные движения шатуна. Стенки поршня носят название «юбка». Она имеет, на первый взгляд, округлую форму, но есть едва заметные отличия.
Первое — это утолщение стенок юбки в направлениях движения шатуна. Поршень с шатуном через палец крепления давят поочередно друг на друга в одной плоскости. В той, которой собственно и двигается шатун относительно поршня. Следовательно, стенки поршня испытывают там большую нагрузку и давление, поэтому и сделаны толще.
Второе — это сужение диаметра юбки к низу. Сделано это для недопущения заклинивания поршня в цилиндре при нагреве и обеспечения смазки трущихся поверхностей юбки поршня и стенки цилиндра. Сами стенки цилиндра настолько гладко и ювелирно выполнены, что сравнимы с поверхностью зеркала. Но тогда остается зазор, который существенно влияет на герметичность цилиндра при такте сжатия и рабочего хода.
Для решения этих противоположных по смыслу проблем, на юбке поршня предусмотрены кольца. Именно через них сам поршень соприкасается со стенками цилиндра. На каждом поршне имеется два типа колец — компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца обеспечивают герметичность за счет давления сгораемых газов.
Маслосъемные кольца говорят сами за себя. Остатков масла, поступающего для смягчения трения в связке поршень-цилиндр, не должно оставаться при процессе горения топливно-воздушной смеси. Иначе возможна детонация, засорение свечей или форсунок остатками тяжелых фракций нефтяных продуктов, присутствующих в масле. А все это нарушает весь рабочий цикл. Поэтому масло, впрыскиваемое на стенки цилиндра при «холостых» тактах, снимается маслосъемными кольцами при рабочем ходе поршня.
Все цилиндры двигателя размещены в едином корпусе, который называется блоком цилиндров двигателя. Его конструкция довольно сложна. В нем многочисленное количество каналов для всех систем двигателя, а также он выполняет несущую основу для многих деталей и компонентов для силовой установки в целом.
Работа КШМ
Рассмотрим схему работы КШМ.
Поршень располагается на максимально удаленном расстоянии от коленчатого вала. Шатун и кривошип выстроены в одной линии. В тот момент, когда в цилиндр проникает горючее, происходит процесс возгорания. Продукты горения, в частности, расширяющие газы, способствуют перемещению поршня к коленчатому валу. Одновременно с этим перемещается также и шатун, нижняя головка которого проворачивает коленчатый вал на 180°. Затем шатун и его нижняя головка перемещаются и проворачиваются обратно, занимая исходную позицию. Поршень тоже возвращается в свое первоначальное положение. Такой процесс происходит в круговой последовательности.
По описанию работы КШМ видно, что кривошипно-шатунный механизм является главным механизмом мотора, от работы которого полностью зависит исправность транспортного средства. Таким образом, этот узел необходимо постоянно контролировать, и при любом подозрении на неисправность, следует вмешиваться и устранять ее незамедлительно, так как результатом различных поломок кривошипно-шатунного механизма может оказаться полная поломка силового агрегата, ремонт которого очень дорогостоящий.
Неисправности КШМ
К основным признакам неисправности КШМ относятся следующие:
Падение мощностных показателей двигателя;
Появление посторонних шумов и стуков;
Увеличенный расход масла;
Возникновение дыма в отработанных газах;
Перерасход топлива.
Шумы и стуки в моторе возникают из-за износа его главных составляющих и возникновение между сопряженными составляющими увеличенного зазора. При износе цилиндра и поршня, а также при возникновении большего зазора между ними появляется металлический стук, который удается отчетливо услышать при работе холодного мотора. Резкий и звонкий металлический стук при любых режимах работы мотора говорит об увеличенном зазоре между втулкой, верхней головки шатуна и поршневым пальцем. Усиление стука и шума при быстром увеличении числа оборотов коленвала свидетельствует об износе вкладышей шатунных или коренных подшипников, причем более глухой стук говорит об износе вкладышей коренных подшипников. Если износ вкладышей достаточно большой, то, вероятнее всего, давление масла резко понизится. В таком случае эксплуатировать мотор не рекомендуется.
Падение мощности мотора возникает при износе цилиндров и поршней, износе или залегании в канавах поршневых колец, некачественной затяжке головки цилиндров. Подобные неисправности способствуют падению компрессии в цилиндре. Чтобы проверить компрессию, существует специальный прибор – компрессометр, измерения необходимо выполнять на теплом моторе. Для этого необходимо выкрутить все свечи, после чего установить наконечник компрессометра на место одной из них. При абсолютно открытом дросселе проворачивают мотор стартером в течение трех секунд. Подобным методом последовательно выполняют проверку всех остальных цилиндров. Значение компрессии должно быть в рамках, указанных в технических характеристиках мотора. Разница компрессии между цилиндрами не должна быть не выше 1 кг/см2.
Увеличенное потребление масла, перерасход топлива, образование дыма в отработанных газах обычно происходит при износе цилиндров и колец или при залегании поршневых колец. Вопрос с залеганием кольца можно решить без разборки мотора, залив в цилиндр через специальные отверстия для свечи соответствующую жидкость.
Отложение нагара на камерах сгорания и днищах поршней уменьшает теплопроводность, что способствует перегреву мотора, повышению топливного расхода и падению мощности.
Трещины на стенках рубашки охлаждения блока, а также головки блока цилиндров могут образоваться в связи с замерзанием охлаждающей жидкости, в результате перегрева мотора, в результате заполнения охлаждающей системы ( см. система охлаждения двигателя) горячего мотора холодной охлаждающей жидкостью. Трещины на блоке цилиндров могут пропускать охлаждающую жидкость в цилиндры. В связи с этим выхлопные газы приобретают белый цвет.
Выше рассмотрены основные неисправности КШМ.
Крепежные работы
Чтобы предотвратить пропуск охлаждающей жидкости и газов через прокладку головки цилиндров, следует периодически контролировать крепление головки ключом со специальной динамометрической рукояткой с определенной последовательностью и усилием. Положение затяжки и последовательность затягивания гаек обозначают автомобильные заводы.
Головку цилиндров из чугуна прикрепляют, когда мотор находится в нагретом положении, алюминиевую голову, наоборот, на холодный двигатель. Необходимость затягивания крепления алюминиевых головок в холодном состоянии объясняется разным коэффициентом линейного расширения материала шпилек и болтов и материала головки. В связи с этим подтягивание гаек на сильно разогретом моторе не обеспечивает после остывания мотора должной плотности прилегания к блоку головки цилиндров.
Затяжку болтов прикрепления поддона картера для предотвращения деформации картера, нарушения при герметичности также проверяют с соблюдением последовательности, то есть поочередным затягиванием диаметрально противоположных болтов.
Проверка состояния кривошипно-шатунного механизма
Техническое состояние кривошипно-шатунных механизмов определяется:
По компрессии (изменению давления) в цилиндрах мотора в конце хода сжатия;
По расходу масла в процессе эксплуатации и уменьшению давления в системе смазки двигателя;
По разрежению в трубопроводе впуска;
По утечке газов из цилиндров;
По объему газов, проникающих в картер мотора;
По наличию стуков в моторе.
Расход масла в малоизношенном моторе незначителен и может равняться 0,1-0,25 литра на 100 км пути. При общем значительном износе мотора расход масла может составлять 1 литр на 100 км и больше, что, как правило, сопровождается обильным дымом.
Давление в масляной системе мотора должно соответствовать пределам, установленным для данного типа мотора и используемого сорта масла. Уменьшение давления масла на незначительных оборотах коленвала прогретого силового агрегата указывает на неисправность в смазочной системе или на присутствие недопустимых износов подшипников мотора. Падение масляного давления по манометру до 0 говорит о неисправности редукционного клапана или манометра.
Компрессия является показателем герметичности цилиндров мотора и характеризует состояние клапанов, цилиндров и поршней. Герметичность цилиндров можно установить с помощью компрессометра. Изменение давления (компрессию) проверяют после предварительного разогрева мотора до 80°C при выкрученных свечах. Установив наконечник компрессометра в отверстия для свечей, проворачивают стартером коленвал мотора на 10 – 14 оборотов и фиксируют показания компрессометра. Проверка выполняется по 3 раза для каждого цилиндра. Если показания компрессии на 30 – 40% ниже установленной нормы, это говорит о неисправностях (пригорание поршневых колец или их поломка, повреждение прокладки головки цилиндров или негерметичность клапанов).
Разрежение в трубопроводе впуска мотора измеряют вакуумметром. Значение разрежения у работающего на установившемся режиме моторов может меняться от изношенности цилиндро–поршневой группы, а также от состояния элементов газораспределения ( см. газораспределительный механизм ), регулировки карбюратора ( см. устройство карбюратора ) и установки зажигания. Таким образом, такой метод проверки является общим и не дает возможности выделить конкретную неисправность по одному показателю.
Объем газов, проникающих в картер мотора, изменяется из–за неплотности сопряжений цилиндр + поршень + поршневое кольцо, увеличивающейся по степени изнашивания данных деталей. Количество проникающих газов измеряют при полной нагрузке мотора.
Обслуживание КШМ
Обслуживание КШМ заключается в постоянном контроле креплений и подтягивании ослабевших гаек и болтов картера, а также головки блока цилиндров. Болты крепления головки блока и гайки шпилек следует подтягивать на разогретом моторе в определенной последовательности.
Двигатель следует содержать в чистоте, каждый день протирать или промывать кисточкой, смоченной в керосине, после этого протирать сухой ветошью. Необходимо помнить, что грязь, пропитанная маслом и бензином, представляет серьезную опасность для возгорания при наличии каких–либо неисправностей в системе зажигания двигателя исистеме питания двигателя, также способствует образованию коррозии.
Периодически нужно снимать головку блока цилиндров и удалять весь нагар, образовавшийся в камерах сгорания.
Нагар плохо проводит тепло. При определенной величине слоя нагара на клапанах и поршнях отвод тепла в охлаждающую жидкость резко ухудшается, происходит перегрев мотора и уменьшение его мощностных показателей. В связи с этим, возникает потребность в более частом включении низких передач и потребность в топливе возрастает. Интенсивность формирования нагара полностью зависит от вида и качества используемого для мотора масла и топлива. Самое интенсивное нагарообразование выполняется при использовании низкооктанового бензина с достаточно высокой температурой конца выкипания. Стуки, возникающие в таком случае при работе двигателя, имеют детонационный характер и в конечном итоге приводят к уменьшению срока работоспособности двигателя.
Нагар необходимо удалять с камер сгорания, со стержней и головок клапанов, из впускных каналов блока цилиндров, с днищ поршней. Нагар рекомендуется удалять с помощью проволочных щеток или металлических скребков. Предварительно нагар размягчается керосином.
При последующей сборке мотора прокладку головки блока необходимо устанавливать таким образом, чтобы сторона прокладки, на которой наблюдается сплошная окантовка перемычек между краешками отверстий для камер сгорания, была направлена в сторону головки блока.
Стоит учесть, что во время движения машины за городом в течении 60–ти минут со скоростью 65–80 км/ч происходит выжигание (очистка) цилиндров от нагара.
При должном регулярном обслуживании КШМ его срок службы продлится на долгие годы.
www.dvigremont.ru
Состав и устройство узлов КШМ — Студопедия
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
1. Назначение КШМ и принцип работы.
2. Состав и устройство узлов КШМ.
1. Назначение КШМ и принцип работы.
Определение: механическая передача передающая энергию с преобразованием видов движения.
В соответствие с общей классификацией машин и механизмов — кривошипно-ползунковый механизм (КПМ).
Назначение: КШМ служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала.
Принцип действия: четырехтактный поршневой двигатель состоит из цилиндра и картера, который снизу закрыт поддоном. Внутри цилиндра перемещается поршень с уплотнительными (компрессионными) кольцами. Поршень через поршневой палец и шатун связан с коленчатым валом, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Сверху цилиндр накрыт головкой с клапанами, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала. Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю: верхней и нижней мертвой точкой. Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком, имеющим форму диска с массивным ободом.
Состав и устройство узлов КШМ.
Состав: все детали КШМ делятся на подвижные (рис.1) и неподвижные (рис. 2). К неподвижным (детали остова двигателя )относятся: картер, блок цилиндров, головка блока цилиндров и соединяющие их детали (рис. 2, 3), к подвижным — поршень с пальцем и кольцами, шатун, коленчатый вал и маховик.
Блок цилиндров является основой двигателя. Большая часть навесного оборудования двигателя монтируется на блоке цилиндров.
По форме блока цилиндров ДВС классифицируют:
— рядный двигатель: цилиндры располагаются последовательно в одной плоскости; ось цилиндров вертикальна, под углом или горизонтальна ; число цилиндров — 2, 3, 4, 5, 6, 8;
— V-образный двигатель: цилиндры располагаются в двух плоскостях с образованием конструкции V — образной формы; угол развала — от 30° до 90°; число цилиндров 2, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 24;
— VR-образный двигатель: рядно-смещенное расположение цилиндров в шахматном порядке с углом развала 15°. Очень узкие V-образные двигатели такого типа долгое время делала итальянская фирма “Lancia”, и ее опыт используется концерном “Volkswagen”;
— W-образный двигатель: два рядно-смещенных блока VR, объединенных в V-образную конфигурацию с углом развала 72 °С. W8-Volkswagen Passat, W12- VW Phaeton и Audi A8, W16-Bugatti EB 16.4 Veyron;
— оппозитный двигатель: противолежащие друг другу цилиндры располагаются горизонтально, число цилиндров — 2,4,6. Subaru обозначает свои оппозитные двигатели индексом «B» (Boxer), добавляя к нему цифру «4» или «6», в зависимости от числа цилиндров.
Нумерация цилиндров начинается от носка коленвала, а при двух-, и четырехрядном расположении цилиндров — слева, если смотреть со стороны носка коленвала ( за исключением «РЕНО»). Направление вращения коленвала — правое, то есть по часовой стрелке, если смотреть с носка коленвала (за исключением Honda, Mitsubishi).
В конструкцию блока входят гильзы цилиндров, рубашка охлаждения и герметизированные масляные полости и каналы. Во внутренних полостях блока циркулирует жидкость системы охлаждения, там же проходят и масляные каналы системы смазки двигателя. Блок имеет монтажные и опорные поверхности для установки вспомогательных устройств.
Картер служит опорой для подшипников, на которых вращается коленчатый вал. Обычно выполняется заодно с блоком цилиндров. Такая конструкция называется блок-картер. Снизу картер закрывается поддоном, в котором обычно хранится запас масла.
Чаще картер и блок цилиндров отливают как одно целое. Если картер изготовляют отдельно, то к нему крепят или отдельные цилиндры, или блок цилиндров. Блок-картер современного поршневого двигателя — это наиболее сложная и дорогая деталь. Он обладает большой жесткостью. В зависимости от восприятия нагрузки различают силовые схемы с несущими цилиндрами, с несущим блоком цилиндров, с несущими силовыми шпильками.
В первой схеме под действием сил давления газов стенки цилиндров и рубашки охлаждения испытывают напряжение разрыва. Во второй схеме, получившей наибольшее распространение, нагрузки воспринимаются стенками цилиндров и рубашки охлаждения, поперечными перегородками картера. В этой схеме часто используют сменные гильзы «мокрые» или «сухие» (рис. 3).
Рис. 1. Подвижные детали КШМ
Рис. 2. Неподвижные детали ДВС
В этом случае основную нагрузку несут стенки рубашки охлаждения. Конструкция в целом оказывается менее жесткой. В третьей схеме растягивающие нагрузки воспринимаются силовыми шпильками, а цилиндр (или блок цилиндров) оказывается сжатым.
Рис. 3. Гильза цилиндров (а) и схемы посадки мокрой (б) и сухой (в) гильз
При работе силы давления газов, растягивая шпильки, разгружают цилиндр. Блок-картер служит базовой деталью, на нем размещаются все навесные агрегаты, механизмы и системы двигателя. Блок- картер воспринимает все силы, развивающиеся в работающем двигателе, отдельные его элементы подвергаются значительному местному нагреву, он подвержен действию колебаний, а те его элементы, которые сопрягаются с подвижными деталями двигателя, в процессе эксплуатации сильно изнашиваются.
При длительной работе блок-картер коробится из-за деформаций, действия силовых и тепловых нагрузок и структурных изменений в материале. Как следствие, теряются параллельность осей цилиндров, перпендикулярность осей цилиндров к оси коленчатого вала, возникают другие нарушения макрогеометрии блока картера, что весьма нежелательно из-за увеличения трения, износа и даже выхода из строя всего двигателя.
Головка цилиндра (рис. 4) обеспечивает герметизацию верхней части цилиндра. Совместно с днищами поршней, образует камеру сгорания. Обычно устанавливается одна головка для всех цилиндров рядного и VR-образного, или две — для V, W и оппозитного двигателя. Она крепится к блоку цилиндров и, при работе составляет с ним единое целое. Уплотнение стыка обеспечивается прокладкой.
На большинстве ДВС в головке размещается привод клапанов, сами клапаны, свечи зажигания или накаливания, форсунки. Так же, как и в блоке цилиндров — имеются жидкостные и масляные каналы и полости.
Головки цилиндров подвержены действию максимальных сил давления газов, контактируют с нагретыми газами.
Рис. 4. Головка блока цилиндров: а) вид сверху, б) вид снизу
Для изготовления блок-картеров и головок цилиндров используют серые или легированные чугуны марок СЧ 15-32, СЧ 21-40 и алюминиевые сплавы. Чугуны содержат около 3-4% углерода, легирующие элементы (марганец, хром, никель, титан, медь, молибден), примеси серы и фосфора, кремний. Твердость чугунов составляет 230-250 по Бринеллю. Для сведения к минимуму в процессе эксплуатации деформации блока применяют операцию искусственного старения отливок перед механической обработкой.
Стенки блока цилиндров при работе двигателя испытывают циклические напряжения изгиба. Обычно стремятся уменьшить амплитудные значения напряжения, что достигается путем оребрения поперечных стенок. Чтобы снизить упругие остаточные деформации постелей коренных подшипников коленчатого вала, обеспечить их соосность и улучшить работу кривошипно-шатунного механизма, часто вводят силовые связи между крышками коренных опор и стенками блока.
Очень важно при сборке, изготовлении или ремонте снизить так называемые монтажные деформации гильзы в сборе с блоком. Повышенные монтажные деформации гильзы, как свидетельствует опыт эксплуатации дизелей Д-37Е, ЯМЗ-236 и др., приводят к повышенному трению и преждевременному износу гильзы. Равномерность деформаций достигается путем обеспечения примерного равенства деформаций участка блока при затяжке каждой шпильки, а их минимизация — путем увеличения жесткости гнезда, в котором размещается шпилька. Блоки цилиндров и гильзы двигателей с водяным охлаждением подвержены кавитационному износу.
Причиной возникновения кавитации стенок блока цилиндров и гильз являются интенсивные вибрации, возникающие при осуществлении рабочего процесса и ударах. Во избежание кавитационных износов в блоке цилиндров размещают антикавитационную защиту (например, в двигателе ЯМЗ), представляющую собой специальное антикавитационное плоское резиновое кольцо, устанавливаемое с натягом на гильзе и попадающее вместе с гильзой при сборке в выточку в блоке и гильзе. Как правило, при демонтаже узел разрушается, поэтому в эксплуатации при переборках его нужно заменять новым. Равномерного распределения нагрузок добиваются также во всех элементах головки блока цилиндров.
Особое внимание уделяют совершенствованию технологии литья головок и блоков цилиндров, чтобы снизить нарушение размеров отливок, избежать отбеливания чугуна, обеспечить точность и стабильность литья. Должным образом доведенная конструкция блока цилиндров и головки обеспечивает наработку 8000 моточасов и более.
Важный элемент конструкции — прокладка головки блока цилиндров, обеспечивающая плотное соединение головки и блока цилиндров и препятствующая прорыву газов из камеры сгорания при работе двигателя. Прокладки делают цельнометаллическими из меди или алюминия, тонкого стального листа (набора тонких листов), а также из листов графитизированного асбестового картона, положенных на стальную сетку.
Металлические прокладки используют в дизелях с жесткими блоками и головками и при большой силе затяжки шпилек. Асбестовые прокладки применяют в карбюраторных двигателях, а также в дизелях. Шпильки, которыми притягивают головки и прокладку к блоку цилиндров, изготовляют из углеродистых и легированных сталей. Нижняя часть картера (поддон) в двигателях не является несущей. Ее отливают из алюминиевого сплава или штампуют из тонкого стального листа. Поддон обычно служит ванной для масла, в нем размещают маслоприемные устройства, успокоители против разбрызгивания. Устанавливают его на прокладках для предотвращения вытекания масла.
Шпильки подвергают расчетам на прочность на знакопеременные нагрузки. Оценки напряжений в элементах головок и блоков цилиндров по формулам сопротивления материалов носят условный характер. Лишь в последние годы, после того как был развит метод конечных элементов, стала возможной постановка задачи о расчетах на прочность таких сложных по конфигурации деталей, как блок цилиндров и головка. Расчеты эти требуют применения мощных вычислительных машин. Традиционно заводы-изготовители много времени и сил затрачивают на экспериментальное определение характеристик надежности, вибрационной стойкости деталей остова.
studopedia.ru
В чем заключается работа шатунно кривошипного механизма. Назначение, устройство, принцип работы кривошипно-шатунного механизма
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) в двигателях внутреннего сгорания отвечает за преобразование возвратно-поступательных движений поршня во вращательное движение коленчатого вала. Параллельно с этим вращательное движение коленвала преобразуется в обратное возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах двигателя.
Как работает КШМ
Кривошипно-шатунный механизм принимает на себя давление расширяющихся газов, которое возникает в результате сгорания порции топливно-воздушной смеси в герметично закрытой камере сгорания. Другими словами, КШМ преобразует тепловую энергию сгорания топлива в механическую работу коленчатого вала.
Энергия сгоревшего топлива в передается в виде давления на подвижные поршни, которые совершают возвратно-поступательные движения в специальных неподвижных втулках (гильзах). Указанные гильзы выполнены в блоке цилиндров. Поршень соединен с коленчатым валом двигателя при помощи шатуна. Через шатун полученное усилие от поршня передается на коленчатый вал, который в итоге формирует крутящий момент двигателя внутреннего сгорания.
Детали кривошипно-шатунного механизма ДВС
Конструктивно КШМ состоит из подвижных и неподвижных деталей. Базовыми неподвижными элементами конструкции являются:
блок цилиндров;
головка блока цилиндров;
картер и поддон картера двигателя;
В списке основных подвижных элементов находятся:
поршень;
поршневые кольца;
поршневой палец;
шатун;
коленчатый вал;
Блок цилиндров и ГБЦ
) и головка блока цилиндров () являются основой всего двигателя внутреннего сгорания. Указанные элементы отливают из чугуна или алюминиевых сплавов. Цилиндр в блоке является направляющей поршня.
Блок цилиндров имеет каналы для подачи охлаждающей жидкости (), в нем выполнены постели для установки подшипников коленчатого вала, на б
www.avto-lux74.ru
Кривошипно-шатунный механизм, назначение и детали и узлы КШМ
Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление расширяющихся газов при такте сгорание — расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм состоит из:
• блока цилиндров с картером;
• головки цилиндров;
• поршней с кольцами;
• поршневых пальцев;
• шатунов;
• коленчатого вала;
• маховика;
• поддона картера.
Блок цилиндров отливают заодно с картером. И он является базисной деталью двигателя, к которой крепятся кривошипно-шатунный, газораспределительный механизмы и все навесные приборы и агрегаты двигателя (рис. 4).
Рис. 4. Головка и блок цилиндров двигателя
Изготовляют его из серого чугуна, реже из алюминиевого сплава силумина. В отливке блок-картера выполнены полости для смывания охлаждающей жидкостью стенок гильз цилиндров. Сами же гильзы могут быть вставными, изготовленными из жаростойкой стали или же отлитыми заодно с чугунным блок-картером. Блоки из алюминиевых сплавов изготовляются только со вставными гильзами. Внутренняя поверхность гильз служит направляющей для перемещения поршня, она тщательно шлифуется и называется зеркалом. Уплотнение гильз осуществляется с помощью колец из специальной резины или меди. Вверху уплотнение гильз достигается за счет прокладки головки цилиндров. Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в верхнюю их часть, как работающую в наиболее тяжелых условиях (высокая температура и агрессивная газовая среда), коротких тонкостенных вставок из кислотоупорного чугуна. Этим достигается снижение износа верхней части гильзы в четыре раза.
Снизу картер двигателя закрыт поддоном, выштампованным из листовой стали, уплотненным прокладкой из картона или пробковой крошки. Поддон используется в качестве резервуара для моторного масла и служит защитой картера от попадания грязи и пыли.
Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху. На ней размещены детали газораспределительного механизма, камеры сгорания, выполнены отверстия под свечи или форсунки, запрессованы направляющие втулки и седла клапанов. Для охлаждения камер сгорания в головке вокруг них выполнена специальная полость.
Для создания герметичности плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотнена стальными или сталеасбестовыми прокладками, а крепление осуществляется шпильками с гайками.
Головки отлиты из алюминиевого сплава (AЛ-4) или чугуна. Сверху они накрыты клапанной крышкой из штампованной стали или алюминиевого сплава, уплотненной пробковой или маслобензостойкой резиновой прокладкой.
Двигатели с однорядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, двигатели с V-образным расположением имеют отдельные головки на каждый ряд цилиндров, либо на группу из нескольких цилиндров, либо отдельную головку на каждый цилиндр.
Поршень воспринимает давление расширяющихся газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал двигателя. Представляет собой перевернутый днищем вверх цилиндрический стакан, отлитый из высококремнистого алюминиевого сплава.
Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части (рис. 5). Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня, в которой проточены канавки для поршневых колец. Днище поршня с головкой цилиндров формируют камеру сгорания и работают в крайне тяжелых температурных условиях из-за недостаточного охлаждения. Для некоторых моделей двигателей поршни изготовляют со вставкой из специального жаропрочного чугуна для верхнего компрессионного кольца и выполняют в днище поршня тороидальные камеры сгорания с выемками для предотвращения касания днища поршня с клапанами. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются бобышки с отверстиями под поршневой палец.
Конструкция поршня должна исключать его заклинивание при тепловом расширении работающего двигателя. С этой целью головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку, которую изготовляют овальной формы с большой осью, перпендикулярной оси поршневого кольца. В некоторых поршнях юбка имеет разрез, предотвращающий заклинивание поршня при работе прогретого двигателя. На юбку поршня может наноситься коллоидно-графитовое покрытие для предохранения от задиров зеркала цилиндра и улучшения приработки.
Поршневые кольца устанавливаются двух типов: компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца служат для уплотнения поршня в гильзе цилиндра и предот вращения прорыва газов из камеры сгорания в картер двигателя. Маслосъемные кольца служат для снятия излишков масла с зеркала цилиндра и не допускают его попадания в камеру сгорания.
Поршневые кольца изготовляются из белого чугуна, а маслосъемные могут быть выполнены из стали. Для повышения износостойкости верхнее компрессионное кольцо подвергается пористому хромированию, а остальные для ускорения приработки покрыты слоем олова или молибдена.
Кольца имеют разрез (замок) для установки на поршень. Количество компрессионных колец, устанавливаемых на поршнях, может быть неодинаково для различных моделей двигателей, обычно два или три кольца. Маслосъемные кольца устанавливаются по одному на поршень. Они состоят из четырех элементов: из двух стальных разрезных колец, одного стального гофрированного осевого и одного радиального расширителей (рис. 5).
Поршневые кольца могут иметь различную геометрическую форму. Компрессионные кольца могут быть прямоугольного сечения, иметь коническую форму и выточку на верхней внутренней кромке кольца. Маслосъемные кольца также имеют различную форму: коническую, скребковую и пластинчатую с расширителями. Кроме того, маслосъемные кольца имеют сквозные прорези для прохода масла через канавку внутрь поршня. Канавка поршня для маслосъемного кольца имеет один или два ряда отверстий для отвода масла.
Рис. 5. Детали поршневой группы двигателя
Поршневой палец плавающего типа обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном и удерживается от осевого смещения в бобышках поршня стопорными кольцами. Палец имеет форму пустотелого цилиндра, изготовлен из хромоникелевой стали. Поверхность его упрочнена цементацией и закалена токами высокой частоты.
Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом двигателя и для передачи при рабочем ходе давления расширяющихся газов от поршня к коленчатому валу. Во время вспомогательных тактов от коленчатого вала через шатун приводится в действие поршень.
Шатун (рис. 6) состоит из верхней неразъемной головки с запрессованной втулкой из оловянистой бронзы и разъемной нижней головки, в которую вставлены тонкостенные стальные вкладыши, залитые слоем антифрикционного сплава. Головки шатуна соединяются стержнем двутаврового сечения. Нижняя разъемная головка шатуна с помощью крышки закрепляется на шатунной шейке коленчатого вала. Шатун и его крышки изготовлены из легированной или углеродистой стали.
Крышка обрабатывается в сборе с шатуном. Номер на шатуне и метка на его крышке всегда должны быть обращены в одну сторону. При сборке V-образных двигателей необходимо помнить, что шатуны правого ряда цилиндров обращены номерами назад по ходу автомобиля, а левого ряда — вперед и совпадают с надписью на поршне
«Вперед».
Нижняя головка шатуна и крышка соединяются болтами и шпильками со специальными стопорными шайбами. Гайки имеют резьбу несколько отличную от резьбы шпилек и болтов, что обеспечивает самостопорение резьбового соединения. Вкладыши нижней головки шатуна выполнены из стальной или сталеалюминиевой ленты, покрытой антифрикционным слоем. В качестве покрытия используют свинцовые сплавы, свинцовистую бронзу или алюминиевый сплав АМО-1-20. От проворачивания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые фиксируются в канавках, выфрезерованных в шатуне и его крышке. Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые шатунами от поршней, и преобразует их в крутящий момент, который через маховик передается агрегатам трансмиссии автомобиля.
Рис. 6. Шатун
Коленчатый вал (рис. 7) состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками с противовесами, фланца для крепления маховика. На переднем кольце коленчатого вала (носок) имеются шпоночные пазы для закрепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка со щеками образует кривошип (или колено) вала. Расположение кривошипов обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов поршня в различных цилиндрах.
Коленчатые валы штампуют из стали или отливают из высокопрочного магниевого чугуна. Шейки выполняются полыми для уменьшения центробежных сил и используются как грязеуловители для моторного масла. Шейки коленчатого вала шлифуют и полируют, поверхность закаливается токами высокой частоты. Щеки вала имеют сверления для подвода масла к трущимся поверхностям коренных и шатунных шеек коленчатого вала.
Коленчатые валы, у которых каждая шатунная шейка имеет с двух сторон коренные шейки, называются полноопорными.
Продольное перемещение коленчатого вала при его тепловом расширении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые устанавливаются по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в вытачке задней коренной опоры вала.
Рис. 7. Коленчатый вал\
Для предотвращения утечки масла на концах коленчатого вала устанавливаются маслоотражатели и сальники. Предусматриваются также маслосгонные спиральные канавки и маслоотражательный буртик.
Вкладыши коренных подшипников имеют такую же конструкцию, как и вкладыши шатунных подшипников. У двигателей с блоками, выполненными из алюминиевых сплавов, крышки коренных подшипников выполняют из чугуна для предотвращения заклинивания коленчатого вала при низких температурах.
Крышки коренных подшипников растачивают совместно с блоком цилиндров и при сборке двигателя их устанавливают только на свои места, не меняя положения.
Маховик служит для уменьшения неравномерности работы двигателя, вывода поршней из мертвых точек, облегчения пуска двигателя и способствует плавному троганию автомобиля с места.
Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна, на обод которого напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя. Для исключения нарушения установочной балансировки маховик крепится болтами к фланцу коленчатого вала на несимметрично расположенных
штифтах.
Поддон картера является резервуаром для моторного масла и предохраняет картер двигателя от попадания пыли и грязи.
Поддон штампуют из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Для герметизации плоскости разъема между картером и поддоном устанавливают пробковые
или маслобензостойкие прокладки. Поддон крепится болтами или шпильками.
Крепление двигателя к раме или несущему кузову должно быть надежным и амортизировать толчки, возникающие при работе двигателя и движении автомобиля. В качестве опор применяют специальные кронштейны (лапы), под которые устанавливают одну или две резиновые подушки или пружины. Двигатели могут быть закреплены на раме в трех или четырех точках. Часто для фиксации двигателя используются тяги или скобы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Для чего служит кривошипно-шатунный механизм?
2. Из каких основных деталей состоит кривошипно-шатунный механизм?
3. Назвать основные детали поршневой группы и описать их устройство.
4. Как устроены шатун и коленчатый вал ?
5. Каким образом осуществляется крепление двигателя на автомобиле?
infourok.ru
Неподвижные детали КШМ
Блок картер является остовом двигателя, в котором размещаются и работают подвижные детали, к нему крепятся практически все навесные агрегаты и приборы, обеспечивающие работу двигателя.
Коренные подшипники
Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.
Маховик
Маховикслужит для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, накопления энергии во время рабочего хода поршня, необходимой для вращения вала и течение подготовительных тактов, и вывода деталей КШМ из ВМТ и НМТ.
В многоцилиндровых двигателях маховик является, в основном, накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска двигателя и обеспечения плавного трогания автомобиля с места. Маховики отливают из чугуна в виде лиски с массивным ободом и проводят его динамическую балансировку в сборе с коленчатым валом. На ободе маховика имеется посадочный поясок для напрессовки зубчатого венца для электрического пуска стартером. На цилиндрической поверхности маховика находятся метки или маркировочные штифты и надписи, определяющие момент прохождения ВМТ поршнем первого цилиндра. На торцевую рабочую поверхность опирается фрикционный диск сцепления. Для крепления его кожуха имеются резьбовые отверстия. Маховик центрируют по наружной поверхности фланца с помощью выточки, а положения его относительно коленчатого вала фиксируют установочным штифтом или несимметричным расположением отверстий крепления маховика.
Блок-картеротливают из легированного чугуна или алюминиевых сплавов. Блок-картерразделен на дне части горизонтальной перегородкой. В нижней части в вертикальных перегородках имеются разъемные отверстия крепления коленчатого вала, в верхней гильзы цилиндров. Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами («сухие» гильзы), либо иметь вставные сменные гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, так называемые «мокрые» гильзы. Также в блок-картере выполнены гладкие отверстия пол коренные опоры распределительного вала, под толкатели ГРМ, имеются гладкие и резьбовые отверстия и припадочные поверхности крепления деталей и приборов.
Гильзы цилиндров
Гильзы цилиндров являются направляющими для поршня и вместе с головкой образуют полость, в которой осуществляется рабочий ЦИКЛ, Изготовляют гильзы литьем из специального чугуна. На наружной поверхности имеется одна или две посадочные поверхности крепления гильзы в блоке цилиндров. Внутреннюю поверхность цилиндра подвергают закалке с нагревом ТВЧ и тщательно обрабатывают, получая «зеркальную» поверхность.
Верхняя часть цилиндра наиболее нагружена, так как здесь происходит сгорание рабочей смеси, сопровождаемое резким повышением давления и температуры. Кроме того, в этой зоне происходит перекладка поршня, сопровождаемая ударными нагрузками на стенки цилиндра. Для повышения износостойкости верхней част цилиндров в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53 и ЗИЛ-508.10) применяют пеганки из специального износостойкого чугуна» запрессованные в верхней части цилиндра. Толщина вставки 2—4 мм. высота 40—50 мм. используемый материал — аустенитный чугун.
«Мокрые» гильзы могут быть установлены в блок-картер с центровкой по одному или двум поясам. Первый способ применяется для постановки гильзы в алюминиевые, в юрой — в чугунные блоки. Для уплотнения нижнего центрирующего пояска «мокрых» гильз применяют резиновые кольца гильзы с центровкой по одному нижнему поясу уплотняются одной медной прокладкой под горне нон плоскостью буртика.
Головка блока
Головка блока цилиндров закрывает цилиндры и образует верхнюю часть рабочей полости двигателя, в ней частично или полностью размещаются камеры сгорания. Головки блока цилиндров отливают из легированного серого чугуна или алюминисвого сплава. Чаще всего они являются общими для всех цилиндров, образующих ряд. В головках блока цилиндров разметаются гнезда и направляющие втулки клапанов, впускные и выпускные каналы. Их внутренние полости образуют рубашку для охлаждающей жидкости. В верхней части имеются опорные площадки для крепления деталей клапанного механизма, В конструкциях с верхним расположением распределительного вала предусмотрены соответствующих опоры. Для уплотнения стыка головки блока цилиндров и блока цилиндров применяю) сталеасбестовую уплотняющую прокладку, предотвращающую прорыв газов наружу и исключающую проникновение охлаждающей жидкости и масла в цилиндры. В двигателях послушного охлаждения головки блока цилиндров делают ребренными. Причем ребра располагают по движению потока охлаждающего воздуха. Так, чтобы обеспечивался более эффективный теплоотвод.
Поддон картера
Поддон картера закрывает KШМ снизу и одновременно является резервуаром для масла. Поддоны изготовляют штамповкой из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Внутри поддонов могут выполняться лотки и перегородки, препятствующие перемещению и взбалтыванию масла при лвижении автомобиля по неровным дорогам, Привалочная поверхность, стыкующаяся с блок-картером, имеет от-бортовку металла и усиливается для придания жесткости стальной полосой, приваренной по периметру. В нижней точке поддона приваривается бобышка с резьбовым отверстием, которое закрывают пробкой с магнитом для улавливания металлических продуктов износа, образующихся вследствие изнашивания двигателя.
www.autoezda.com
Кривошипно-шатунный механизм двигателя трактора
Категория:
Тракторы
Публикация:
Кривошипно-шатунный механизм двигателя трактора
Читать далее:
Кривошипно-шатунный механизм двигателя трактора
Кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих основных частей: цилиндра (рис. 1), поршня с кольцами, шатуна с подшипником, поршневого пальца, коленчатого вала с противовесами, вращающегося в подшипниках, и маховика.
Детали кривошипно-шатунного механизма воспринимают большое давление (до 6…8 МПа) газов, возникающих при сгорании топлива в цилиндрах, а некоторые из них, кроме того, работают в условиях высоких температур (350° и выше) и при большой частоте вращения коленчатого вала. Чтобы детали могли удовлетворительно работать длительное время (не менее 8…9 тыс. часов) в таких тяжелых условиях, обеспечивая работоспособность двигателя, их изготавливают с большой точностью из высококачественных прочных металлов и их сплавов, а детали из черных металлов (сталь, чугун), кроме того, подвергают термической обработке (цементации, закалке).
Отдельные детали кривошипно-шатунного механизма имеют следующее устройство.
Цилиндр (рис. 2) — основная часть двигателя, внутри которой сгорает топливо. Цилиндр изготавливают в виде отдельной отливки, укрепляемой на чугунной коробке — картере, или в виде сменной гильзы, вставляемой в блок цилиндров. Материалом для изготовления цилиндров и гильз служит чугун. Внутреннюю поверхность цилиндров и гильз, называемую зеркалом цилиндра, делают строго цилиндрической формы и подвергают шлифовке и полировке. Число цилиндров или гильз у одного двигателя может быть различно: один, два, три, четыре, шесть и больше.
Блок цилиндров может быть изготовлен так, что цилиндры будут расположены в один или в два ряда под углом в 90°.
Блок цилиндров и картер снизу закрыты поддоном и уплотнены прокладками. Цилиндры сверху закрыты головкой (в зависимости от конструкции двигателя), уплотняемой металло-асбестовой прокладкой.
Поршень, устанавливаемый внутри цилиндра, сжимает свежий заряд воздуха и воспринимает давление расширяющихся газов во время горения топлива и передает это давление через палец и шатун на коленчатый вал, заставляя его вращаться. Поршень отливается из алюминиевого сплава. На боковых стенках поршня делают два прилива — бобышки с отверстиями, в которые вставляется поршневой палец, соединяющий поршень с шатуном. В днище поршня сделана специальная камера, способствующая лучшему перемешиванию топлива с воздухом.
Поршень во время работы сильно нагревается (до 350 °С) и при этом расширяется. Во избежание заклинивания поршня в цилиндре его делают несколько меньшего диаметра, чем цилиндр, создавая тем самым между ними зазор 0,25…0,40 мм.
Поршневые кольца. Поскольку между поршнем и цилиндром имеется зазор, то через него могут проходить из камеры сжатия в картер газы. Из картера в камеру сжатия попадает и там сгорает смазочное масло, при этом увеличивается его расход.
Для устранения подобных явлений на поршень в специальные канавки надевают пружинные чугунные кольца. Диаметр колец делают немного больше диаметра цилиндра, в котором они будут работать. Чтобы такое кольцо можно было вставить в цилиндр, в нем сделан вырез (или, как его еще называют, замок), позволяющий сжать кольцо перед постановкой в цилиндр. Такое кольцо, будучи вставлено в цилиндр, стремится занять первоначальное положение и поэтому плотно прилегает к стенкам цилиндра, закрывая при этом своим телом зазор между поршнем и цилиндром.
Во время работы двигателя кольца, кроме уплотнения, обеспечивают распределение смазки по цилиндру, предотвращают попадание масла в камеру сгорания, уменьшая тем самым расход его, а также отводят теплоту от сильно нагретого поршня к стенкам цилиндра.
По назначению кольца бывают двух типов: компрессионные — уплотняющие (их обычно ставят по три-четыре) и маслосъемные (одно-два).
Компрессионные кольца воспринимают силы давления газов, причем наибольшую нагрузку до 75 % давления несет первое кольцо. Чтобы предохранить поршень от повышенного износа, у некоторых двигателей в первую канавку поршня устанавливают стальную вставку, а для уменьшения износа кольца его цилиндрическую поверхность покрывают пористым хромом. Остальные кольца, воспринимающие меньшую нагрузку — 20 и 5 % сил давления, хромом не покрывают.
Маслосъемные кольца чаще всего делают коробчатого сечения с прорезями. Благодаря этому усилие прижатия кольца к стенке цилиндра передается через два узких пояска, что увеличивает удельное давление кольца. Кроме того, узкие пояски кольца лучше снимают излишнее масло со стенок цилиндра или гильзы при движении поршня вниз.
На дне канавки маслосъемного кольца сделаны отверстия в поршне, через которые отводится масло, собранное со стенок цилиндра.
У некоторых двигателей, для того чтобы увеличить упругость маслосъемных колец, в зазор между кольцом и канавкой устанавливают стальной расширитель.
Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Его штампуют из стали. Он состоит из верхней и нижней головок и стержня. Верхняя, неразъемная, головка служит для соединения с поршнем, в нее вставляется поршневой палец. Для уменьшения трения между пальцем и шатуном в верхнюю головку запрессовывают бронзовую втулку. Нижняя, разъемная, головка имеет крышку и охватывает шейку коленчатого вала. Чтобы уменьшить трение шатуна о шейку вала, в нижнюю головку и крышку устанавливают вкладыши — стальные пластины, у которых поверхность, прилегающая к шейке вала, покрыта тонким слоем свинцовистой бронзы или специальным алюминиевым сплавом.
Нижнюю головку шатуна и ее крышку соединяют шатунными болтами, гайки которых после затяжки шплинтуют.
Поршневой палец, соединяющий шатун с поршнем, изготовляют из стали, а наружную поверхность подвергают термической (цементации и закалке) и механической (шлифовке) обработке.
Палец во время работы двигателя может перемещаться в верхней головке шатуна и бобышках поршня в небольших пределах, поэтому его называют плавающим. Для того чтобы палец во время работы не вышел из поршня и не поцарапал зеркало цилиндра, ограничивают перемещение пальца в осевом направлении, устанавливая в бобышках (приливах) поршня стопорные пружинные кольца, которые, не препятствуя пальцу поворачиваться в бобышках и головке шатуна, не позволяют ему перемещаться за пределы поршня.
Коленчатый вал воспринимает через шатуны силы расширяющихся газов, действующих на поршни, и превращает эти силы во вращательное движение, которое затем передается трансмиссии трактора. От коленчатого вала также приводятся в движение и другие устройства и механизмы двигателя (газораспределительный, топливный и масляный насосы и др.). Коленчатый вал штампуют из стали или отливают из специального чугуна. Коленчатый вал состоит из следующих частей: коренных или опорных шеек, на которых он вращается в коренных подшипниках, шатунных шеек, которые охватывают нижние головки шатунов, щек, соединяющих шейки между собой, и фланца, предназначенного для крепления маховика.
Чтобы продлить срок службы коленчатого вала, поверхности шеек подвергают термической обработке — закалке.
Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна, он укрепляется на фланце заднего конца коленчатого вала.
Маховик во время работы двигателя накапливает кинетическую энергию, уменьшает неравномерность частоты вращения коленчатого вала, выводит поршни из мертвых точек и облегчает работу двигателя при разгоне машинно-тракторного агрегата и преодолении кратковременных перегрузок.
На маховике укрепляется зубчатый венец, через который специальными устройствами вращают коленчатый вал при пуске двигателя.
—
Основными деталями кривошипно-шатуиного механизма являются: цилиндры, поршни в комплекте с кольцами и поршневыми пальцами, шатуны в комплекте со втулками в верхней головке и подшипниками в нижней головке, коленчатый вал с коренными подшипниками и маховик.
Цилиндры выполнены в виде отдельных гильз, вставленных в отверстия блока цилиндров. Такое устройство упрощает изготовление блока и дает возможность заменять изношенные или поврежденные гильзы новыми. Они отливаются из легированного чугуна. Внутренняя поверхность гильзы закалена. На наружной поверхности имеются два посадочных и один опорный пояски. Сверху гильза прижимается головкой. Гильзы омываются охлаждающей жидкостью, циркулирующей в рубашке блока. Для предотвращения попадания ее в масляный поддон гильзы имеют по две кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные резиновые кольца.
Поршень отливается из высококремнистого алюминиевого сплава. В днище поршня имеется фасонная выемка, являющаяся камерой сгорания. В головке поршня выполнены кольцевые канавки для компрессионных колец. Вместе с кольцами головка является уплотняющей частью поршня. В бобышках поршня сделаны отверстия для поршневого пальца и канавки для установки стопорных колец. Направляющая часть поршня имеет кольцевые канавки для маслосъем-ных колец.
На каждом поршне расположены три компрессионных и два масло-съемных кольца. Компрессионные кольца имеют трапецеидальное сечение. Верхнее кольцо предотвращает прорыв воздуха и газов из надпоршневого пространства в картер. Оно наиболее нагружено давлением газов, сильно нагревается и работает при недостаточной смазке. Для уменьшения истирания на наружную поверхность кольца наносят пористый слой износостойкого металла — хрома. Масло, находящееся в порах, уменьшает трение и износ кольца и гильзы. Когда поршень совершает движение, компрессионные кольца прижимаются то к нижней, то к верхней кромке его канавок и создают необходимое уплотнение, препятствующее прорыву газов в картер.
Маслосъемные кольца касаются цилиндра узкими кромками и хорошо снимают масло с его зеркала. Масло по сверлениям в поршне стекает в поддон двигателя. Чтобы предотвратить прорыв газов в картер, замки соседних колец смещают относительно друг друга по окружности.
Для обеспечения точной посадки поршни и гильзы имеют шесть размерных групп, обозначаемых клеймами на днищах поршней и на верхних торцах гильз. При сборке поршень и гильза должны подбираться из одних размерных групп.
Поршневой палец соединяет шарнирно поршень с шатуном. Палец пустотелый; в отверстие шатуна он вставляется с зазором, а в бобышки поршня без зазора. Во время работы двигателя бобышка нагревается и появляется зазор между ней и пальцем. Палец свободно поворачивается в шатуне и бобышке. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами.
Шатун представляет собой стальную фасонную поковку и состоит из стержня и двух головок (верхней и нижней). Верхняя головка через поршневой палец соединяется с поршнем, нижняя — с коленчатым валом. Стержень двутаврового сечения, что придает ему при небольшой массе достаточную прочность. В верхнюю головку запрессована бронзовая втулка. По каналу в стержне и радиальным отверстиям во втулке подводится смазка к поршневому пальцу. Нижняя головка имеет разъем под углом 55° к оси стержня. Это позволяет устанавливать и снимать комплект поршня с шатуном через цилиндр.
Съемная часть шатуна называется крышкой. Стык шатуна с крышкой имеет форму гребенки с треугольными зубьями. Это надежно предохраняет крышку от радиального сдвига относительно шатуна. Осевая фиксация крышки на шатуне осуществляется штифтом, запрессованным в шатун и входящим в паз крышки. У одного стыка со стороны длинного болта имеются метки спаренности (двузначное число), одинаковые для обеих частей, и риски на обеих частях шатуна. Крышки шатунов не взаимозаменяемые.
В нижней головке шатуна и его крышке расположен подшипник, охватывающий шатунную шейку коленчатого вала. Он состоит из тонкостенных вкладышей 6, изготовленных из сталеалюминиевой полосы. Вкладыши удерживаются в теле шатуна и в крышке вследствие плотной посадки и наличия ушков, которые входят в выточки нижней головки и ее крышки. Болты крепления крышки предохраняются от самоотворачивания замковыми шайбами с усами, отогнутыми на грани болтов и крышки. Оба вкладыша нижней головки шатуна взаимозаменяемы.
Коленчатый вал состоит из четырех шатунных и пяти коренных шеек, щек, передней части и хвостовика, уравновешивающих противовесов. В шатунных шейках есть закрытые заглушками внутренние полости, в которых масло подвергается дополнительной Центробежной очистке. Эти полости сообщаются наклонными каналами с радиальными каналами в коренных шейках.
Для уменьшения действия центробежных сил на щеках коленчатого вала устанавливаются противовесы. Кроме того, имеются две выносные массы, одна из которых выполнена в виде прилива на маховике, другая представляет собой противовес, напрессованный на передний конец коленчатого вала. Вал балансируется в сборе с противовесами. В осевом направлении он фиксируется четырьмя бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры. Для предохранения от проворачивания нижние полукольца своими пазами входят в штифты, запрессованные в крышку коренного подшипника.
Носок и хвостовик коленчатого вала уплотняются самоподжимными сальниками.
Вкладыши коренных подшипников состоят из сменных тонкостенных элементов, изготовленных из сталеалюминиевой полосы. Верхний и нижний вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемые. В верхнем вкладыше имеется отверстие; для подвода масла и канавки для его распределения.
Для ремонта коленчатого вала предусмотрено шесть ремонтных размеров шеек и вкладышей. Клеймо наносится на тыльную сторону вкладыша недалеко от стыка.
Маховик крепится болтами к заднему торцу вала и точно фиксируется относительно шеек коленчатого вала двумя штифтами. Зубчатый венец служит для пуска двигателя стартером. Двенадцать радиальных отверстий предназначены для проворачивания коленчатого вала при регулировках двигателя.
Рекламные предложения:
Читать далее: Уравновешивающий механизм
Категория: —
Тракторы
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Army Guide
БМП-1 представляет собой полностью бронированную боевую машину-амфибию (БМП). Его низко очерченный корпус имеет острый наклонный фронт с хорошо заметной ребристой поверхностью.
Центрально расположенная, чрезвычайно плоская башня с усеченным конусом содержит 73-мм гладкоствольную пушку и 7,62-мм спаренный пулемет. Над пушкой крепится планка для пуска противотанковой управляемой ракеты AT-3 SAGGER. В правой передней части корпуса расположен 6-цилиндровый дизельный двигатель с водяным охлаждением мощностью 290 л.с.Люк механика-водителя находится спереди слева, прямо перед люком командира, на котором установлен ИК-прожектор. Люк наводчика находится с левой стороны невысокой крыши башни. В корме башни четыре больших люка в крыше десантного отделения; две большие двери выхода также находятся в задней части.
В десантном отделении с каждой стороны есть четыре огневых отверстия и по одному в левой задней двери. Подвеска имеет шесть опорных катков с неравномерно разнесенными штамповками, три опорных катка гусеницы и звездочку переднего привода.Сочетание эффективной противотанковой огневой мощи, высокой мобильности и адекватной защиты делает БМП значительным улучшением по сравнению с бронетранспортерами более ранней серии БТР. 73-мм пушка стреляет кумулятивными снарядами с оперением и оперением с эффективной дальностью от 800 до 1000 метров.
Имеется также автоматический загрузчик. Для увеличения дальности действия противотанковых средств на БМП-1 установлена ПТУР AT-3 SAGGER, эффективная дальность стрельбы до 3000 метров. БМП — амфибия, движется по воде за счет гусениц.У него есть дальность и скорость, необходимые для того, чтобы не отставать от быстро движущихся танков, за которыми он обычно следует в наступательных порядках.
Экипаж БМП состоит из трех человек. Сюда входит командир машины, который становится командиром отделения, когда пассажиры пехоты спешиваются через задние выходные двери. Блоки обзора и окна для стрельбы по бокам и в задней части десантного отделения позволяют пехотинцам на ходу вести огонь из автоматов (АКМ или АК-47) и ручных пулеметов (ПКМ или РПК-74) изнутри машины.Также в войсках имеется противотанковый гранатомет РПГ-7В или РПГ-16, выстрел из которого может вести пассажир, стоящий в заднем люке. БМП БМП несут системы вооружения SA-7/14/16/18 и АГС-17 в составе взводов ПВО и автоматических гранатометов БМП.
В застегнутом состоянии экипаж и пассажиры имеют защиту от ядерного оружия в герметичном корпусе с фильтрами. Это позволяет им работать независимо от внешней среды. БМП имеет инфракрасный прожектор, перископы и прицелы для работы в ночное время.Он также может создавать свою собственную дымовую завесу, впрыскивая дизельное топливо в выпускной коллектор.
ВАРИАНТЫ:
БМП обр. 1966 г. Это была оригинальная версия БМП (также называемая БМП-А), у которой была более короткая носовая часть, чем у ее преемницы, БМП-1. В этой версии не было системы защиты от NBC.
БМП-1 (БМП модели 1976 г.) Это стандартная серийная модель БМП-1.
БМП-1К Командный вариант БМП-1.Этот вариант отличается от БМП-1 главным образом наличием дополнительного радиооборудования и антенн, а также приваренными пулеметными портами. Десантное отделение было переработано для размещения полевых столов и картографических досок. Он используется как командирская машина батальона.
БМП-1П Это БМП-1 с заменой пусковой планки AT-3 SAGGER на установленную на крышке башни пусковую установку ПТУР AT-4 SPIGOT. Эта версия также имеет дымовые гранатометы, установленные в корме башни.
БМП-1ПК Это командирский вариант БМП-1П.
БРМ и БРМ-1 (БМП-Р или БМП М1976) Этот вариант используется в качестве разведывательной машины. Он состоит из БМП-1 с увеличенной двухместной башней, вооруженной 73-мм пушкой. На этой машине нет ПТУР. В крыше есть два небольших люка вместо четырех прямоугольных, как у БМП-1.
БРМ-1К (БМП M1976 / 2) Этот разведывательный вариант состоит из БРМ-1 с добавлением РЛС наблюдения поля боя ПСНР-5К (ВЫСОКИЙ МАЙК), который установлен в задней части башни.Этот радар поднимается над крышей башни, когда это необходимо, а затем опускается в башню, когда не используется. Эта машина также включает в себя лазерный дальномер ДКРМ-1, локационный прибор АРРС-1, миноискатель ИМП и ночной бинокль 1ПН33Б. Переносимое навигационное оборудование включает в себя гирокомпас ТНА-1, ИГ11Н и обзорный прибор 1Т25.
БМП КШМ На этой невооруженной машине управления и связи установлена большая телескопическая антенна и больше радиооборудования, чем на БМП-1К.
ПРП-3 (БМП-СОН) Эта машина артиллерийской разведки используется в качестве средства корректировки артиллерийского огня и / или средства определения местоположения артиллерийских мин и минометов.Передняя часть машины идентична БМП-1, но имеет новую двухместную башню с двумя цельными люками, открывающимися вперед. Оба люка имеют перископы для наблюдения и большой оптический прибор перед люком. Вооружение состоит из 7,62-мм пулемета, пришедшего на смену 73-мм пушке. В задней части башни установлен радар наблюдения поля боя SMALL FRED с плоской антенной, которая складывается вперед, когда она не используется. В задней части башни с левой стороны находится еще одна круглая крышка люка и телескопическая антенна.Эта машина имеет экипаж из пяти человек и оснащена обширным оборудованием связи и оптическими приборами.
ПРП-4 Этот автомобиль является преемником ПРП-3. Он отличается от своего предшественника добавлением дополнительного обтекателя с правой стороны башни.
Инженерная разведывательная машина-амфибия ИРМ Эта машина создана на базе шасси БМП-1. Он устанавливает двигатель и подвеску БМП-1 в новый корпус. Он был разработан для выполнения множества специализированных инженерных разведывательных функций, включая обнаружение мин и разведку дна реки.Для выполнения функции обнаружения мин IRM имеет два устройства, установленных в передней части машины, которые можно убрать заподлицо с корпусом, когда они не используются. IRM является полностью амфибийным, приводится в движение двумя винтами в кожухе в задней части машины. При погружении на поверхность корпуса устанавливается шноркель; когда не требуется, он остается горизонтальным.
Мобильный учебный центр БМП-ППО Эта машина представляет собой БМП-1 со снятой башней и оснащенной восемью башенками на крыше для обучаемых, а также сиденьями для командира машины и водителя.У каждого обучаемого есть ТНПО-170 и один прибор наблюдения типа МК-4, установленный в передней части башенки, и блок А-2 переговорного устройства Р-124.
ЧЕХОСЛОВАКИЯ БМП-1 ВАРИАНТЫ:
ОТ-90 БМП-1 с замененной башней на ту же башню, что и на чехословацком БТР ОТ-64С (8 x 8), вооруженном 14,5-мм и 7,62-мм пулеметами.
BVP-1 БМП-1 чешского производства
ДП-90 Техническая версия ОТ-90
МР-31 Командная версия ПВО версии командного пункта БМП КШМ.
МУ-90 Противоминный вариант ОТ-90, без башни с пространством, закрытым стальным листом.
SVO Разминированный вариант БМП-1 со снятой башней и оснащенной пусковой установкой типа «Ежик» в кормовом отделении десанта.
ВПВ Кран оборудован эвакуационной версией БМП-1. Сняты люки в крыше башни и десантного отделения, на крыше десантного отделения установлен кран-манипулятор.
ВП-90 Разведывательный вариант ОТ-90 с башней ОТ-64.
Энциклопедия танков, первый онлайн-музей танков
Автор: Девальд Вентер
/ 16 июля 2021 г.
Южная Африка (1984) — Самоходная зенитная установка — построено ~ 70 «Истерварк» Африканский дикобраз Истерварк берет свое название на языке африкаанс …
Читать далее
Автор: Эндрю Хиллс
/ 14 июля 2021 г.
США — Панама Строительство короткого пути от Тихого океана до Атлантического океана было несбыточной мечтой…
Читать далее
Стэн Лучиан
/ 13 июля 2021 г.
Стэн Лучиан
/ 13 июля 2021 г.
Автор: Эндрю Хиллс
/ 12 июля 2021 г.
Королевство Италия (1932-1933) Легкий танк — 4 построено После успешных испытаний прототипа легкого танка Ansaldo в…
Читать далее
Автор: MarkoPantelic
/ 10 июля 2021 г.
Германия (1941) — средний танк поддержки 471 плюс 2 шасси построили Panzer IV Ausf. F был важным поворотом …
Читать далее
Холодная война Британские прочие автомобили
Автор: Леандер Джобс
/ 9 июля 2021 г.
Великобритания (1972) Автомобиль внутренней безопасности — 28 построено + 1 прототип AT104 был разработан для внутренней безопасности…
Читать далее
Мариса Белхоте
/ 7 июля 2021 г.
Vichy France (CDM), (1940-1942), Скрытый кавалерийский танк — только проект Французская Республика имела одну из крупнейших танковых отраслей …
Читать далее
Энциклопедия танков ®: Пункт назначения для энтузиастов танков уже десять лет. 7 000 000 посетителей, 1300+ страниц
Если вас интересует история в целом и война в частности, Энциклопедия танков — это место, где можно найти ВСЕ бронированные машины, которые когда-либо бродили по полю боя, от H.«Наземные линкоры» Дж. Уэллса и новейшие основные боевые танки, наши статьи охватывают все эпохи развития бронетехники и охватывают широкий спектр конструкций бронетранспортеров, от мостовиков и инженерных машин до истребителей танков и десантников. Вы также можете найти статьи о «мягкой» технике, противотанковом вооружении, тактике, сражениях и технологиях. Десять лет ботанической одержимости гусеницами. Энциклопедия танков продолжает оставаться в стадии разработки, и именно здесь вы, читатель, можете помочь.Если вы заметили, что чего-то не хватает, добавьте это в наш список Общедоступное предложение . И, пожалуйста, поддержите нас!
Четыре эпохи, которые мы освещаем:
Первая мировая война: грязь, колючая проволока и окопы Великобритания и Франция начали разработку танков, чтобы прорвать позиции противника. Они были предназначены для прорыва нейтральной зоны, но танк быстро превратился в машину для убийства, используемую в общевойсковых операциях.
Вторая мировая война: испытательный полигон для ведения бронетанковой войны: Впервые большое количество танков и бронетехники будут сражаться друг с другом.От джунглей атоллов Тихого океана до засушливой пустыни Ливии, ледяных и ветреных степей Советского Союза и дождливого бокса Нормандии.
Холодная война: Восток против Запада: Две противоположные сверхдержавы привели к расколу мира на Восток и Запад. США и СССР вместе со своими собственными альянсами создали новое поколение бронетехники, извлекая уроки из многочисленных прокси-войн.
Современная эра: актуальны ли танки ?: Несмотря на многочисленные пророки, возвещающие о гибели танков, броня по-прежнему является важной ветвью всех вооруженных сил мира.Нет никаких признаков того, что это скоро изменится, поскольку разработка танков продолжает адаптироваться к современным условиям боя.
Командно-штабная машина БМП-1КШ технический паспорт технические характеристики разведывательные фотографии | Россия Легкий бронетранспортер Российской армии UK
Вооружение
Для самозащиты БМП-1КШ вооружена пулеметом ПК 7,62 мм. Машина всегда оснащалась одноместной башней, как стандартная БМП-1, но 76-мм пушка была удалена и заменена большей телескопической антенной HAWK EYE.
Устройство и защита
Компоновка БМП-1КШ очень похожа на российскую боевую машину пехоты БМП-1. Корпус БМП-1КШ выполнен из цельносварной стали, что обеспечивает защиту экипажа от огня стрелкового оружия и осколков снарядов. Экипаж состоит из трех солдат, водителя и двух радистов, которые сидят в передней части машины. В кормовой части боевого отделения предусмотрено место для четырех штабных офицеров.
Силовая установка
На БМП-1КШ установлен 6-цилиндровый рядный дизельный двигатель водяного охлаждения типа УТД-20 мощностью 300 л.с. при 2000 об / мин. Торсионная подвеска такая же, как и у стандартной БМП-1, которая состоит из шести опорных катков с резиновыми шинами с каждой стороны, ведущей звездочки спереди, натяжного ролика сзади и трех опорных катков. Первая и последняя опорные станции имеют гидравлический амортизатор, а верх гусеницы имеет покрытие из легкой листовой стали, которое обычно снимается при работе в снегу.
Принадлежности
БМП-1КШ оснащена радиостанциями Р-137, Р-140М или Р-145БМ, по четыре из пяти на каждой. Кроме того, на машине есть телефонное оборудование, телеграфная система связи, вентиляция, навигационная система TNA-3 и дизельный генератор, способный питать коммуникационное оборудование. Генератор установлен в верхней части корпуса. В задней части боевого отделения установлены небольшие антенны.БМП-1КШ является полностью амфибийной, движется по воде за счет гусениц.
Технические характеристики
К началу
Вооружение
На 7,62-мм пулемете
Страны-пользователи
Россия и страны Востока
Дизайнер Country
Россия
Принадлежности
Радиостанция Р-137, Р-140М или Р-145БМ, Р-111, Р-124, электрогенератор, система телефонной и телеграфной связи.NBC, ночное видение,
Экипаж
7 солдат
Броня
Защита от осколков стрелкового оружия и снарядов.
Масса
13,00 кг
Скорость
65 км / ч по дороге, 7 км / ч по воде
Диапазон
550-600 км a a
Размеры
Длина, 6.73 м; Ширина 2,94 м; Высота 1,92 м
Многоцелевой бронированный автомобиль МТ-ЛБ | Оружие и война
Вид слева спереди советской многоцелевой гусеничной машины МТ-ЛБ на выставке на базе ВВС Боллинг, 1986 год.
Машина 9П149 с ракетами 9М144 противотанкового комплекса «Штурм-С» в Артиллерийском музее Санкт-Петербурга.
Иракский МТ-ЛБ, переоборудованный в ЗСУ, вооруженный зенитной установкой ЗУ-23-2.
Бронированная гусеничная машина-амфибия МТ-ЛБ является полностью амфибией, движется по воде за счет гусениц. Низкофюзеляжный МТ-ЛБ имеет плоскую гусеничную подвеску, состоящую из шести опорных катков без возвратных катков. Коробчатый сварной стальной листовой корпус имеет боевое отделение спереди, двигатель сразу за ним с левой стороны и десантное отделение в корме, которое имеет обращенные внутрь складывающиеся брезентовые сиденья для 10 пехотинцев.На плоской крыше корпуса имеется два открывающихся вперед люка выхода десанта. Пехота входит и выходит из машины через две задние двери, снабженные огневыми портами. Всего четыре порта для стрельбы также включают по одному с каждой стороны машины. В небольшой башне справа от места командира установлен одиночный 7,62-мм пулемет. Стандартное оборудование на всех транспортных средствах включает систему защиты от ядерного оружия.
МТ-ЛБ представляет собой амфибийную бронированную гусеничную машину с низким силуэтом коробчатого корпуса из сварных стальных листов и небольшой башенкой в правой передней части, на которой установлена единственная 7.62-мм пулемет. Есть четыре окна для стрельбы, по одному с каждой стороны машины и по одному в каждой из двух задних выходных дверей. На плоской крыше корпуса расположены два дополнительных открывающихся вперед люка для выхода десанта. Подвеска с плоской гусеницей состоит из шести опорных катков без возвратных катков.
На MT-LB можно использовать очень широкую гусеницу с «агрессивными» грунтозацепами, чтобы облегчить работу по снегу и болоту. Версия с широкой гусеницей, получившая обозначение МТ-ЛБВ, имеет гусеницу шириной 565 мм по сравнению с обычной гусеницей шириной 350 мм.Более широкая гусеница снижает давление на грунт с 0,46 до 0,28 кг / см2.
МТ-ЛБ — машина многоцелевого назначения. При использовании в качестве ARC или командирской машины он может перевозить десять человек, помимо экипажа из двух человек (водитель и командир-наводчик). Он также используется как тягач для различных типов артиллерии. В этом случае он также может нести артиллерийский расчет (от шести до десяти человек). Часто используется как тягач для 100-мм противотанковой пушки Т-12. В качестве грузового и транспортного средства общего назначения он имеет грузоподъемность 2.0 метрических тонн (буксируемый груз 6,5 метрических тонн). Гусеничный МТ-ЛБВ используется как машина повышенной проходимости.
МТ-ЛБ имеет легкое вооружение и легкую броню.
MT-LB впервые получил обозначение M 1970, так как он был первоначально идентифицирован на Западе в 1970 году. Его конструкция основана на легком транспортном средстве и тягаче MT-L. Небронированный и безбашенный танк МТ-Л был впервые разработан для геологических исследований на крайнем севере.
Описание
Экипаж, водитель и командир / наводчик сидят в отсеке в передней части машины, двигатель находится за ними.Отсек в задней части позволяет перевозить до 11 пехотинцев или груз массой до 2000 кг. Возможна буксировка груза массой 6500 кг. Транспортное средство полностью амфибия, его гусеницы движутся по воде.
В небольшой башне в передней части машины установлен 7,62-мм пулемет ПКТ с ручным наведением на 360 градусов и углом возвышения от -5 до +30 градусов. Автомобиль имеет легкую броню от стрелкового оружия и осколков снарядов толщиной от 3 до 10 мм из стали. Пехотное отделение имеет сверху два люка, которые открываются вперед.Есть четыре огневых люка — по одному с каждой стороны корпуса, два других — в задних сдвоенных дверях пехотного отделения.
Водителю предоставляется инфракрасный перископ ТВН-2, который в сочетании с поисковым светом инфракрасного / белого света OU-3GK обеспечивает дальность действия около 40 м. Все автомобили оснащены системой NBC.
ВАРИАНТЫ СЕРИИ
122-мм САУ на базе 2С1 ~ МТ-ЛБ
9П139 ~ Версия 9П138 (30 x 122 мм), основанная на МТ-ЛБ вместо ЗиЛ-131.
9П149 ~ МТ-ЛБ, с выдвижной пусковой установкой Scturm-V.
9С743 ~ Болгарское командование МТ-ЛБ.
АЗМ ~ Боевая инженерная машина
Beta-em ~ Польская машина связи
Bergningsbandvagn 4012 ~ Транспортно-эвакуационная машина на базе MT-LB в шведской армии
Bor ~ Польский грузовой автомобиль
БМП-23 ~ Болгарская разведывательная машина на базе 2С1
БМП-23Д ~ улучшенная БМП-23
БМП-30 ~ Болгарка 2С1 на базе ВПК
BRM ~ См. Sova.
Дуриан ~ См. TRI-D.
Гвоздика ~ Серия 122-мм САУ на базе шасси МТ-ЛБ.
ISM ~ Польский заградитель на разобранном шасси МТ-ЛБ
ISMN aka Kroton ~ Польский заградитель на базе разобранного шасси МТ-ЛБ
Изделие 6 ~ Промышленное обозначение серии.
Изготовление 6МА ~ См. МТ-ЛБМ (изделия 6МА).
Изготовление 6МБ ~ См. МТ-ЛБМ (изделия 6МБ).
K-611 ~ Аппарат для обнаружения ядерных вспышек
K-612 ~ Аппарат для обнаружения ядерных вспышек
K-612-OP ~ Аппарат для обнаружения ядерных вспышек
Krak ~ Польский вариант ПВО.
КшМ Р-80 ~ Болгарская командирская машина с двумя опорами и большой коробкой на корме
КШМ Р-81 ~ Болгарский штабной автомобиль с дополнительной башенкой наблюдателей, ящиками и генератором в кормовой части
Ла-3 ~ Командный пункт ПВО Польши.
Lowcza-3 ~ См. Ла-3.
Lotus ~ См. WEM Lotus.
LSPZRA ~ См. Шталагмит
Maritza ~ Автоматизированная система разведки NBC
Mors ~ Польский инженерный автомобиль с задним отвалом
MR HR ~ См. RHR.
МТ-ЛБ [Скорая помощь]
MT-LB [Отвал] ~ Оборудован бульдозерным отвалом, установленным сзади, для светотехнических задач
Promet ~ польский вариант ПВО со спаренной 23-мм башней с открытым верхом.
Promet 2 ~ польский вариант ПВО со спаренной 30-мм башней с открытым верхом.
Radiolänkpansarbandvagn 401 ~ Версия для управления и контроля, используемая командирами дивизии / бригады
Р-137 ~ Польский МТ-ЛБ с радиостанцией Р-137
Р-137Т ~ Польский МТ-ЛБ с радиостанцией Р-137
RHR ~ Болгарская разведывательная машина NBC с диспенсером для флагов, куполом и измерительными системами
РХМ ~ РБК
РХМ-К ~ Разведывательное управление РБК
S-10mj ~ См. Сава.
Сани ~ См. Тунджа-Сани.
Sava ~ Стрела-10 TEL в югославской службе.
СММ В1.10 ~ См. Тунджа.
СММ 74.B1.10 ~ См. Тунджа-Сани.
SNAR-10 aka 1RL-232, MT-LB Big Fred — артиллерийско-минометная РЛС
SNAR-10M или 1RL-232-1 ~ Улучшенный SNAR-10
Sopol ~ Польский вариант ПВО.
СОВА ~ Болгарский МТ-ЛБ с разборной РЛС наблюдения
Stalagmit ~ польский вариант ПВО.
TRI ~ Польская инженерно-саперная машина
TRI-D ~ Польская система разминирования
TRI-M ~ Неопознанный
TRI HORS ~ TRI с установленным сзади бульдозерным отвалом
Тунджа ~ Миномет с минометом М-38/43 120мм и 68 выстрелов
Тунджа-Сани ~ Тунджа минометов с 2Б11 120мм и 68 выстрелов
УР-77 ~ Устройство разминирования
WAT ~ Машина огневой поддержки с башней калибра 14,5 мм.
WAT-40 ~ Машина огневой поддержки, вооруженная боеприпасами Bofors 40mm.
WEM ~ Польская версия машины скорой помощи на базе стандартного MT-LB.
WEM Lotos ~ Польская версия машины скорой помощи с приподнятой задней надстройкой.
WPT
WPT / DTP ~ Польская бронированная восстановительная версия.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
The Soviet Tank Thread: Поперечно установленные двигатели мощностью 1000 л.с. — Страница 177 — Механизированная война
Ограничено: только для оперирующих глаз тэтанов
По приказу Ее Милостивого и Светлого Величества Королевы Дайан Файнштейн VIII
The Dianetic People’s Republic of California
Anno Domini 2250
SUBJ: Запрос предложения на новый боевой танк
1.Задний план. В ходе войны 2248 года против Коварных каскадцев в тяжелом танке DF-1 были обнаружены большие недостатки. Как подробно описано в отчете [УДАЛЕНО], DF-1 совершенно не соответствовал современному вооружению, секретно разработанному каскадской организацией. Точно так же DF-1 плохо себя проявил в борьбе с еретиками-мормонхидами, которые разработали много импровизированного оружия, способного разрушить броню этой машины, как подробно описано в отчете [УДАЛЕНО]. Расширенная война на Восточном фронте застопорилась из-за отсутствия достаточной выживаемой огневой мощи, чтобы отбросить мормонскую угрозу за реку Колорадо к югу от кратера Вегаса. Группа конструкторов, ответственная за ужасный отказ DF-1, была ликвидирована, однако не устранила недостатки существующей машины. Следовательно, требуется новое транспортное средство, отвечающее требованиям Народных сил слуха, чтобы сохранить мечту нашего господина и пророка.
За последнее десятилетие возникли следующие угрозы:
A. Каскадский ОБТ M-2239 «Norman» и легкий танк M-8
Несмотря на примерно одинаковые размеры, эти 2 машины, похоже, не имеют одинаковых общие компоненты, даже не основное вооружение! Любопытно, что обнаруженный одинокий образец 120-мм САУ имеет общие конструктивные особенности с М-8, несмотря на то, что он сделан из стали, а не из алюминия, как у легкого танка.(на основе захваченных образцов из битвы при Кратерном озере, подробно описанных в отчете [УДАЛЕНО]). Оба танка вооружены скоростными орудиями.
B. ПТРК Cascadian BGM-1A / 1B / 1C / 1D
Устанавливается на ограниченное количество истребителей танков, несколько ударных вертолетов и (в определенной степени) переносной переносной зенитный ракетный комплекс. броневое оружие, кроме своих бронетанковых войск. Разведка предполагает, что версия SACLOS (BGM-1C) находится в LRIP, и ходят слухи о разработке версии с балкой (BGM-1D).
Обе боеголовки пробивают примерно 6 диаметров конуса.
C. Deseret tandem серии ATR-4 Вдохновленный советской системой тандемных боеголовок 60/105 мм конца 80-х годов, мормонская нация изготовила семейство тандемных кумулятивных боеголовок 2/4 дюйма, запускаемых из одноразовых труб малой дальности. пусковые установки, специальные ПТРК и даже используемые в качестве полезной нагрузки транспортного / переносного ПТУР JS-1 MCLOS. Обе боеголовки пробивают примерно 5 диаметров конуса.
D. Cascadian HEDP 90-мм ракета Хотя это не особенно впечатляющее противотанковое оружие, имея лишь средний диаметр и единственный кумулятивный заряд, широкое распространение этого устройства сделало его серьезной угрозой для танков, а также для более легких транспортных средств.Это оружие доступно в больших количествах в каскадских пехотных отрядах как «карманная артиллерия», и есть сообщения о том, что захваченные запасы используются мормонхидами. Боевая часть пробивает примерно 4 диаметра конуса.
E. Deseret 40mm AC / Cascadian 35mm AC Эти автопушки имеют в целом схожие бронебойные характеристики и в обозримом будущем считаются вероятной угрозой для броневиков Deseret, истребителей танков Cascadian, а также, вероятно, будущих БМП.
Ф.Самодельные взрывные устройства
В свете известной устойчивости танков к стандартным 10-килограммовым противотанковым минам, как Вероломные каскадианы, так и мормонхиды стали закопать более крупное противотанковое вооружение A2AD. Каскадцы удвоили несколько мин, а мормоны регулярно закапывали противотанковые мины глубиной 3, 4 и даже 5.
2. Общие руководящие принципы:
A. Схема запроса: В свете различных требований для двух театров военных действий, на которых, как ожидается, будет эксплуатироваться новая машина, предложения в форме заменяемого в полевых условиях A-kit / Будет принято решение B-kit.
B. Определения требований: Требования в каждом поле представлены на трех уровнях: пороговое значение, цель и идеал. Порог — это минимальное требование, которое необходимо выполнить; Несоблюдение этого стандарта может серьезно повредить любому предложению.
Цель — это порог, к которому нужно стремиться; он отражает желания бронетанковых войск Народных слуховых войск, которые предпочли бы, чтобы все они были выполнены. Должно быть выполнено не менее 70%, с дополнительными бонусными баллами.
Идеальные характеристики — это максимум, о котором бронетанковые войска не смеют даже мечтать. Бонусные баллы будут начислены за любой дизайн, соответствующий или превышающий эти спецификации.
C. Все предложения должны учитывать призывника из Калифорнии ростом в среднем 1,7 метра.
D. Порядок приоритетов DPRC следующий:
a. Восстанавливаемость автомобиля.
г. Сохраняющаяся боеспособность.
г. Выживание экипажа.
E. Допустимый вес:
a.Ни один отдельный съемный или устанавливаемый компонент на полевом уровне не может превышать 5 тонн.
г. Несмотря на все усилия Управления сельского хозяйства, от калифорнийских новобранцев нельзя ожидать, что они смогут поднимать вес более 25 кг в любое время.
г. Общий вес транспортного средства должен оставаться в пределах MLC 120 для перевозки.
F. Габаритные размеры:
а. Длина — практически не ограничена.
г. Ширина — транспортная ширина 4 м.
и.Для выполнения этого требования можно снять не более 4 компонентов, требующих подъемного крана.
ii. Любые снятые компоненты должны храниться на крыше автомобиля.
г. Высота. Общая высота транспортного средства не должна превышать 3,5 м.
G. Доступные технологии:
a. Броня: Следующие материалы брони находятся в полном производстве и доступны для использования. Использование нестандартного материала брони требует разрешения судьи SEA ORG.3 (примерно 1/3 стали).
Для обеспечения структурной целостности рекомендуются следующие рекомендации:
Для легких транспортных средств (менее 40 тонн) не менее 25 мм RHA / 45 мм Алюминиевая базовая конструкция
Для тяжелых транспортных средств (70 тонн и более) не менее 45 мм Основание из алюминия RHA / 80 мм. Промежуточные значения для промежуточных транспортных средств могут быть выбраны как подходящие. Неструктурные пассивные материалы:
iii.3.
vii. Различные варианты размещения / системы
Массовый КПД по сравнению с RHA-1 по сравнению с CE, 0,8 по сравнению с KE.
viii. Разнесенная броня
Требуется лицевая сторона не менее 25 мм LOS против CE и не менее 50 мм LOS против KE.
Уменьшает проникновение в 1,1 раза по сравнению с CE или в 1,05 по сравнению с KE на каждые 10 см воздушного зазора. Правила разнесенной брони применяются только после любого излишка зазора в соответствии с требованиями реактивной кассеты.
Материалы реактивной брони:
ix. ERA-light
Сэндвич из стали-взрывчатой стали 3 мм / 3 мм / 3 мм. Требуются монтажные кронштейны с массой кассеты примерно 10–30%.
Должен располагаться на расстоянии не менее 3 толщин сэндвича от любых других элементов брони для обеспечения полной функциональности. 81% покрытие (краевые эффекты).
х. ERA-Heavy
Сэндвич из стали 15 мм / взрывчатого вещества 3 мм / стали 9 мм. Требуются монтажные кронштейны с массой кассеты примерно 10–30%. Должен располагаться на расстоянии не менее 3 толщин сэндвича от любых других элементов брони для обеспечения полной функциональности. 81% покрытие (краевые эффекты).
xi. NERA-light
Сэндвич из стали 6 мм / резины 6 мм / стали 6 мм. Требуются монтажные кронштейны с массой кассеты примерно 10–30%. Должен располагаться на расстоянии не менее 1 толщины сэндвича от любых других элементов брони для обеспечения полной функциональности.95% покрытие.
xii. NERA-Heavy
Сэндвич из стали 30 мм / резины 6 м / стали 18 мм. Требуются монтажные кронштейны с массой кассеты примерно 10–30%. Должен располагаться на расстоянии не менее 1 толщины сэндвича от любых других элементов брони для обеспечения полной функциональности. 95% покрытие.
Подробная информация о том, как рассчитать эффективность брони, будет подробно описана в Приложении 1.
b. Огневая мощь
i.Эквивалентные 2A46 технические ограничения по давлению, полугорючие гильзы, противооткатные механизмы и т. Д. Находятся на уровне, эквивалентном СССР в 1960 году.
ii. Limited APFSDS (L: D 15: 1) — Башмаки со шпинделем или башмаки, например советские 100мм APFSDS БМ-20.
iii. Ограниченный вольфрам (не более 100 г на выстрел)
iv.Калифорнийская технология кумулятивного заряда — проникновение 5 CD для устойчивого к высокому давлению ТЕПЛА, 6 CD для низкого давления / прецизионно сформированного ТЕПЛА.
v. Общим вопросом GPMG для Народных слуховых сил является PKM. Стандартным пулеметом является ДШК.
г. Мобильность
i. Уровень техники двигателей:
1. MB 838 (830 л.с.)
2.АВДС-1790-5А (908 л.с.)
3. Харьков 5ТД (600 л.с.)
ii. Удельная мощность должна быть основана на вышеупомянутых двигателях. Размеры доступны онлайн, обратите внимание на охлаждение 1 и 3 (водяное охлаждение).
iii. Выходная мощность зависит от объема, как и вес. Попытка извлечь больше энергии из того же размера может иметь место за счет надежности (а в случае с 5TD он не так уж и надежен).2- limited
3. Эксплуатационные требования.
Требования подробно описаны в прилагаемой таблице.
4. Протоколы подачи.
Протоколы и методы подачи будут установлены в последующем посте ближе к соответствующему времени.
Приложение 1 — расчет брони Приложение 2 — эксплуатационные требования
Удачи, и пусть Хаббард направит ваш путь к просветлению!
(PDF) Технология изготовления поршней теплового двигателя методом жидкостной штамповки
IOP Conf.Серия: Материаловедение и инженерия 862 (2020) 032099
принципиальная схема, металл заливают в полость штампа, соответствующую форме поковки,
прессуют пуансоном и производят, таким образом, кристаллизацию под давлением. Вторая схема
включает частичное затвердевание металла под давлением в полости, отличной от окончательной формы поковки
; Далее следует деформация в полужидком состоянии до получения окончательных размеров поковки
.В третьем случае после полной кристаллизации под давлением следует деформация в твердом состоянии
для получения окончательных размеров поковки. Данную схему следует отличать от производственного процесса горячей штамповки
заготовки-отливки, которая не кристаллизовалась под высоким давлением
[14-16].
Плавка и дозированная заливка металла в полость штампа является первым этапом технологического процесса
для всех схем технологического процесса жидкостной штамповки.
Плавка металла может производиться либо в объеме, необходимом для получения одиночной поковки, либо в плавильном агрегате
большего объема (чем необходимо для штамповки одиночной поковки) с последующей дозировкой
при разливке металла в штамп. Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки: в первом случае
металл находится в расплавленном состоянии непродолжительное время, что обеспечивает сохранение его химического состава
, а плавильно-разливочные устройства с индукционным нагревом могут быть отключены. устанавливается непосредственно на пресс
.В другом случае трудно поддерживать химический состав металла при длительном воздействии
при температурах выше точки плавления; Технически сложно дозировать жидкий металл
на часть заданной массы. Однако необходимость плавления каждой партии шихты с высокой скоростью
при первом способе (время плавления 4 … 10 мин) для поддержания рабочего хода пресса
требует мощных индукционных нагревателей и большой расход электроэнергии [17-20].
Для цветных металлов плавку и поддержание температуры расплавленного металла
можно проводить в печах с достаточно большой емкостью.
При заполнении очень важно поддерживать оптимальную температуру металла, достаточную для того, чтобы
обеспечивала его текучесть и заполняла полость штампа, а с другой стороны, исключала перегрев металла.
Последнее увеличивает тепловые нагрузки на инструмент и ухудшает структуру металла поковки.
необходимо для исключения попадания шлаковых включений в жидкий металл при заливке. Скорость заливки металла в штамп
не должна быть слишком высокой, чтобы не разрушить рабочую поверхность штампа
и исключить сварку заготовки со штампом. Для этого используют защитное покрытие
полости штампа на основе извести, графита, каолина и др. [21-23].
Штамповка жидкого металла производится на специализированных гидравлических и фрикционных прессах.Специализация прессов
связана с необходимостью высоких оборотов холостого хода; регулируемое, плавное нажатие на пуансон без резких
скачков в его движении; необходимость в эжекторах и возможность монтажа плавильно-наливных устройств.
При установке штампа на пресс между ними должна быть предусмотрена теплоизоляция.
Плашки для жидкостной штамповки в большинстве случаев состоят из трех формирующих частей: вкладыша, выталкивателя (образующего матрицу
) и пуансона, установленного на подвижном ползуне пресса.Большое значение имеет правильный зазор
между пуансоном и матрицей, т. К. При большом зазоре возможно заклинивание, при маленьком — приваривание к гильзе пуансона
или
заусенцев на контактных поверхностях. Материал штампов — обычно молибден-
легированная сталь
; для цветных металлов рекомендуется использовать углеродистые стали с максимальным содержанием углерода около 0,5% [8].
Процесс штамповки (кристаллизация и последующая деформация металла в штампе) определяет
качество полученной поковки.При этом важным параметром процесса является время от
окончания заполнения матрицы жидким металлом до начала кристаллизации при требуемом минимальном давлении
. Решающим условием для получения высококачественной поковки является то, что время должно быть на
больше или равно времени подхода пуансона из верхнего исходного положения до закрытия штампа
и времени, затраченного на разработку штампа. минимально необходимое давление в полости матрицы.
Кристаллизация под таким давлением является определяющим фактором для образования мелкозернистой плотной структуры металла
и повышения его механических свойств. Величину давления рекомендуется
прикладывать в диапазоне 100 … 00 МПа, а время выдержки под давлением зависит от сложности
и размеров поковки и составляет 2 … 10 с.
Область применения жидкой штамповки определяется, прежде всего, преимуществами этого процесса
перед литейной технологией и традиционными процессами горячей объемной штамповки.По сравнению с отливками, платформа Armata
и ее двигатель
Основной танк Т-14 на платформе Арматы. Фото НПК «УВЗ»
На базе универсальной гусеничной платформы «Армата» уже созданы три образца военной техники различного назначения, и в будущем могут появиться новые унифицированные машины. В существующих и планируемых проектах используется ряд унифицированных агрегатов и систем, в т.ч. силовая установка. Последний был создан специально для платформы Armata и должен обеспечить достижение высоких технических характеристик.
Платформа и ее двигатель
Программа разработки перспективной платформы и бронетехники на ее основе была запущена в середине 2011 г. Основные конструкторские работы заняли несколько лет, и уже в мае 2015 г. состоялась первая открытая демонстрация бронетехники опытно-промышленной партии. В этот же период начался длительный процесс тестирования, доработки и подготовки к полномасштабной серии.
Базовая платформа «Арматы» оснащалась унифицированной силовой установкой, построенной на современных агрегатах.Его параметры выбирались с учетом необходимости обеспечения высоких характеристик подвижности различной техники с разной компоновкой и боевой массой. В зависимости от конструктивных особенностей бронемашины силовая установка может размещаться в носовой или кормовой части корпуса.
Дизельный двигатель В-92, установленный на танке Т-90. Фото «ЧТЗ-Уралтрак» Силовая установка «Армата» изготовлена на базе двигателя 12Н360 (известны также обозначения А-85-3А и 2Б-12-3А) производства Челябинского тракторного завода «ЧТЗ-Уралтрак». «.Любопытно, что двигатель на несколько лет старше универсальной платформы. По некоторым данным, такой двигатель создавался для перспективного танка Объект 195, но дальше испытаний этот проект не продвинулся.
В 12-е годы организация-разработчик стала открыто демонстрировать новый двигатель на военно-технических и промышленных выставках. На тот момент прямая связь этого продукта с танковой промышленностью не подтверждена. 360НXNUMX позиционировался как мотор для спецтехники и оборудования нефтегазовой отрасли.
Позже стало известно об использовании А-85-3А в проекте перспективной бронеплатформы. Такие двигатели предполагалось использовать на всех моделях семейства и обеспечивать высокие энергетические параметры вне зависимости от назначения, компоновки, боевой массы и т. Д.
Новые решения
Двигатель 12Н360 имеет 12 цилиндров и выполнен по Х-образной схеме. , что позволило уменьшить габариты и вес. Длина изделия составляет 900 мм при ширине 1,8 м и высоте 830 мм.Сухая масса — 1,5 тонны. Таким образом, новый двигатель компактнее, но тяжелее предыдущих V-образных танковых двигателей, таких как B-92.
Двигатель для специальных машин и установок 12Н360. Фото Gurkhan.blogspot.com
Двигатель четырехтактный и может работать на различных видах жидкого топлива. Цилиндры общим объемом ок. На 35 литров установлена система непосредственного впрыска. Турбонаддув используется в виде двух нагнетателей газовой турбины, обслуживающих половину цилиндров. Блок цилиндров охлаждается жидкостью.Происходит промежуточное охлаждение наддувочного воздуха.
Двигатель 12Н360 изначально имел регулируемую максимальную мощность. Первая модификация в зависимости от режима могла выдавать от 800 до 1500 л.с. при 1800-2100 об / мин. В дальнейшем сообщалось о планах по форсированию двигателя до 1800 л.с. и удержание товарооборота на том же уровне.
Таким образом, при установке на машины семейства «Арматы» боевой массой 50 тонн двигатель А-85-3А обеспечивает удельную мощность от 16 до 36 л.с.за тонну. Оптимальным значением этого параметра считается 25 л.с. на тонну, а новый двигатель сохраняет значительный запас мощности для дальнейшей модернизации.
12Н360 на более поздней выставке. Фото «ЧТЗ-Уралтрак»
Механическая коробка передач с роботизированным переключением передач сблокирована с двигателем. Его основной блок — центральный редуктор со встроенным реверсом. В коробке 8 передач, а задний ход позволяет использовать их при движении вперед и назад. Таким образом, фактически предусмотрено 16 скоростей вперед и назад.
Двигатель, трансмиссия и другие агрегаты силовой установки выполнены в виде единого агрегата, закрепленного в моторном отсеке ОБТ или другой бронетехники. В случае поломки есть возможность снять весь блок и установить новый. Эти процедуры при использовании ремонтно-эвакуационной машины занимают около получаса.
Преимущества новинки
За счет новой силовой установки унифицированная платформа «Арматы» имеет существенные преимущества перед бронетехникой более старых моделей — как с точки зрения основных технических характеристик, так и с точки зрения разработки проекта и последующей эксплуатации.
Взгляд под другим углом. Фото Vpk.name
Прежде всего, следует напомнить, что отечественная бронетехника впервые получит двигатели мощностью 1500 л.с. или больше. Это даст очевидное увеличение мобильности и проходимости, а также повлияет на общую эффективность. В то же время удельная мощность и удельный расход топлива улучшились по сравнению с более старыми дизельными двигателями.
12Н360 более гибок в применении. Установив требуемую максимальную мощность, можно будет адаптировать ее к требованиям конкретной боевой или вспомогательной машины и получить оптимальное соотношение характеристик.Соответственно, единым двигателем может быть оснащена техника разных типов, и не только в рамках одной платформы.
В стадии разработки
В течение последних нескольких лет проходили различные этапы тестирования различных типов оборудования на базе платформы «Армата». Известно о существовании ряда основных танков, тяжелых боевых машин пехоты и бронетранспортеров на общем шасси с унифицированной силовой установкой.
Силовой блок «Армата» в сборе.Снимок из ТК «Военная приемка», ТК «Звезда»
По известным данным, ходовые испытания такой техники проходят, в целом, без особых трудностей. В недавнем прошлом Минобороны неоднократно публиковало эффектные кадры танков на полном ходу, оснащенных двигателями 12Н360 и другими новыми агрегатами. Однако, насколько известно, в ходе испытаний были выявлены определенные особенности и недостатки, требующие исправления.
По итогам форума «Армия-2019» появилась информация о перспективном двигателе для «Арматы» с точки зрения КПД, теплоотдачи, ресурса и т. Д.уступает современным зарубежным образцам, и это не устраивает военных. Тогда предлагалось рассмотреть возможность использования другого двигателя. Однако в дальнейшем сообщений о ремоторизации платформы не поступало.
Вероятно, разработка платформы и технологии на ее основе в предложенной конфигурации была успешно завершена и позволила избавиться от известных недостатков. Это позволяет продолжить производство бронетехники и передать ее в войска для следующих плановых мероприятий.
Производство «Армат». Кадр из репортажа телекомпании «Звезда»
Внешний вид будущего
Интересная ситуация имеет место в контексте силовых установок для платформы «Арматы». Сначала появился перспективный двигатель необычной схемы, а уже потом началась разработка нового семейства техники. Затем такой мотор модифицировали под новые нужды, совмещали с трансмиссией требуемой конструкции и внедряли в агрегаты унифицированной платформы.
В обозримом будущем техника на базе «Арматы» будет принята на вооружение и начнет поступать в войска в значительных количествах. В далеком будущем эта платформа может даже стать основой парка российской бронетехники. Вместе с тем унифицированная силовая установка на базе двигателя 12Н360 станет ключевым компонентом армейской техники. Очевидно, что развитие этого двигателя будет продолжено и приведет к усовершенствованным модификациям или полностью новым продуктам.
Вполне возможно, что современные 12Н360 со временем станут основой целого семейства — и займут в истории танкостроения то же место, что и легендарный Б-2 в прошлом.
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужно разобраться, что такое 2-х тактный двигатель, где он используется и какие преимущества и недостатки перед 4-х тактным.
Начнем по порядку. 2-х тактный двигатель – разновидность поршневого двигателя, в котором рабочий процесс совершается за два хода поршня. У такого двигателя всего 2 такта, такт сжатия и такт рабочего хода. Причем очистка и наполнения цилиндра горючий смеси осуществляется не отдельными тактами, как в 4-х тактном двигателя, а совместными. При этом число ходов поршня у двух тактного двигателя больше.
Рассмотрим принцип работы 2-х тактного двигателя.
1. Такт сжатия.
1.1 Перемещения поршня от нижней мертвой точки поршня (НМТ) к верхней мертвой точке поршня (ВМТ). При этом поршень перекрывает, сначала впускное окно, затем выпускное.
1.2 После этого начинается сжатие рабочий смеси. Одновременно с этим в кривошипной камере, под поршнем, создается разрежение, под действием которого через впускное окно поступает горючая смесь, в кривошипную камеру.
2. Такт рабочего хода.
2.1 Когда поршень достигает ВМТ, рабочая смесь воспламеняется, при помощи искры со свечи зажигания.
2.2 Под действием высокого давления поршень перемещается от ВМТ к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу.
2.3 Опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере, клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор.
2.4 Когда поршень проходит выпускное окно, оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу.
2.5 При дальнейшем перемещении поршень открывает впускное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.
Для более полного представления рассмотрим видео взятое с сайта youtube:
Рассмотрим основные преимущества и недостатки 2-х тактных двигателей:
+ отсутствие систем смазки и газораспределения, что в разы уменьшает размер двигателя;
+ простота и дешевизна в производстве и изготовлении;
+ маленький вес и компактность.
Недостатками являются:
— больший расход топлива, чем у 4-х тактных двигателей;
— больший шум;
— меньшая долговечность. Но это спорный вопрос.
Применяются двухтактные двигатели: в садовой техники (газонокосилки, триммеры, бензопилы и др.), так же в мопедах, скутерах, некоторых мотоциклах, картах и бензиновых генераторах и др.
К выбору масла для 2-х тактной техники стоит подходить очень тщательно. Как и любые моторные масла, их, нужно подбирать по допускам, которые дают заводы производители техники. Чтобы в этом разобраться, нужно знать, как классифицируются эти моторные масла.
Рассмотрим классификацию по API.
API TA
Моторные масла для двухтактных двигателей небольших мопедов, газонокосилок и другой подобной техники.
API TB
Моторные масла для маломощных двухтактных двигателей мотоциклов.
API TC
Моторные масла для двухтактных двигателей, работающих на суше. Данные автомасла могут применяться в случаях, когда производитель мотора требует соответствия масла классам API TA или API TB.
API TD
Моторные масла, специально разработанные для двухтактных подвесных моторов
Так же моторные масла для двухтактных двигателей классифицируются по JASO:
JASO FA
Для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин (масла предназначены для применения в развивающихся странах).
JASO FB
Для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин (минимальные требования для применения в Японии).
JASO FС
Для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин, бездымное моторное масло (основное масло для применения в Японии).
JASO FD
Для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин, бездымное моторное масло с улучшенными характеристиками по чистоте двигателя в сравнении с FC (наивысшие требования к 2-тактным маслам в Японии).
От правильного выбора масла зависит, как долго прослужит техника. Выбирайте качественную и надежную продукцию. Все продукты Eurol отвечают заявленному стандарту, и проходят тщательную проверку в лаборатории. Выбирая продукцию Eurol, Вы выбираете качество!
Вернуться к списку статей
Как работают 4-тактные двигатели | Briggs & Stratton
Хотите знать, как работает двигатель малого объема? В этом видеоролике подробно описывается то, как работают 4-тактные двигатели Briggs & Stratton для обеспечения максимальной мощности ваших газонокосилок & наружного оборудования.
Четырехтактные двигатели Briggs & Stratton являются лучшими в мире с точки зрения производительности и качества. Это связано с верхним расположением клапанов в 4-тактных двигателях. Она максимально увеличивает мощность вашего двигателя Briggs & Stratton, что в свою очередь повышает производительность вашей газонокосилки или другого наружного силового оборудования.
Процесс работы 4-тактного двигателя
Этап 1: Такт впуска Во время такта впуска воздух и топливо проходят через карбюратор и попадают в поршень при открытии впускного клапана. Клапан закрывается, отсекая подачу воздушно-топливной смеси, когда поршень достигает нижней части такта.
Этап 2: Такт компрессии Теперь, когда топливо находится в камере компрессии, двигатель максимизирует создаваемую мощность, сжимая это топливо в меньшем пространстве. Поршень возвращается наверх в верхнюю точку, захватывая воздушно-топливную смесь между поршнем и головкой цилиндров. Эффективность четырехтактных двигателей Briggs & Stratton обеспечивается за счет максимальной компрессии на этом этапе.
Этап 3: Рабочий ход Теперь, когда воздушно-топливная смесь сжата, самое время добавить искру. Катушка зажигания создает высокое напряжение, которое разряжается в камере свечей зажигания. Как только воздушно-топливная смесь загорается, горячий воздух заставляет поршень опуститься вниз цилиндра.
Этап 4: Такт выхлопа Последним этапом в четырехтактном двигателе является такт выхлопа. Когда поршень выталкивает отработанные газы из камеры, открывается выпускной клапан. Как только этот процесс завершается, закрывается выпускной клапан и открывается впускной клапан, чтобы снова запустить процесс.
Для повторения каждого цикла требуется два оборота коленчатого вала. Интересно, как двигатель малого объема продолжает работать, когда только один из 4-х тактов создает мощность? Во время рабочего хода маховик получает толчок. Создаваемые импульс и инерция поддерживают его движение между рабочими тактами.
в чем разница между маслами для двигателей — TOTAL Russia
От качества моторного масла напрямую зависит работа и срок службы двигателя. Выбирать смазочную жидкость всегда следует с учётом характеристик конкретного мотора и рекомендаций мировых экспертов. Важное значение имеет отличие масла двухтактного от четырехтактного при использовании в разных типах двигателей.
В чём разница между 4 и 2-тактным двигателем
Принципиальная разница между 4-тактным и 2-тактным мотором состоит в том, что последний работает на масле, которое предварительно смешивается с топливом и сгорает вместе с ним. В четырёхтактном двигателе используется принудительная система смазки, при которой не допускается попадания масляной жидкости в камеры сгорания.
В двухтактных двигателях процесс впуска готовой топливной смеси и выпуска выхлопных газов происходит за один оборот коленчатого вала за два основных такта. Принцип работы четырёхтактного мотора состоит в периодически повторяющейся последовательности определённых тактов в каждом цилиндре: впуск, сжатие, расширение и выпуск.
Двухтактные моторы устанавливают на мотоциклы, скутеры, мопеды, лодки, снегоходы, бензопилы и прочую технику. 4-тактными двигателями оснащают автомобили.
Отличие масла для двухтактных двигателей от четырехтактных
Учитывая особенности двух типов моторов, к их смазочным жидкостям предъявляются абсолютно разные требования.
Двухтактное и четырехтактное масло разница:
2-тактное масло
4-тактное масло
Должно максимально сгорать, оставляя минимум сажи и золы
Должно гарантировать отличное смазывание всех деталей механизма, защищая их от повреждающих факторов
Не содержит «лишних» химических веществ
В него добавляется целый комплекс различных присадок (противозадирные, противопенные, антиокислительные, моющие и т.д.)
Сгорает вместе с бензином, поэтому требуется постоянная его доливка
Рассчитано на длительную эксплуатацию
При подборе смазки обязательно учитываются специфические отличия двухтактного масла, так как это позволяет в несколько раз продлить срок службы агрегата и значительно улучшить его функциональность.
Что будет, если залить четырехтактное масло в двухтактный двигатель
Двухтактное масло имеет существенное отличие от четырехтактного, поэтому его ни в коем случае нельзя заливать в двигатель автомобиля. Использовать масло, предназначенное для 4-тактных моторов в двухтактниках, также недопустимо. Это приводит к тому, что зола, остающаяся при сжигании масла, оседает на поршне и стенках камер сгорания. Она смешивается с новой порцией смазки, создаёт своеобразный абразивный порошок, который словно наждачная бумага травмирует поверхности цилиндра и поршня. В итоге детали изнашиваются значительно раньше положенного срока.
Кроме того, негативное влияние на механизм оказывает сажа. Она скапливается в канавках поршневых колец, значительно уменьшая их подвижность и откладывается в выхлопных окнах, препятствуя нормальному выпуску отработанных газов. В результате двигатель теряет свою мощность. Нагар из золы и сажи способствует развитию самопроизвольного воспламенения горючей смеси и появлению калильного зажигания. Также он загрязняет электроды свечей, что нередко приводит к замыканию и остановке двигателя.
Различие моторных масел для двухтактных двигателей
При выборе моторного масла для двухтактного двигателя следует отличать смазки по классу:
API-TA – моторы с рабочим объёмом до 50 кубических см с воздушной системой охлаждения;
API-TB – двигатели от 50 до 200 кубических см;
API-TC – моторы с максимальными критериями, предъявляемыми к качеству масла;
API-TD – лодки с подвесными двигателями.
Смазочная жидкость ТоталЭнерджис для 2-тактного двигателя отличается высоким качеством, в соответствии с требованиями API-TC. Она оказывает системное защитное действие, предотвращая появление деформации поршневых колец. Механизм служит долго и исправно. Приобрести продукцию бренда TotalEnergies можно в Москве и других городах России у официальных дилеров и партнёров компании.
Чем отличается принцип работы 2 и 4 тактного двигателя, рассказываем простым языком | Техника времен СССР
Никто не будет спорить, что самым важным и ценным узлом любой техники является двигатель. Он приводит в движение механизмы и способствует работе других агрегатов системы. Двигатели подразделяются по виду топлива на те, которые работают на бензине и работа которых завязана на дизельном топливе. Отсюда соответственно и название-дизельный или же бензиновый мотор. Также существенное отличие двигателей заключается в тактности их работы, они бывают двух и четырехтактными. Сегодня мы разберем, что это значит и чем эти два типа двигателей отличаются. Самым распространенным из этих двух двигателей считается четырехтактный, он устанавливается практически на всю технику начиная даже с мотоциклов.
Ответ на вопрос кроется в названии, четырехтактный, значит у двигателя 4 такта работы, это впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. В первом цикле поршень из верхнего положения идет вниз и занимает место в максимально нижней точке, в этот момент в цилиндр поступает горючее. Во втором этапе поршень начинает подниматься и собой сжимает топливо, которое из-за этого нагревается. В верхней части от свечи исходит искра воспламеняя горючее и образуя газы, которые опускают поршень обратно вниз, в этот момент происходит вращение коленвала т. е. полезная работа. Когда поршень вновь занял нижнее положение, отработанные газы выходят через выпускной клапан, это четвертый такт-выпуск.
В двухтактных моторах все проще, т.к. этапов работы всего два, сжатие и расширение, а два других такта происходят одновременно с ними. Во время сжатия горючей смеси (поршень идет наверх), в кривошипной камере происходит засасывание топлива, которое поступает в поршень, когда тот движется вниз. При движении в нижнюю точку опять же происходит вращение вала, при повторениях хода поршня коленвал крутится постоянно, за счет чего в дальнейшем происходит движение. Вот так простыми словами можно объяснить отличие и принцип работы двух и четырехтактного двигателя.
Если у Вас есть, что добавить к вышесказанному, можете сделать это в комментариях под статьей.
Читайте также:
За счёт чего мотоцикл ИЖ Планета Спорт обгонял Чезет на трассе
Почему в СССР двигатель ВАЗ 2103 считали лучше остальных
Самый знаменитый Советский мотороллер с многоступенчатой трансмиссией, Вятка ВП 150
Почему мотоцикл ИЖ Планета 5 считается самым лучшим за всю историю СССР
Советский грузовик с проходимостью танка или почему ГАЗ 66 называли Шишига
Если статья Вам понравилась подписывайтесь на канал и поставьте лайк.
Заходите на канал Техника времён СССР, там много всего интересного.
Принцип работы 4-х тактного двигателя
В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтакного двигателя находится в маслянной ванне. Благодаря этому Вам не надо смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок (на моделях двухтактных скутеров с раздельной системой смазки). Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей. Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией. К незначительным недостаткам, которые с лихвой окупаются достоинствами, можно отнести работы по регулировке теплового зазора клапанов и время разгона скутера с места, которое несколько больше, чем у двухтактных мопедов. Последнюю проблему можно устранить оптимальной настройкой вариатора и центробежного сцепления.
Итак, перейдем к описанию устройства и работы четырехтактного двигателя.
На коленвале установлена ведущая звездочка, обеспечивающая (для примера: через цепь) вращение распределительного вала, находящегося в головке цилиндра. Этот вал определяет, когда должен быть открыт или закрыт один из двух клапанов (клапаны впуска и выпуска), в зависимости от положения поршня. На распредвале находятся кулачки, которые задействуют коромысла клапанов. (на схеме изображен распределительный вал)
Коромысла нажимают на тот или иной клапан, открывая его. Между регулировочным болтом коромысла и клапаном должен быть зазор, так называемый тепловой зазор. При нагревании металл расширяется, и если тепловой зазор мал или его нет совсем, то клапаны не будут плотно закрывать впускной или выпускной каналы, поэтому так важно регулировать зазор клапанов. (читайте статью «Регулировка зазора клапанов») Выхлопные газы горячее топливной смеси, и выпускной клапан нагревается (а следовательно и расширяется) больше, чем впускной. Этим объясняется разница зазоров на впускном и выпускном клапанах.
Принцип работы двигателя внутреннего сгорания изучают в школе, но я все же опишу его.
Первый такт, впуск. Поршень идет вниз, клапан впуска открывается, и топливная смесь поступает из карбюратора в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.
Второй такт, сжатие. Поршень идет вверх, топливная смесь сжимается. Кокда поршень находится в нескольких миллиметрах от верхней мертвой точки (ВМТ), свеча воспламеняет топливо, сжатое поршнем.
Третий такт, рабочий ход (расширение). После воспламенения горючего оно сгорает, горячие газы быстро расширяются, толкая поршень вниз (оба клапана закрыты).
Четвертый такт, выпуск. По инерции коленвал продолжает свое вращение (для равномерности вращения на коленвале установлены грузы — щеки коленвала), поршень идет наверх. Одновременно открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выходят в выхлопную трубу. При достижениии поршнем ВМТ, выпускной клапан закрывается.
Далее повторяются все четыре такта.
Хотелось бы еще коротко описать принцип работы двухтактного двигателя, для сравнения. Как следует из названия, этот мотор имеет только два такта.
Первый такт. Поршень идет вверх, сжимая топливную смесь в камере сгорания. Происходит воспламенение смеси (не достигая ВМТ). Когда поршень находится в ВМТ, впускные окна в стенке цилиндра открыты, благодаря этому топливная смесь поступает в кривошипную камеру (из-за разницы давления, в камере оно ниже)
Второй такт, рабочий ход. Расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Когда он находится внизу, он открывает выпускные и впускные (здесь – окно канала, связывающего кривошипную камеру и цилиндр) окна. Так как газы выходят в сторону меньшего сопротивления, т.е. в выхлопную трубу, их место занимает топливная смесь, поступающая из кривошипной камеры, где смесь находится под давлением.
Двигатель 4-MIX® — лёгкий и мощный
Лёгкий и мощный
Получивший приз четырёхтактный двигатель STIHL работает на маслобензиновой смеси. Двигатель STIHL 4-MIX® объединяет в себе преимущества 2- и 4-тактного двигателя. Помимо огромной силы тяги и заметно более высокого крутящего момента двигатель 4-MIX® поражает также уменьшенным объёмом отработанных газов, низкими расходами на техническое обслуживание и мягким звуком.
Явные преимущества
Снижение объема выхлопа: Благодаря почти полному сгоранию топлива обеспечивается соблюдение жестких европейских норм токсичности выхлопных газов, ступень II.
Без обслуживания смазочной системы: Простое обслуживание, так как используется обычная топливная смесь.
Небольшой вес: Благодаря системе смазывания рабочей смесью стало возможным отказаться от таких традиционных компонентов четырехтактных двигателей, как масляный насос, масляный бачок и масляный поддон.
Более низкий уровень шума: Приятное звучание даже при максимальной мощности.
Хорошее тяговое усилие и высокий крутящий момент: Хорошее ускорение обеспечивает высокую мощность.
Вот как это работает
В отличие от других четырёхтактных двигателей 4-MIX® работает на привычной маслобензиновой смеси (1:50). Благодаря абсолютно новому принципу, маслобензиновая смесь распределяется по всему двигателю через обводной канал в головке цилиндров и обеспечивает полное смазывание.
Простой запуск Для обеспечения простого запуска двигателя STIHL 4-MIX® в него встроена система декомпрессии, которая при запуске увеличивает время открытия клапана. Благодаря этому значительно снижаются прилагаемые усилия для запуска агрегата
Чемпион по удобству обслуживания в легком весе
Двигатель STIHL 4-MIX® с системой смазывания рабочей смесью — настоящий чемпион по удобству обслуживания в легком весе: У двигателя 4-MIX® отсутствуют все традиционные для 4-тактных двигателей компоненты, такие как масляный насос, масляный бачок и масляный поддон. Таким образом, многие дорогостоящие операции по сервисному обслуживанию, например, регулярная регулировка зазора клапанов, проверка уровня масла, замена масла и утилизация отработанного масла уходят в далекое прошлое.
чем отличается от двухтактного, принцип работы, фазы газораспределения
На чтение 7 мин. Просмотров 1.1k.
Четырехтактный двигатель – самая распространенная модель двигателя внутреннего сгорания для автомобилей и не только. Двухтактные ДВС сегодня применяются, но сфера их использования ограничена некоторыми видами мототехники, микро- и малолитражных автомобилей, снегоходов, катеров и т. п. Широко применяется как бензиновый (обычно карбюраторный), так и дизельный тип. Часто такой двигатель бывает двухцилиндровый, его тип обычно инжекторный.
История четырехтактного двигателя
Началом истории самого популярного ДВС считаются 70-е годы 19 века, тогда первую рабочую модель такого мотора представил немецкий инженер и предприниматель Николаус Отто. Его работы были основаны на трудах предшественников, пытавшихся найти альтернативу паровой машине.
В начале 19 века французский изобретатель Филипп Лебон создал агрегат, в котором благодаря его же открытиям, горючая смесь загоралась в цилиндре двигателя, а не в топке. В середине века в Бельгии был создан двухтактный двигатель внутреннего сгорания, который затем усовершенствовал Отто. Его четырехтактный движок обладал более высоким КПД, был экономичней и не превосходил предшественника по размерам.
Отто не оценил перспектив своего изобретения, и не прислушался к своему сотруднику – Готлибу Даймлеру, который предложил создать на основе четырехтактного двигателя автомобиль. Даймлер ушел из команды Отто и через несколько лет такой автомобиль все-таки создал. Попутно добавил в него несколько своих идей. Например – вставил в цилиндры трубки накаливания. Во второй половине 19 века был изобретен карбюратор, а конце века к нему добавили форсунку. С тех пор кардинально четырехтактный ДВС переделывать не пришлось. Основная сфера современных изобретений – газораспределительная система, конструктивные модификации – OHV, SV или OHC (аббревиатуры означают расположение клапанов и распредвала), а также варианты системы смазки («сухой» картер).
Устройство четырехтактного ДВС
Современный двигатель по сути не отличается от прототипов, поэтому проще всего его функционирование показать на примере одноцилиндрового ДВС.
Конструктивно он состоит из:
Цилиндра.
Поршня.
Клапанов впуска и выпуска.
Свечи зажигания.
Коленчатого вала.
Шатуна.
Принцип работы
Схема работы четырехтактного двигателя; заполнить цилиндр горючей смесью (первый такт), сжать ее (второй), поджечь и расширить ее, толкнув поршень (третий), выпустить отработанный газ (четвертый).
Фазы газораспределения в четырехтактном ДВС
Фазы газораспределения – один из главных факторов эффективности мотора. Они напрямую влияют на его КПД. Основная проблема, связанная с ними, заключается в том, что при различных режимах смесь и выхлоп ведут себя по-разному.
ВАЖНО!Для холостого хода подойдут малые фазы (позднее открытие и раннее перекрытие клапанов). На высоких оборотах, наоборот, выгодно раннее время открытия клапанов, благодаря чему можно обработать больший объем газов.
В современной автомобильной промышленности эта проблема обычно решается с помощью специальной муфты, изменяющей угол распредвала при увеличении оборотов двигателя. Эта муфта называется фазовращателем, она управляется электронной системой и поворачивается гидравликой. Благодаря ей, при повышении оборотов обеспечивается раннее открытие клапанов, то есть – нужный темп наполняемости цилиндров.
Способов изменения фаз множество. Например, кулачок с измененным профилем, начинающий работать вместо основного при достижении заданного показателя высоких оборотов. Это позволяет добиться повышенной мощности.
Рабочий цикл
Последовательность тактов выглядит так:
Такт впуска. За счет вращения коленвала поршень из самой верхней точки идет в самую нижнюю, кулачки распредвала открывают клапан на впуск. Через него всасывается смесь.
Такт сжатия. Коленвал толкает поршень вверх, впускной клапан закрывается, выпускной остается закрытым. Температура и давление в цилиндре растут.
Такт расширения. Перед завершением сжатия, свеча зажигания воспламеняет смесь. Топливо сгорает, смесь расширяется и двигает поршень. Связанный с поршнем шатун передает вращательный момент коленвалу. При расширении газы проделывают работу, поэтому ход коленвала называется рабочим. Угол «недоворота» коленвала, который еще не довел поршень до максимальной верхней точки называется углом опережения зажигания (фазой газораспределения). Это делается, чтобы смесь успевала сгореть к моменту достижения поршнем нижней точки. Для повышения эффективности ДВС надо регулировать угол при повышении оборотов. Эти углы регулируются электронной системой автомобиля.
Такт выпуска. При достижении поршнем самой нижней точки, сила давления вытесняет выхлопные газы из цилиндра через открывшийся выпускной клапан. После достижения поршнем верхней точки выпускной клапан вновь закрывается, рабочий цикл повторяется.
Масло для четырехтактного двигателя
Масла делятся на два типа – для двигателей с воздушным и водяным охлаждением. Температура поршней в моторах с воздушным охлаждением гораздо выше, чем в случае с водяным, поэтому первые более требовательны к маслу.
Хотя в зимний период техника с воздушным охлаждением четырехтактного двигателя используется реже (в основном садовая и сельскохозяйственная техника, мотоциклы, моторные лодки и т.д используются летом), вопрос для ее владельцев стоит достаточно остро. Зимой актуально масло для квадроциклов, снегоходов и т.д.
Главное, и летом и зимой – это характеристики, позволяющие маслу сразу после запуска двигателя создать защитную пленку на механизмах. Это важно, даже если двигатель новый или бывший в употреблении, но в идеальном состоянии. Сравнительный анализ разных марок показывает, что масло может быть минеральным или синтетическим.
Разница между летними и зимними маслами определяется степенью вязкости и шириной диапазона температур, при которых конкретные марки масла можно применять. Число перед литерой W указывает на предел температуры, при которой масло густеет. Число после означает предельную температуру эффективного использования этого масла. Бывают всесезонные масла, например, 10w30. Аббревиатура SAE обозначает международный стандарт, по которому классифицируются моторные масла.
ВАЖНО! Зимние масла обладают самой низкой вязкостью, это SAE 0W, SAE 15W и другие. Летние более вязкие: SAE 20, SAE 30, SAE 50. Применяемое масло должно соответствовать показателям, указанным в спецификации к технике.
Высоковязкие масла, например, Sae 30 или Sae 40 ориентированы на летний период, а низковязкие (5W30 или близкие к нему) на зимний. Зимние масла летом будут ускоренно испаряться и не обеспечат смазку. Летние масла будут быстро густеть при низких температурах, осложняя работу мотора.
Понижающие редукторы для четырехтактных двигателей
Понижающий редуктор – устройство, которое должно понижать скорость с высокой с низким крутящим моментом до низкой с высоким крутящим моментом. Особенно они актуальны для сельскохозяйственной и садовой техники.
Среди самых популярных брендов, которые производят такие двигатели, обычно мощностью порядка 15лс – японская «Хонда» и китайский «Лифан» (есть модели с вариатором, автоматическим сцеплением). Также популярен американский производитель Briggs & Stratton, его двигатели используются в газонокосилках (бензотриммерах). Среди популярных двигателей с редукторами – «Чемпион» и его аналог, «Патриот Гарден».
ВАЖНО! Редукторы делятся на два типа: разборные и неразборные. Их действие одинаково. Второй вариант дешевле, но если возникнет неисправность, потребуется его замена. Разборный дороже, но в случае необходимости надо заменять только поломавшуюся запчасть. Обычно он ставится на сопоставимую по стоимости технику.
Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного
Характеристика
Четырехтактный двигатель
Двухтактный двигатель
Мощность
Меньшая мощность из-за большего количества тактов. Наддув дает дополнительную мощность.
При одинаковых оборотах, диаметре цилиндра и хода поршня мощность (теоретически) в 2 раза больше. На практике, из-за механических потерь – примерно в 1,5 раза.
Эксплуатационные качества
Больший эксплуатационный ресурс. Процесс ремонта может протекать сложнее, должен осуществляться с использованием сложного оборудования.
Простота конструкции, ремонта. Отсутствие сложных устройств: карбюратора, клапанов. Преимущество по показателю равномерности вращения коленвала. Меньший эксплуатационный ресурс из-за более высокой температурной нагрузки на поршневой механизм.
Экономичность
Низкий, по сравнению с двухтактным расход топлива и масла. Более высокие затраты на ремонт.
Высокие затраты мощности на продувочный насос, недостаточная очистка цилиндра от выхлопных газов. Минус – высокий расход топлива и масла, которое приходится заливать в топливо.
Вес
Больше двухтактного.
Меньший вес за счет отсутствия крупногабаритных сложных деталей.
Размер
Больше двухтактного.
Меньший размер за счет отсутствия крупногабаритных сложных деталей.
Цена
Выше двухтактного.
Ниже четырехтактного.
Сфера применения
Двигатели средней и большой мощности, в том числе стационарные. Используются как двигатель под инверторный генератор. Популярна их установка на снегоходы «Рысь» и «Тайга», мотороллеры «Муравей».
Плавсредства, сельскохозяйственная и мототехника, малолитражные автомобили.
Таким образом, четырехтактные двигатели дороже сопоставимых по объему двухтактных и сложнее в эксплуатации. В тоже время они имеют больший срок эксплуатации и более экономичны. Четырехцилиндровый 4 тактный двигатель часто ставится на автомобили и тракторы, на инвертор-генераторы.
ВАЖНО! При выборе двигателя стоит рассчитать планируемый срок его эксплуатации. Если это техника для сельскохозяйственных работ, хорошо будет сделать расчет – за какой срок вложения могут окупиться.
Индикаторная диаграмма 4 х тактного дизельного двигателя
2-тактный Vs. 4-тактные двигатели: в чем разница?
Автомобильные двигатели трансформировались с годами, но остались две основные конструкции двигателей внутреннего сгорания с бензиновым двигателем: 2-тактный и 4-тактный. Хотя мы уверены, что вы хотя бы слышали эти термины раньше, знаете ли вы разницу между ними? Как они работают и что лучше? Читайте дальше, чтобы узнать ответы!
Как работают двигатели внутреннего сгорания и что вообще такое «инсульт»?
Чтобы понять, чем отличаются эти два двигателя, сначала необходимо ознакомиться с основами.
Во время цикла сгорания двигателя поршень перемещается вверх и вниз внутри цилиндра. Термины «верхняя мертвая точка» (ВМТ) и «нижняя мертвая точка» (НМТ) относятся к положению поршня в цилиндре. ВМТ — это его положение, ближайшее к клапанам, а НМТ — это его положение, наиболее удаленное от них. Ход — это когда поршень перемещается из ВМТ в НМТ или наоборот. A c сгорания r evolution или c сгорания c ycle — это полный процесс всасывания газа и воздуха в поршень, его воспламенения и удаления выхлопных газов:
Впуск: Поршень движется вниз по цилиндру, позволяя смеси закипания и воздуха попасть в камеру сгорания
Компрессия: Поршень движется обратно вверх по цилиндру; впускной клапан закрыт для сжатия газов в пределах
Сгорание: Искра от свечи зажигания воспламеняет газ
Выхлоп: Поршень поднимается вверх по цилиндру, и выпускной клапан открывается
Разница между 2-тактным и 4-тактным ходом
Разница между 2-тактным и 4-тактным двигателями заключается в том, насколько быстро происходит этот процесс цикла сгорания, в зависимости от того, сколько раз поршень перемещается вверх и вниз в течение каждого цикла.
4-тактный:
В 4-тактном двигателе поршень совершает 2-тактный ход за каждый оборот: один такт сжатия и один такт выпуска, за каждым из которых следует обратный ход. Свечи зажигания срабатывают только один раз за каждый второй оборот, а мощность вырабатывается через каждые 4 такта поршня. Эти двигатели также не требуют предварительного смешивания топлива и масла, поскольку имеют отдельный отсек для масла.
Посмотрите это короткое видео, чтобы подробнее узнать, как работает 4-тактный двигатель:
2-тактный:
В двухтактном двигателе весь цикл сгорания завершается всего одним ходом поршня: тактом сжатия, за которым следует взрыв сжатого топлива. Во время обратного хода выхлоп выпускается, и в цилиндр поступает свежая топливная смесь. Свечи зажигания срабатывают один раз за каждый оборот, а мощность вырабатывается за каждые 2 такта поршня. Двухтактные двигатели также требуют предварительного смешивания масла с топливом.
Посмотрите это короткое видео, чтобы подробнее узнать, как работает двухтактный двигатель:
За и против:
Итак, что «лучше»? Вот несколько плюсов и минусов обеих конструкций двигателей:
Что касается эффективности, 4-тактный двигатель, безусловно, выигрывает.Это связано с тем, что топливо расходуется раз в 4 такта.
Четырехтактные двигатели тяжелее; они весят на 50% больше, чем сопоставимый двухтактный двигатель.
Обычно 2-тактный двигатель создает больший крутящий момент при более высоких оборотах, в то время как 4-тактный двигатель создает более высокий крутящий момент при более низких оборотах.
4-тактный двигатель также намного тише, 2-тактный двигатель значительно громче и издает характерный пронзительный «жужжащий» звук.
Поскольку двухтактные двигатели предназначены для работы с более высокими оборотами, они также имеют тенденцию к более быстрому износу; 4-тактный двигатель обычно более долговечный.При этом двухтактные двигатели более мощные.
Двухтактные двигатели имеют гораздо более простую конструкцию, что упрощает их ремонт. У них нет клапанов, а скорее порты. В четырехтактных двигателях деталей больше, поэтому они дороже и ремонт обходится дороже.
Двухтактные двигатели требуют предварительного смешивания масла и топлива, а четырехтактные — нет.
Четырехтактные более экологически чистые; в двухтактном двигателе сгоревшее масло также выбрасывается в воздух вместе с выхлопными газами.
Двухтактные двигатели обычно используются в небольших приложениях, таких как автомобили с дистанционным управлением, инструменты для газонов, бензопилы, лодочные моторы и внедорожники. Четырехтактные двигатели используются во всем: от картингов, газонокосилок и мотоциклов, вплоть до типичного двигателя внутреннего сгорания в вашем автомобиле. Вам решать, какой движок вы предпочитаете и для чего.
В Berryman Products мы стремимся предоставлять быстрое индивидуальное обслуживание и производить продукцию, соответствующую высочайшим стандартам качества, надежности и экологической ответственности.Посетите наш веб-сайт и страницу в Facebook для получения точной информации и качественных продуктов, необходимых для решения наиболее распространенных проблем с автомобилем.
Как работает 4-тактный двигатель
Чтобы привести ваше оборудование в действие, двигатель с верхним расположением клапана выполняет повторяющийся четырехэтапный процесс, описанный ниже.
Элемент, обеспечивающий работу двигателей внутреннего сгорания
Воздух
Топливо
Сжатие
Искра
Шаг 1: Ход всасывания
Воздух и топливо попадают в небольшой двигатель через карбюратор.Работа карбюратора состоит в том, чтобы подавать смесь воздуха и топлива, которая обеспечивает правильное сгорание. Во время такта впуска открывается впускной клапан между карбюратором и камерой сгорания. Это позволяет атмосферному давлению нагнетать топливовоздушную смесь в канал цилиндра, когда поршень движется вниз.
>> Проблемы с производительностью? Узнайте, как устранить неполадки при ремонте карбюратора и очистить / обслужить карбюраторы двигателя малого объема.
Шаг 2: Ход сжатия
Сразу после того, как поршень переместится в нижнюю точку своего хода (нижняя мертвая точка), в отверстии цилиндра находится максимально возможная воздушно-топливная смесь.Впускной клапан закрывается, и поршень возвращается обратно в отверстие цилиндра. Это называется тактом сжатия процесса 4-тактного двигателя. Топливно-воздушная смесь сжимается между поршнем и головкой блока цилиндров.
Шаг 3: Рабочий ход
Когда поршень достигает вершины своего хода (верхней мертвой точки), он будет в оптимальной точке для воспламенения топлива и получения максимальной мощности для вашего внешнего силового оборудования. В катушке зажигания создается очень высокое напряжение.Свеча зажигания обеспечивает сброс этого высокого напряжения в камеру сгорания. Тепло, создаваемое искрой, воспламеняет газы, создавая быстро расширяющиеся перегретые газы, которые заставляют поршень возвращаться в отверстие цилиндра. Это называется рабочим ходом .
Шаг 4: ход выпуска
Когда поршень снова достигает нижней мертвой точки, выпускной клапан открывается. По мере того, как поршень движется обратно по каналу цилиндра, он выталкивает отработавшие газы сгорания через выпускной клапан и из систем выпуска. Когда поршень возвращается в верхнюю мертвую точку, выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, и процесс 4-тактного двигателя повторяется.
Когда-либо повторение цикла требует двух полных оборотов коленчатого вала, в то время как двигатель создает мощность только во время одного из четырех тактов. Чтобы машина продолжала работать, ей нужен маховик небольшого двигателя. Рабочий ход создает импульс, который толкает маховик за счет инерции, удерживая его и коленчатый вал во время тактов выпуска, впуска и сжатия.
Принципы работы 2-тактных и 4-тактных двигателей и их отличия
Работа четырехтактных двигателей
Почти каждый проданный сегодня автомобиль имеет 4
тактный двигатель. Так же много мотоциклов, газонокосилок, снегоуборочных машин и прочего.
механическое оборудование. Но в мире по-прежнему много двухтактных двигателей.
небольшие мотоциклы, небольшие газонокосилки, снегоочистители, снегоочистители и т. д.
Разница между типами двухтактных и четырехтактных двигателей заключается в том, сколько раз поршень
перемещается вверх и вниз в цилиндре за один цикл сгорания.Возгорание
цикл — это весь процесс всасывания, сжатия, удара и удара (всасывание топлива и воздуха в поршень, его нагнетание, воспламенение
это и выгоняя выхлоп)
Принцип работы четырехтактного двигателя
4-тактные двигатели обычно имеют гораздо большую мощность, чем 2-тактные, и имеют гораздо более сложную структуру. Вместо того, чтобы полагаться на простую механическую концепцию язычковых клапанов, 4-тактные двигатели обычно имеют клапаны в верхней части камеры сгорания.Самый простой тип имеет один впускной и один выпускной клапан. У более сложных двигателей есть два из одного и один из другого, или по два каждого из них. Таким образом, когда вы видите «16v» на значке на задней части автомобиля, это означает, что это 4-цилиндровый двигатель с 4 клапанами на цилиндр — два впускных и два выпускных — то есть 16 клапанов, или «16v». Клапаны открываются и закрываются вращающимся распределительным валом в верхней части двигателя. Распределительный вал приводится в движение либо шестернями непосредственно от кривошипа, либо, чаще, ремнем газораспределительного механизма.
На следующей анимации показан 4-тактный цикл сгорания.Когда поршень (красный) отступает на первом такте, впускной клапан (левый зеленый клапан) открывается, и топливно-воздушная смесь всасывается в камеру сгорания. Клапан закрывается, когда поршень опускается до дна. Когда поршень начинает продвигаться, он сжимает топливно-воздушную смесь. Когда свеча зажигания достигает верхней точки своего хода, воспламеняет топливно-воздушную смесь, и она горит. Расширяющиеся газы заставляют поршень опускаться во время второго хода. В конце этого хода открывается выпускной клапан (правый зеленый клапан), и когда поршень продвигается во второй раз, он вытесняет отработанные газы из выпускного отверстия.Когда поршень снова начинает отступать, цикл начинается заново, всасывая свежий заряд топливно-воздушной смеси в камеру сгорания.
Из-за природы 4-тактных двигателей вы не часто найдете одноцилиндровый 4-тактный двигатель. Они действительно существуют в некоторых мотоциклах для бездорожья, но они обладают такой динамикой, что им требуются большие балансировочные валы или противовесы на кривошипе, чтобы попытаться сделать поездку более плавной. Им также требуется немного больше времени для запуска из холодного состояния, потому что вам нужно провернуть один поршень как минимум дважды, прежде чем можно будет запустить цикл сгорания.Если поршня больше, чем один, двигатель становится намного плавнее, лучше запускается и даже близко не такой грохочущий. Это одно из преимуществ двигателей V-6 и V-8. Помимо увеличенного объема, большее количество цилиндров обычно означает более плавный двигатель, потому что он будет более сбалансированным.
Работа двухтактных двигателей
Принцип работы двухтактного двигателя
Двухтактный двигатель отличается от
4-тактный двигатель двумя основными способами. Сначала цикл сгорания завершается.
в пределах одного хода поршня, в отличие от двух ходов поршня, и, во-вторых,
смазочное масло для двигателя смешивается с бензином или топливом. В некоторых
В таких случаях, как газонокосилки, вы должны предварительно смешать масло и бензин.
вылейте себя в емкость, а затем залейте ее в топливный бак. В остальных случаях такие
как маленькие мотоциклы, велосипед имеет дополнительный масляный бак, который вы заполняете двумя
масло для хода, а затем в двигателе есть небольшой насос, который смешивает масло и бензин
вместе для вас.
Простота двухтактного двигателя заключается в пластинчатом клапане и конструкции
сам поршень. На рисунке справа показан 4-тактный поршень (слева) и
2-тактный поршень (справа). Двухтактный поршень обычно выше, чем четырехтактный.
такта, и в нем есть два прорези, вырезанные с одной стороны. Эти слоты,
в сочетании с пластинчатым клапаном — вот что заставляет двухтактный двигатель работать так, как он
делает. На следующей анимации показан двухтактный цикл сгорания. Как поршень
(красный) достигает верхней точки своего хода, свеча зажигания воспламеняет топливо-воздух-масло.
смесь.Поршень начинает отступать. При этом прорези врезаются в
поршень справа начинает совмещаться с перепускным отверстием в стенке цилиндра
(зеленый продолговатый справа). Отступающий поршень нагнетает давление в картере двигателя.
который заставляет язычковый или откидной клапан (фиолетовый на этой анимации) закрываться, и
при этом вытесняет топливно-масляную смесь, уже находящуюся в картере
через прорези поршня в байпасный порт. Это эффективно направляет
перемешивает сторону цилиндра и впрыскивает его в камеру сгорания
над поршнем, заставляя выхлопные газы выходить через зеленый выхлоп
порт слева.Как только поршень снова начинает двигаться, он генерирует
вакуум в картере. Тростниковый или откидной клапан всасывается и свежий
Заряд топливовоздушной смеси засасывается в картер двигателя. Когда поршень
достигает максимума своего хода, свеча зажигания воспламеняет смесь, и цикл
начинается снова.
Для того же объема цилиндра 2
Тактные двигатели обычно более мощные, чем 4-тактные версии. Обратная сторона
загрязняющие вещества в выхлопных газах; поскольку масло смешивается с бензином, каждые 2
тактный двигатель выталкивает сгоревшее масло вместе с выхлопом.Масла для 2-тактных двигателей обычно
предназначены для сжигания чище, чем их 4-тактные аналоги, но, тем не менее,
2-тактный двигатель может быть дымным зверьком. Если, как и я, вы выросли где-нибудь в
Европа, где скутеры были в моде для подростков, тогда просто запах 2
такт выхлопа может вызвать теплые воспоминания. Другой недостаток 2-х тактного
двигателей в том, что они более шумные по сравнению с 4-х тактными двигателями. Обычно
шум описывается как «гудящий».
Двухтактный двигатель — Energy Education
Рисунок 1.2-тактный двигатель внутреннего сгорания [1]
Как следует из названия, двухтактный двигатель требует только двух движений поршня (одного цикла) для выработки мощности. [2] Двигатель может вырабатывать мощность после одного цикла, потому что выхлоп и всасывание газа происходят одновременно, [3] , как показано на рисунке 1. Имеется клапан для такта впуска, который открывается и закрывается из-за к изменению давления. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход.
В целом двухтактный двигатель состоит из двух процессов:
Ход сжатия: Впускное отверстие открывается, топливовоздушная смесь поступает в камеру, и поршень перемещается вверх, сжимая эту смесь. Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий такт.
Рабочий ход: Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло отводится.
Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля.Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топливной (химической) энергии в механическую энергию, из которой только 15% будет использоваться для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). [4]
По сравнению с четырехтактными двигателями, двухтактные двигатели легче, эффективнее, позволяют использовать топливо более низкого качества и более экономичны. [2] Следовательно, более легкие двигатели приводят к более высокому удельному весу (больше мощности при меньшем весе).Однако им не хватает маневренности, характерной для четырехтактных двигателей, и они требуют большей смазки. Это делает двухтактные двигатели идеальными для кораблей (для перевозки большого количества грузов) [2] , мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактные двигатели идеально подходят для автомобилей, таких как легковые и грузовые автомобили.
Цикл Отто
Рисунок 2. Реальный цикл отто для двухтактного двигателя. [5] Рисунок 3. Идеальный цикл отто для бензинового двигателя. [6]
Диаграмма давление-объем (PV-диаграмма), которая моделирует изменения давления и объема топливно-воздушной смеси в любом бензиновом двигателе, называется циклом Отто. Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для перемещения транспортного средства или машины (поэтому это тип теплового двигателя). Цикл Отто можно увидеть на Рисунке 2 (реальный цикл Отто) и Рисунке 3 (идеальный цикл Отто). Компонент в любом двигателе, который использует этот цикл, будет иметь поршень для изменения объема и давления топливно-воздушной смеси (как показано на рисунке 1). Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, объясняется ниже) и электрического наддува при запуске двигателя.
Ниже описано, что происходит на каждом этапе фотоэлектрической диаграммы, когда сгорание рабочего тела — бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества, изменяет движение поршня:
Зеленая линия идеального цикла: Называется фазой всасывания , двухтактный двигатель не проходит через эту фазу. Это связано с тем, что четырехтактные двигатели начинаются с поднятого поршня, поэтому его необходимо опускать для всасывания топливно-воздушной смеси. Однако двухтактный двигатель может сразу приступить к впуску топливно-воздушной смеси, как показано в процессах 1-2.
Процессы с 1 по 2: Во время этой фазы впускное отверстие открывается, и поршень поднимается вверх, чтобы сжимать топливно-воздушную смесь, попавшую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмен не происходит. С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, это происходит, когда свеча зажигания встречает топливо, которое должно воспламениться.
Процессы 2–3: Здесь происходит возгорание из-за воспламенения топлива свечой зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, что приводит к образованию камеры с высоким давлением и большим количеством тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорическим процессом.
Процессы с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для работы с поршнем, которая толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры. Это также известно как силовой сток , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение, приводящее в действие машину или транспортное средство.
Фиолетовая линия (процесс с 4 по 1): В процессе с 4 по 1 все отходящее тепло отводится из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. [7] Однако в двухтактном двигателе фаза выхлопа отсутствует, поэтому цикл начинается (с 1 по 2) снова, позволяя сжимать новую смесь топлива и воздуха.
↑ 2,0 2,1 2,2 Э. Алтурки, «Сравнение и применение четырехтактных и двухтактных судовых двигателей», Международный журнал инженерных исследований и приложений, вып. 07, нет.04, с. 49-56, 2017.
↑ С. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Nova Science Publishers, 2007.
↑ Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: W.W. Norton & Company, 2012, стр. 106.
↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Современные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press — это отпечаток Elsevier, 2014, стр.266.
2-тактный / 4-тактный — мотоцикл
В чем разница между 2-тактными и 4-тактными двигателями?
Топливо для двухтактного двигателя содержит небольшое количество масла. Это называется «2-тактным», потому что всего одно движение поршня вверх и вниз — 2 хода — выполняет полный цикл впуска, сжатия, сгорания и выпуска. Впускные или выпускные клапаны не используются, а вместо этого используются небольшие отверстия, называемые продувочными портами в стенке цилиндра, для втягивания воздуха и удаления выхлопных газов. Поскольку сгорание происходит при каждом обороте коленчатого вала в 2-тактном двигателе, этот формат обеспечивает большую мощность, чем 4-тактный двигатель, и мощность имеет более мгновенную подачу. Это некоторые причины, по которым двухтактные двигатели давно используются на многих различных типах мотоциклов. Однако озабоченность по поводу более экологичных характеристик возросла, и теперь 4-тактные двигатели стали нормой, потому что они по своей природе имеют лучшую экономию топлива и меньше дыма выхлопных газов. По состоянию на 2019 год только двухтактные мотоциклы Yamaha выпускаются для соревнований по закрытому маршруту, а некоторые модели предназначены для экспорта.Тем не менее, двухтактные продукты Yamaha имеют простую, легкую конструкцию и сравнительно легкие в обслуживании, а их высокая надежность делает их популярными во многих регионах. Сегодня двухтактные снегоходы Yamaha используются для передвижения по ледяной и холодной окружающей среде России, а наши двухтактные подвесные моторы широко используются в Африке для рыбной ловли. И многие энтузиасты мотоциклов продолжают любить двухтактные двигатели за их резкое и захватывающее ощущение ускорения. Что касается 4-тактных двигателей, они работают на бензине без подмешивания масла, а поршень поднимается и опускается два раза за каждый цикл сгорания, поэтому он называется «4-тактный».Однако для 4-тактных двигателей требуются клапаны для впуска и выпуска, которые должны работать с высокой точностью, что делает этот тип двигателя более сложным, тяжелым и имеет другие недостатки. Но они обеспечивают стабильную подачу мощности, хорошую топливную эффективность, более чистые выбросы и многое другое. Вот почему почти все двухколесные автомобили, от больших мотоциклов до маленьких скутеров, используют четырехтактные двигатели.
Различные части 4-тактного двигателя
4-тактный двигатель — это тип небольшого двигателя внутреннего сгорания, в котором для завершения одного рабочего цикла используются четыре различных хода поршня.Во время этого цикла коленчатый вал дважды поворачивается, а поршень дважды поднимается и опускается, чтобы запустить свечу зажигания.
Перечень деталей 4-тактного двигателя
Части 4-тактного двигателя малого объема включают:
Поршень
Коленчатый вал
Распредвал
Свеча зажигания
Цилиндр
Клапаны
Карбюратор
Маховик
Шатун
Топливные форсунки
Циклы 4-тактного двигателя
Вот детали и функции 4-тактного дизельного двигателя.
1. Ход всасывания
Малые двигатели получают топливо и воздух через карбюратор. Затем карбюратор объединяет топливо и воздух для сгорания. Во время такта впуска впускной клапан между камерой сгорания и карбюратором открывается, что позволяет атмосферному давлению выталкивать топливно-воздушную смесь в цилиндр, когда поршень движется вниз.
2. Ход сжатия
Впускной и выпускной клапаны закрыты в такте сжатия. По мере того, как поршень движется вверх, он сжимает топливно-воздушную смесь.Сжатие облегчает воспламенение свечой зажигания топливно-воздушной смеси в рабочем такте.
3. Рабочий ход
Когда поршень достигает вершины, он находится в оптимальной точке для воспламенения топлива. Свеча зажигания создает высокое напряжение, необходимое для зажигания. Тепло, создаваемое искрой, воспламеняет газ, который затем заставляет поршень вернуться в цилиндр.
4. Ход выхлопа
Когда поршень достигает дна, открывается выпускной клапан.Когда поршень движется обратно вверх, он вытесняет выхлопные газы из цилиндра. Как только поршень достигает вершины, выпускной клапан снова закрывается. Впускной клапан снова открывается, и 4-тактный процесс повторяется.
Свяжитесь с Prime Source Parts and Equipment сегодня
В Prime Source Parts and Equipment мы предлагаем решения по поддержке продукции и стремимся помочь нашим клиентам найти именно те детали, которые нужны. Благодаря нашей обширной сети поставщиков у нас есть беспрецедентный доступ к лучшим запасным частям.
Если вам нужны мелкие детали для двигателей или услуги, свяжитесь с нами сегодня. Наши опытные сотрудники и технические специалисты помогут вам точно определить, какие решения лучше всего подходят для ваших нужд.
Stroke Engine — обзор
Масла для двухтактных двигателей
Двухтактные двигатели в основном используются в небольших мотоциклах и лодках (подвесные двигатели), особенно когда желательны высокая удельная мощность, малый вес и низкая цена, так как в случае мопедов, скутеров, ходунков, снегоуборочных машин, гидроциклов, цепных пил и бензинового садового оборудования, такого как кусторезы, воздуходувки и культиваторы почвы.Почти все двухтактные двигатели используют TLL. Часто эти моторы не подвергаются такому широкому диапазону рабочих температур, как автомобили, поэтому эти масла могут быть маслами с одной вязкостью. В небольших двухтактных двигателях масло предварительно смешивается с бензином, часто в богатом соотношении бензин: масло (обычно 40: 1), и сжигается при использовании вместе с бензином. Более крупные двухтактные двигатели, используемые на лодках и мотоциклах, будут иметь более экономичную систему впрыска масла, чем масло, предварительно смешанное с бензином. В большинстве простых двухтактных двигателей двигатель дышит через классические карбюраторы.В отличие от четырехтактных двигателей свежая топливно-воздушная смесь в классическом двухтактном двигателе продувает цилиндр после сгорания. Это приводит к истощению около 30% свежей смеси в виде несгоревшего масляного тумана. Наряду с частичным сгоранием масла двухтактные двигатели производят высокие выбросы и вызывают сильный запах, дым и шумовое загрязнение.
Составы масла для двухтактных двигателей состоят на 85–90% из базовых масел, примерно на 1–5% растворителя, а остальная часть состоит из присадок. В то время как масла для четырехтактных двигателей в значительной степени основаны на полиолефине и масле гидрокрекинга, в двухтактных двигателях используются все обычные базовые масла.Смазочные материалы для двухтактных бензиновых двигателей обычно состоят из минерального масла или синтетической базовой жидкости, эксплуатационных присадок и растворителя (обычно относительно низкокипящего нефтяного дистиллята) для улучшения смешиваемости бензина и смазочного материала. Смазочные материалы для двухтактных двигателей более высокого качества часто содержат различные синтетические эфиры или полиизобутилен, и это особенно характерно для биоразлагаемых масел, которые были специально разработаны для морских подвесных двигателей. Использование биоразлагаемых смазочных материалов на основе синтетических эфиров сочетает высочайшие технические характеристики с улучшенной экологической совместимостью.Малодымные двухтактные масла содержат значительное количество (от 10 до 50%) полибутенов. Присадки в масла для двухтактных двигателей (присадки DD и AW, антиоксиданты, ингибиторы ржавчины и коррозии, пеногасители, присадки, улучшающие текучесть) соответствуют требованиям двигателя. Для двухтактных масел для подвесных двигателей требуются беззолообразующие присадки.
После обнаружения углеводородных соединений в отложениях Боденского озера (Боденское озеро) в 1980-х годах в двухтактных подвесных моторах в соседних странах (Швейцарии, Германии и Австрии) требовалось использовать биоразлагаемые масла.Сначала использовались растительные масла на основе RSO. Швейцарское правительство ввело запрет на использование двухтактных двигателей мощностью более 10 л.с. на Боденском озере.
Современные двухтактные двигатели требуют качественных масел для надежной работы и длительного срока службы. Основные критерии качества масел для двухтактных двигателей приведены в Таблице 12.9. ISO классифицирует масла для двухтактных двигателей по трем категориям: ISO-L-EGB, -EGC и -EGD, используя в качестве критериев испытаний смазывающую способность, дымность, отложения выхлопных газов, моющее действие и чистоту поршней.Категории характеристик для двухтактных масел для подвесных двигателей были в первую очередь разработаны Американской национальной ассоциацией производителей морского оборудования (NMMA) и изложены в «сертификации NMMA для смазочных материалов для двухтактных бензиновых двигателей» NMMA TCW-3. Благодаря своей базовой конструкции малые бензиновые двигатели показывают высокие выбросы углеводородов, намного превышающие выбросы четырехтактных двигателей. Эти сравнительно высокие уровни выбросов вызывают растущую обеспокоенность общественности, поскольку углеводороды не разлагаются быстро.Усиление воздействия экологического законодательства также влияет на масла для двухтактных двигателей, особенно масла для подвесных двигателей. Экологически оптимизированные масла часто имеют разные региональные классификации в соответствии с местным экологическим законодательством (см. Стандарты ЕС, Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и канадские правила). Следовательно, их биоразлагаемость зависит от различных минимальных требований. На международном уровне Международный совет ассоциаций морской индустрии (ICOMIA) определил согласованные требования.В 1997 г. был принят стандарт ICOMIA 27–97 для экологически безопасных масел для подвесных двигателей [63]. Эти масла основаны на полностью синтетических компонентах с базовыми маслами, которые обладают очень низкой токсичностью для водорослей, дафний и рыб и быстрой биоразлагаемостью. Благодаря использованию сложных эфиров соответствующего высокого качества, эти продукты являются лучшими маслами для двухтактных двигателей и даже могут использоваться для смазки бензопил. Использование смазок на основе сложных эфиров сочетает в себе высочайшие технические характеристики с улучшенной экологической совместимостью.
Таблица 12.9. Критерии качества масел для двухтактных двигателей
•
Смазывающие и противоизносные свойства
•
Функция очистки (моющие / диспергирующие свойства)
• 9
•
Avo390 отложений в выхлопной системе
•
Низкая дымность
•
Чистота свечей зажигания и предотвращение преждевременного зажигания
•
Хорошая смешиваемость топлива даже при низких температурах
Защита от коррозии
•
Хорошая текучесть
После исх.[54].
Директивы ЕС 97/68 / EC [64] и 2002/88 / EC [65] регулируют экологические и эксплуатационные требования для двигателей малой внедорожной мобильной техники, оснащенных двигателем внутреннего сгорания, например, двухтактных двигателей и транспортных средств для отдыха, включая снегоходы. и ходунки [66]. EPA ограничило выбросы от внедорожных больших двигателей с искровым зажиганием, таких как те, которые используются в вилочных погрузчиках, наземном оборудовании аэропортов и двигателях для отдыха (морских и наземных) с 7 января 2003 г. [67,68].
Долгое время считалось, что двухтактные смазочные материалы на основе минеральных масел являются ярким примером продукта, нуждающегося в замене, особенно в судостроении. Согласно NMMA, новые правила EPA со строгими стандартами выбросов для двухтактных двигателей [69] не могут выполняться этими двигателями и означают конец этого традиционного типа карбюраторных двигателей.
Базовые компоненты на основе разветвленных синтетических сложных эфиров полиолов могут использоваться в рецептурах биоразлагаемых двухтактных масел вместе с выбранными присадками к смазочным материалам [6].Некоторые другие типы сложных эфиров также используются в качестве базовых масел для смазочных материалов для двухтактных бензиновых двигателей с воздушным охлаждением. В патенте США № 5912214, выданном Henkel Corp., описаны базовые компоненты на основе сложного эфира для бездымных и не содержащих растворителей двухтактных бензиновых смазочных композиций с превосходной смешиваемостью с бензином и индексом дымности не менее 75 (тест JASO M 342–92) [70]. Базовые компоненты сложных эфиров состоят из смеси сложных эфиров или сложных эфиров (таких как линейные олигоэфиры и сложные эфиры полиолов). Примерами являются тристеарат ТМП и сложные полиэфиры, состоящие из глицерин-адипиновой кислоты-нонановой кислоты / октанола (мольное соотношение 1/2/1/2).Некоторые из этих базовых масел также являются биоразлагаемыми, как определено в соответствии со стандартным методом испытаний Координационного Совета Европейского Союза CEC L-33-A-93 (Биоразлагаемость масел для бензиновых двигателей для двухтактных двигателей в воде).
Масло для двухтактных двигателей на основе растительного масла реализуется Agro Management Group, Inc. (Колорадо-Спрингс, Колорадо). Компания Green Earth Technologies, Inc. (GET; Стэмфорд, Коннектикут) разработала полностью биоразлагаемое (зеленое) моторное масло G-Oil ™ 2-Cycle Oil на основе твердого жира с превосходными характеристиками с точки зрения четырех квалификаторов масла: VI , сульфатная зола, температура вспышки и полипропилен (Таблица 12.10) [59]. Особенно низкое содержание золы, что обеспечивает низкое содержание твердых частиц в выхлопе. Чтобы масло G-Oil ™ 2-Cycle Oil соответствовало требованиям API TC или превышало их, необходимо лишь ограниченное количество имеющихся в продаже присадок.
Таблица 12.10. Сравнение моторных масел
Моторное масло
Квалификационные параметры
VI
Зола a
Температура вспышки (° C)
PP (° C)
G15 Масло ™ 2-тактное масло
147
& lt; 1
128
— 42
Галф Прайд
130
& lt; 10
63
— 39
Mobile One
154
150
110
— 42
Кокосовое масло, широко доступное в южных штатах Индии, широко используется в качестве масло для двухтактных двигателей (масло 2 т), выпускаемое авторикшами, но вызывает повышенный износ двигателя.Трибологические свойства кокосового масла оценивались с помощью тестера с четырьмя шарами и испытательного стенда для проверки износа двухтактных двигателей [71]. Добавление присадки AW / EP приводит к значительному снижению износа кокосового масла в качестве масла 2Т.
В прошлом масло жожоба оценивалось как (дорогостоящее) масло для двухтактных двигателей, но, вероятно, без учета его коммерческого применения [72]. Составы масла жожоба с коммерческими смазочными материалами показали хорошую смешиваемость с бензином, сопоставимую тенденцию к задирам и образованию отложений и улучшенные характеристики износа.
Смазка, смешанная с метиловым эфиром пальмового масла (PME), в двухтактном двигателе PME действует как присадка к смазочному маслу [73,74]. Смазочное масло на минеральной основе демонстрирует лучшие характеристики с точки зрения трения по сравнению со смазочным маслом на основе пальмового масла, но последнее превосходит его с точки зрения износостойкости [75].
Последние достижения в технологии двухтактных двигателей позволили значительно снизить выбросы и повысить топливную экономичность.
Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы
Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?
С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.
Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.
История развития рынка водородных двигателей
Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.
Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.
В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.
В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.
Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].
Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.
В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.
В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.
Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.
Toyota Mirai 2016 года выпуска
Как работает водородный двигатель?
На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.
Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.
Схема работы водородного двигателя
По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.
Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai
Где применяют водородное топливо?
В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.
Плюсы водородного двигателя
Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
Бесшумная работа двигателя;
Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.
Минусы водородного двигателя
Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.
Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв. Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили
Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.
Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.
Водородный транспорт в России
В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.
В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.
Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.
Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».
В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.
Перспективы технологии
Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.
Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.
С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.
Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.
Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.
Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].
Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:
Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.
Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.
Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.
что мешает продвижению автомобилей на легком газе :: Свое дело :: РБК
Прощание с бензином
У водородных двигателей долгая и непростая история: еще в 1979 году BMW выпустила первый автомобиль, работающий на этом газе. Однако нефтяные кризисы 1970-х, заставившие задуматься о разработке такого автомобиля, миновали, и вплоть до 2000-х автогиганты положили идею под сукно. Все изменилось в новом веке, когда нефть снова стала дорожать, а правительства задумались о снижении выбросов в атмосферу углекислого газа. Экологичность — один из главных плюсов водородных двигателей, ведь единственный побочный продукт их работы — обычная вода. Ни углекислого газа, ни соединений свинца.
Читайте на РБК Pro
В 2007 году BMW выпустила партию из ста автомобилей Hydrogen 7, способных работать как на бензине, так и на водороде, сопроводив это событие масштабной рекламной кампанией: за рулем таких авто появлялись голливудские звезды Брэд Питт, Анджелина Джоли, Ричард Гир, Шарон Стоун. Однако сотней машин дело и ограничилось: их технические характеристики оставляли желать лучшего. Компания выбрала тупиковый путь: гибридная модель сжигала водород в камере сгорания, и газового баллона в 8 кг хватало всего на 200–250 км. А стоил автомобиль на уровне топовых моделей концерна.
Фото: Paul Sancya / AP
Другие компании извлекли из эксперимента BMW урок. Сейчас уже три фирмы серийно выпускают легковые автомобили на водородных топливных ячейках, использующих топливо более эффективно: в результате электрохимической реакции они вырабатывают энергию, которая подается на электрический двигатель. Первой работающей по такой схеме была машина Hyundai ix35 Fuel Cell, поступившая в автосалоны в начале 2013 года. Годом позже в Японии стартовали продажи Toyota Mirai, а в 2015–2016 годах на японский и американский рынки вышла Honda Clarity. Еще полтора десятка компаний в последние годы объявили о скором выпуске или по крайней мере о начале разработки таких автомобилей. Совершенствование технологий позволило существенно удешевить производство: цена Hyundai ix35 Fuel Cell составляет около $53 тыс., Toyota Mirai — $57 тыс., Honda Clarity — $59 тыс.
Тем не менее цены кажутся высокими по сравнению с обычными машинами: так, Hyundai ix35 с обычным двигателем стоит от $10 тыс. до 35 тыс. Да и сам водород пока обходится дороже бензина. Но инновационные автомобили не только чище, но и потенциально выгоднее. Согласно подсчетам бывшего главного исследователя по вопросам альтернативной энергии Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) Стива Хенча использовать водород в качестве энергоносителя намного выгоднее, чем обычный бензин. Энергоемкость одного галлона (4,54 л) бензина и 1 кг водорода, эквивалентного ему по объему, почти одинакова: 130 против 130–140 мДж. Галлон бензина в США стоит около $2,90, 1 кг водорода обойдется дороже — в $8,6. Однако если учесть, что термодинамическая эффективность бензина составляет 20–25%, а водорода — 60% и более, получится, что топливные ячейки в 2,5–3 раза эффективнее двигателя внутреннего сгорания. А значит, на том же объеме топлива водородные автомобили смогут проехать в 2,5–3 раза дольше.
Высокая энергия
В России компании также проявляют интерес к водородным технологиям. В 2006 году «Норильский никель» приобрел контрольный пакет акций американского пионера водородной энергетики Plug Power. Однако кризис 2008–2009 годов вынудил «Норникель» продать бумаги.
В 2014 году в России появился производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компании удалось найти свою нишу: она поставляет аккумуляторные системы для дронов, в том числе военных. Топливными элементами AT Energy были, например, оснащены дроны компании «АФМ-Серверс», снимавшие с воздуха Олимпиаду-2014 в Сочи. «Оснащение дронов водородными элементами дает большой выигрыш по длительности полета, кроме того, они перестают зависеть от температуры воздуха», — говорит основатель компании Данила Шапошников.
В июне 2017 года AT Energy подписала стратегическое соглашение с АО «Линде Газ Рус», дочерней компанией производителя промышленных газов Linde Group. Партнеры будут поставлять владельцам беспилотных аппаратов баллоны с водородом производства Linde. Это поможет решить важнейшую проблему водородной энергетики для беспилотников — заправочной инфраструктуры.
Легок на помине
Ажиотаж по поводу самого легкого в природе газа, стартовавший в начале 2000-х, был подхвачен политиками. В 2004 году губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер рисовал картины «водородных шоссе», которыми будет опоясан его штат всего через шесть лет. Ничего такого, конечно, не произошло. «Автомобильная отрасль консервативна: все новые технологии дорогие, требуют оптимизации моделей по массе и габаритам, испытаний на ресурс», — говорит гендиректор AT Energy Данила Шапошников.
Сказалась и экономическая ситуация. «В глобальном контексте замедление развития водородной энергетики связано с тем, что выбор технологий снижения выбросов в энергетике, транспорте, горнодобывающей промышленности и ЖКХ определяется экономической выгодой, — говорит советник по возобновляемой энергии в MoJo Energy Говард Рамсден, в 2000-х принимавший участие в разработке законодательства Европейского союза в области электроэнергетики. — Если финансовые механизмы стимулирования выбора низкоуглеродных технологий не являются существенными для стимулирования потребителя, то он либо не будет менять своих привычек, либо будет делать это очень вяло. Водородные технологии оказались слишком дороги для производителей в условиях двух глобальных экономических кризисов, где война за покупателя была жесткой».
Проблемы вызваны не только экономической конъюнктурой. Первому элементу таблицы Менделеева то и дело достается от глав технологических компаний. Так, владелец Tesla Илон Маск неоднократно называл топливные ячейки «ошеломляюще тупой технологией», противопоставляя их электрическим аккумуляторам, на которые сделала ставку его компания. Основная претензия заключается в том, что в качестве средства хранения энергии ячейки уступают аккумуляторам, поскольку преобразование химической энергии в электрическую внутри топливного элемента ведет к неизбежным потерям.
Илон Маск
(Фото: Marcio Jose Sanchez / AP)
Другие критики отмечают, что водородные автомобили по умолчанию небезопасны. Водород невидим, легко воспламеняется и не имеет запаха, а значит о его утечке водитель не догадается вплоть до взрыва. Правда, и Toyota и Honda специально отмечают, что в их моделях водород хранится в герметичных и ударопрочных контейнерах из углеволокна. И все-таки никакое углеволокно не выдержит сильного удара при ДТП.
И даже подсчеты экономических выгод водорода могут быть обманчивы. «Главная проблема — высокая стоимость производства самих топливных элементов, так как водородные батареи содержат платину, один из самых дорогих металлов в мире, — напоминает Кристиан Цбинден. — Многие заблуждаются, считая водородную энергетику спасением от глобального изменения климата. На самом деле энергия из водорода — это плацебо, поскольку при производстве подобных батарей используется непропорционально большое количество электроэнергии. Поэтому «зелеными» данные технологии назвать нельзя». Самый распространенный в наши дни процесс получения водорода — паровой риформинг метана. Он требует использования углеводородов. Правда, теоретически его можно заменить электролизом воды, энергию для которого будут давать, например, солнечные батареи.
Кроме того, под водородные двигатели нужно строить специальные сети заправок. «Вопрос не столько в разработках производителей двигателей, сколько в подготовке и развитии необходимой инфраструктуры, — считает Никита Игумнов, финансовый эксперт, ранее работавший в инвестпроектах Газпромбанка, в органах управления и контроля МОЭСК и «Мосэнергосбыта». — При реализации данного направления возникнет ряд проблем, требующих решения. Среди них — высокая стоимость производства, хранения и транспортировки топлива, а также необходимость масштабного развития необходимой инфраструктуры: заправки, терминалы хранения, производственные мощности. Все эти вопросы требуют масштабных инвестиций».
Нишевой элемент
И все-таки будет ошибочным считать водородную энергетику тупиковым направлением. «Например, она давно применяется в ракетостроении, но СМИ редко об этом пишут», — отмечает Шапошников. Пока автомобили на топливных элементах делают первые шаги, их меньшие братья — автопогрузчики уже вовсю переходят на самый легкий газ. В июле Walmart приобрела 55 млн акций одного из пионеров водородной энергетики — компании Plug Power, объявив о планах оснастить 30 своих центров дистрибуции водородными автозаправками, где смогут заряжаться погрузчики компании (сейчас такими заправками оснащены 22 американских магазина Walmart). В апреле этого года Amazon.com купила более 50 млн акций Plug Power, параллельно начав оснащать водородными заправками свои склады.
Компании-конкуренты считают, что водород поможет их центрам быть более эффективными. «Складская техника — это ниша, в которой водородные топливные ячейки уже прочно закрепились, — говорит Данила Шапошников. — Электрические аккумуляторы погрузчиков быстро садятся и подолгу заряжаются. Возникают большие паузы в работе. Кроме того, батареи имеют короткий срок службы. А техника на водороде надежна, неприхотлива и, кроме того, экологична — такие погрузчики могут работать в закрытых помещениях».
То, что силовые установки, работающие на водороде, практически бесшумны, делает их привлекательными для производства военной техники. Уже сейчас такими установками оснащают, например, подводные лодки. Водород служит и для нужд домохозяйств: энергетические станции мощностью от 1 до 5 кВт могут вырабатывать электроэнергию в режиме когенерации, попутно давая тепло для системы отопления и нагрева воды.
В Японии такие автономные системы получили широкое признание после аварии на «Фукусиме», когда ядерная энергетика стала восприниматься как нечто страшное. Агентство по природным ресурсам и энергетике Японии рассматривает развитие водородной промышленности как один из приоритетов, рассчитывая за три года довести число используемых домохозяйствами водородных электрогенераторов до 1,4 млн. Кроме того, правительство мотивирует промышленные компании использовать водород в качестве источника электроэнергии на заводах и фабриках. А организаторы летних Олимпийских игр 2020 года в Токио собираются превратить их в демонстрацию возможностей водородных двигателей.
Среди ниш, где водород находит себе применение уже сегодня, — стационарное резервное питание. «Топливные ячейки требуют мало обслуживания: поставил — забыл, — говорит Шапошников. — Когда напряжение в сети падает до нуля, они включаются. Небольшой баллон с газом, установленный, например, на сотовой вышке, даст ей энергии на сутки, пока ремонтная бригада устраняет проблему. Другая ниша — автономное энергоснабжение удаленных пунктов: можно раз в год наполнять газгольдер, обеспечивая электричеством и теплом небольшой поселок полярников где-нибудь в Арктике». Это решение подойдет для многих труднодоступных уголков страны.
Водородная энергетика будет развиваться даже при отсутствии прорыва в автомобильной отрасли, говорят эксперты. Согласно прогнозу Markets&Markets объем мирового производства водорода, который сейчас составляет $115 млрд, к 2022 году вырастет до $154 млрд. Но и в автомобильной промышленности этот элемент рано списывать со счетов. Да, водород высокого давления требует строительства сотен заправочных станций. Но есть более дешевая альтернатива, которую сейчас разрабатывает сразу несколько компаний, в частности один из лидеров по производству топливных ячеек — канадская Ballard Power, делающая пилотный проект для китайского Министерства транспорта. Жидкий химический состав можно будет заливать в обычные бензохранилища, которыми оснащены АЗС, и заправлять им машину как бензином. В специальном реакторе из жидкости будет выделяться газообразный водород, поступающий в топливную ячейку. Голубая мечта Шварценеггера не столь уж и несбыточна.
Toyota собирается расширять производство автомобилей с водородным двигателем | Новости из Германии о событиях в мире | DW
Японский автопроизводитель Toyota собирается расширить выпуск машин с водородным двигателем. В компании полагают, что в перспективе оснащать такими моторами можно будет не только автомобили класса люкс, но и компактные модели. Об этом сообщил немецкой газете Welt am Sonntag пресс-секретарь концерна Toyota Хисаши Накаи. Материал будет опубликован в воскресенье, 24 марта.
В то же время при попытке найти замену классическому двигателю, сжигающему бензин или дизельное топливо, немецкие автопроизводители VW, BMW и Daimler договорились сконцентрироваться на создании электромобилей.
«В ближайшем будущем это будет лучшей и самой эффективной возможностью снизить выбросы в атмосферу углекислого газа», — прокомментировал этот решение глава концерна VW Герберт Дис (Herbert Diess).
Преимущества водородного двигателя
Однако японцы решили пойти иным путем и сделать ставку на термоэлектрический генератор, самым распространенным видом которого является водородный двигатель.
«Мы относимся с пониманием к тому, что кто-то, возможно, хочет сконцентрироваться только на одной технологии», — отметил представитель концерна Хисаши Накаи. — Однако считаем, что нам нужно и то, и другое — электробатарея и термоэлектрический генератор».
Главные преимущества водородного двигателя состоят в том, что он работает бесшумно и не производит вредных выбросов в атмосферу. Автомобиль Toyota Mirai, уже продающийся и в России, стал первой в мире автомоделью с водородным двигателем в серийном производстве. Сегодня автомобили с водородными двигателями выпускают и другие производители, такие как Hyundai.
Принцип работы водородного двигателя
Принцип работы водородного двигателя состоит в следующем. Углеродные топливные баки автомобиля заправляются сжатым водородом. Потом через передний воздухозаборник поступает необходимый для работы двигателя воздух.
В результате химической реакции при взаимодействии водорода и кислорода из поступившего воздуха вырабатывается электроэнергия. При нажатии на педаль газа образовавшееся в результате реакции электричество приводит в действие электромотор, и автомобиль начинает движение.
Единственный побочный продукт этого процесса — вода, которая не наносит вреда окружающей среде, указывается на сайте японского автопроизводителя.
Компактные автомобили с водородным двигателем
До сих пор водородный двигатель не смог найти широкого применения в автостроении. Тем не менее специалисты Toyota полагают, что по мере проникновения таких машин на рынок их производственные расходы сократятся на столько, что автомобили с водородным двигателем станут рентабельными не только в среднем и премиум-классе и среди компактных автомобилей.
«Даже если на это потребуется время, в перспективе будут производиться и компактные автомобили с термоэлектрическими генераторами», — подчеркнул Накаи.
______________
Подписывайтесь на новости DW в | Twitter | Youtube | или установите приложение DW для | iOS | Android
Смотрите также:
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Скромная доля электромобилей на рынке Германии
Почти 17 200 электромобилей было продано в Германии в первом полугодии 2018 года — и еще 16 700 машин с гибридным приводом. Это хотя и означает рост по сравнению с аналогичным периодом прошлого года на 51%, но в сравнении с продажами новых бензиновых и дизельных машин составляет лишь 1,8%. Ничтожно мало — по сравнению с почти 40% в Норвегии, являющейся мировым лидером по этому показателю.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Отставание по электромобильности
Причин отставания две. Немецкий автопром слишком долго не верил в приход новой эры электромобильности, делая ставку на двигатели внутреннего сгорания, в производстве которых немцы были в числе мировых лидеров. В итоге, многие электромобили сегодня существуют в основном на бумаге (см. фото). Другая причина — предоставление властями льгот покупателям электромобилей началось в ФРГ лишь недавно.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Перелом с сентября 2018 года?
Но сентябрь 2018 года может стать поворотным моментом. Прежде всего благодаря презентации электрического внедорожника e-tron. Это первая модель Audi, работающая полностью на электромоторе — и, как признают в самой компании-производителе, ее первая «вызревшая» серийная модель электромобиля. Поставки первым покупателям начнутся уже в конце 2018 года, а зарезервировать машину можно уже сейчас.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
E-tron на троне?
Презентация Audi e-tron состоялась 17 сентября в США, что можно истолковать как готовность потягаться силами с мировым лидером в производстве элитных электромобилей, американской компанией Tesla. Так, e-tron будет иметь запас хода в 400 км, что сравнимо с Model 3 от Tesla.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Volkswagen пока не впечатляет
У электромобилей других марок, которые, как и Audi, принадлежат концерну Volkswagen, цифры менее впечатляющие. Так, под брендом Volkswagen концерн сейчас продает клиентам только 2 электрические модели — E-Golf (с начала 2014 года) и E-Up (с конца 2013). Технические характеристики таковы: запас хода у E-Golf — 300 км (и это по старым, менее экологичным нормам), у E-Up — 160 км.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Будущее называется I.D.
В этом году премьер электромобилей от VW не ожидается. Концерн сейчас перестраивает свой завод в немецком Цвикау, где в 2019 году начнется производство совершенно новой линейки электромобилей под общим брендом I.D. Среди прочего — и изображенного на фото микроавтобуса I.D. Buzz.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Другое будущее под названием EQC
Пытаются наверстать упущенное и в концерне Daimler. Сайт автопроизводителя, оттенив прошлые эксперименты с электромобильностью, уже вовсю рекламирует новую линейку электромобилей марки Mercedes — EQC. Но в серию первая машина EQC — внедорожник — выйдет в середине 2019 года. Следом за внедорожником компания обещает полную линейку на новой технологии, от компакт-класса до премиум-сегмента.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Smart только электрический
А вот принадлежащая Daimler марка Smart будет полностью переориентирована на электромобильность. С 2020 года машины Smart будут продаваться во всей Западной Европе только с электрическим двигателем. А в США, Канаде и Норвегии от бензиновых Smart отказались еще 2017 году.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
BMW удивит в 2020 году
BMW уделяла внимание электромобильности больше других немецких автопроизводителей — так что уже имеет в активе две серийные модели машин с электрическими двигателями: i3 (на фото) и i8. Но с запасом хода в 200 км (i3) и у баварских автопроизводителей есть куда расти — поэтому с 2020 года BMW обещает вывести на рынок новые серийные модели электромобилей.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Porsche нужно еще время
Миллиарды евро инвестирует сейчас в разработки и другая дочерняя фирма Volkswagen — Porsche. Полностью электрическая модель этого бренда ожидается в 2020 году. Предварительное название модели — Taycan.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Opel ждут перемены
Поклонники выпускающейся в ФРГ марки Opel могли уже с 2012 года купить электромобиль Ampera. Но на самом деле он производился в США. Поэтому после приобретения компании Opel в 2017 году французским концерном PSA новый владелец объявил о планах по выпуску новых электромобилей: в 2020 году на рынок должна выйти новая Corsa с электрическим приводом, а к 2022 — еще четыре модели электромобилей.
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Стартапы в эру электромобильности
Перспективы электромобильности увлекли не только гигантов немецкого автопрома, но и небольшие стартапы. Например, ахенская фирма e.GO Mobile AG, созданная всего лишь в 2015 году, уже к концу 2018 года собирается выпустить на рынок свою первую серийную модель e.GO Life (на фото).
Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?
Почтальон приезжает на электромобиле
А немецкая почта — Deutsche Post, так и не найдя в 2014 года ни одного автопроизводителя, готового поставить небольшие автофургоны для развоза почты, сама приобрела никому не известную тогда фирму StreetScooter. Фирма прекрасно справилась с заданием, и сейчас по дорогам Германии разъезжает уже более 6 тысяч выпущенных ею желтых электромобилей.
Автор: Инза Вреде, Павел Лось
Водородный двигатель автомобиля — как работает и основные недостатки
Авто компании разрабатывают новые виды двигателей для автомобилей будущего. Кто-то ставит ставку на электромоторы, а кто-то разрабатывает водородные двигатели. Рассмотрим водородный двигатель и его преимущества.
Как работает
Автомобиль на водородном топливе имеет так называемый топливный элемент или по-научному — электрохимический генератор. Это своего рода «вечная» батарейка, внутри которой идет реакция окисления водорода и на выходе получается чистый водяной пар, азот и электричество. Т.е. выхлоп такого водородного автомобиля экологический чистый, в нем содержание углекислого газа CO2 равняется нулю.
Автомобиль с топливными элементами, по сути электромобиль. Только с более компактной батареей: ёмкость литий-ионного аккумулятора в 10 раз меньше, чем обычного электромобиля. Батарея нужна только в качестве буфера для хранения энергии, получаемой при рекуперативном торможении и для быстрого холодного старта.
Потому что главный источник энергии — блок топливных элементов — выходит на рабочий режим не сразу. На первых прототипах водородных машин для этого требовалось около полутора часов. На современных — не более 2 минут, чтобы начать превращение водорода и воздуха в водяной пар, азот и электроэнергию. Но на прогрев до рабочей температуры, когда КПД установки достигает 90%, уходит от 15 минут до часа в зависимости от окружающей температуры.
В баллонах хранится 5 кг водорода, обеспечивающие запас хода до 500 км. Полная заправка баллонов займет три минуты.
Главные недостатки
Главный недостаток — высокая себестоимость. Помимо электрохимического генератора, который при массовом производстве может стоить дешевле батарей для электромобилей, нужны еще прочные и легкие баки. Для этого используют дорогой углепластик.
Серьезный недостаток — энергетическая эффективность. Если использовать водород только как промежуточное звено в цепочке доставки энергии от электростанции к колесам автомобиля, то КПД составит не более 30% с учетом потерь на перекачку и охлаждение водорода перед заправкой. В отличие от 70-80% у электромобилей.
Если получать водород из попутного нефтяного газа, то КПД становится несравнимо выше — до 70%. Правда, ценой выбросов углекислого газа.
Если производить автомобили с водородными двигатели, то где взять заправки? В Европе количество водородных заправок можно пересчитать по пальцам, у нас их вовсе нет. Инженеры для таких случаев изобрели бивалентный двигатель, который может одновременно работать на водородном топливе и бензине. Владелец данного автомобиля не будет зависеть от наличия на заправке водородного топлива.
Лет через десять, когда количество водородных заправок в Европе возрастет, тогда водородомобили получат жизнь. Пока реалии не радуют. Взять хотя бы стоимость машины на чисто водородных элементах — она превышает стоимость обычного автомобиля почти в два раза. И на 20 процентов дороге гибридных версий.
как российский автопром может завоевать мир
Просто один пример, как это будет работать. В сегодняшнем технологическом укладе автомобили BMW, Mercedes, Audi считаются продуктами самой высокой технологии, вершиной современной конструкторской мысли. В каждом из них примерно 1500 трущихся деталей, требующих длинной и фондоёмкой цепочки оборудования для особо точной обработки различных металлов, много подшипников, масел и тд. Это самые сложные и ответственные элементы автомобиля: двигатели, коробки передач, мосты, карданы, тормозные и рулевые системы и т.д. Для производства автомобилей по традиционной технологии добываются миллионы тонн разных видов руды, уголь, производится метал очень сложных составов со строгими физико-химическими характеристиками, требуется оборудование для дорогостоящих процессов литья, прокатки, штамповки, сварки, окраски…Крутится гигантская производственно-технологическая цепочка с миллионами рабочих мест. Так изготавливается любой автомобиль. Именно поэтому господдержка направляется прежде всего производителям с глубокой локализацией. Но… наступает новый технологический уклад. Появляется один из первых образцов-автомобиль Tesla (Model 3). В этом автомобиле ещё только первого поколения нового технологического уклада — кузов композитный, двигатель электрический. Всего 140-150 трущихся деталей. Это означает, что дорогостоящее оборудование заготовительных производств автозаводов (металлургия, кузница, прессовое, арматурное,) и особо точного механообрабатывающего (двигатели, КПП, мосты, карданы) можно сдать в металлолом. Туда же скоро можно отправить сварку и окраску, поскольку композиты и пластики можно окрашивать при приготовлении массы для формования. Mercedes недавно обнародовал, что инвестиции в строительство его завода в России (пока без мощностей по производству двигателей, КПП и других сложных механических узлов и литейного производства) мощностью 25 000 авто в год составили около €300 миллионов. На мощность 100 000 автомобилей (даже бюджетного сегмента) с полным набором локализации производства традиционных узлов и агрегатов потребуются существенно более высокие инвестиции. Это цена пути углубления традиционной технологии для автопрома. Есть над чем задуматься. Но гораздо более существенные и дорогостоящие изменения автопром потребует от других отраслей. С точки зрения нового технологического уклада производства автомобиля, это означает, что автопрому больше в таких масштабах не нужна прежняя металлургия и традиционная металлообработка, радикально меняются требования к продукции таких отраслей, как химия и нефтегазохимия.
есть ли у них будущее
Загрязнение атмосферы вызывает серьезную озабоченность общественности, организаций по защите окружающей среды. Реальной альтернативой ДВС являются водородные транспортные средства и автомобили на электротяге.
Электричество или водород
В настоящее время существует актуальная проблема, которая заключается в том, что 60% электроэнергии, потребляемой во всем мире, производится на тепловых электростанциях. Для того чтобы обеспечить возросший спрос на электричество, придется сжигать углеводороды в еще больших количествах. Даже при полной замене ДВС электродвигателями произойдет перераспределение вредных выбросов, уменьшение будет не столь значительным. Концентрация CO2 в воздухе снизится в мегаполисах, но возрастет в местах расположения ТЭС. Кроме того, автомобиль не единственный источник загрязнения окружающей среды: об электрических кораблях, самолетах пока не идет даже речи.
Водородная энергетика в этом смысле предпочтительнее. Добыча водорода сопровождается микроскопическими, по сравнению со сжиганием углеводородов, выбросами токсичных веществ. Выхлоп автомобиля на водороде на 99,99% состоит из чистого водяного пара, безвредного для окружающей среды. Но тут возникают другие проблемы, которые носят экономический, технологический, инфраструктурный характер.
Как устроен водородный двигатель
Разработаны два вида двигателей работающих на водороде:
обычный ДВС, где вместо бензина используется водород;
с применением топливных элементов.
В первом случае используется все тот же двигатель внутреннего сгорания. Инженерные решения направлены на оптимизацию горения смеси водорода с воздухом, разработку системы питания и снижение взрывоопасности. Данная концепция распространения не получила. Водород, который отличается высокой чистотой, в камере сгорания контактирует с маслом. Поэтому отработанные газы, пусть в значительно меньшем количестве, но содержат токсичные компоненты. Помимо этого, эксплуатация таких автомобилей небезопасна, требует значительных затрат.
При использовании топливных элементов транспортное средство, которое приводится в движение водородным двигателем, принципиально является тем же электромобилем. Разница в том, что на чистой электротяге батарея заряжается от внешних источников, а в водородном автомобиле электроэнергия непрерывно черпается из топливных элементов.
Они состоят из двух камер, одна из которых является анодом, а другая катодом. Между ними находится мембрана. Все компоненты покрыты дорогостоящими редкоземельными металлами, играющими роль катализатора. В результате реакции гидролиза водород, находящийся в анодной камере, соединяясь с кислородом из атмосферного воздуха в катоде, превращается в водяной пар. Процесс сопровождается выделением свободных электронов, которые поступают в электрическую сеть автомобиля.
Такая схема значительно эффективнее, практически отсутствуют вредные выхлопы. Львиная доля усилий конструкторов направлена на развитие двигателей на топливных элементах.
Преимущества и недостатки водородных двигателей
Достоинства и недостатки силовых агрегатов с топливными элементами вытекают из особенностей водорода как топлива, технического уровня двигателей. Факторы, считающиеся безоговорочным достоинствами:
простота конструкции, соответственно, надежность;
КПД, превышающий таковой у бензинового двигателя, но уступающий электрическому;
отсутствие каких-либо шумов;
почти полное отсутствие вредных выбросов;
высокая мощность двигателей;
приемлемая автономность: современные водородные автомобили способны преодолевать на одной заправке до 500 километров.
Среди недостатков можно выделить следующие:
увеличенная масса автомобиля;
взрывоопасность водорода, которая резко повышается при наличии неисправностей в двигателе;
высокая стоимость эксплуатации автомобиля.
Реальная эксплуатация показывает, что километр пути на автомобиле с водородным двигателем обходится минимум на 50% дороже, по сравнению с бензиновым ДВС. Расход водорода в несколько раз меньше, чем бензина, но все перекрывает его цена.
В этом кроется главная проблема водородной энергетики. В виде соединений с другими веществами запасы h3 на Земле безграничны, но в чистом виде его почти нет. Для его получения используется сложная технология. К этому добавляются проблемы хранения, транспортировки, создания инфраструктуры.
Перспективы водородных автомобилей
Для того чтобы полноценно осветить на этот вопрос, необходимо точно знать цель, с которой бензиновый двигатель пытаются заменить водородным. Если речь идет о внедрении технически более совершенного двигателя, то в этом ракурсе перспективы водородоавтомобилей почти такие же, как и у бензиновых агрегатов, немного выше. ДВС, как бы он не совершенствовался, имеет принципиальное ограничение: низкий коэффициент полезного действия.
Водородный двигатель в этом смысле предпочтительнее, но уступает электромобилям. С другой стороны, обогреть салон чистым электричеством, без снижения автономности, невозможно: запас на автомобиле ограничен. Водородные двигатели таких проблем не знают: при гидролизе выделяется тепло.
Если приоритетом является экология, здесь водородный двигатель имеет приоритет перед остальными. Но не все так однозначно. Современные технологии добычи водорода находятся на таком уровне развития, что дешевле всего получать h3 путем сжигания газа или угля. При этом выделяется углекислый газ, для борьбы с которым и внедряют водородный автомобиль. Экологически чистые способы добычи водорода не обладают достаточной производительностью, значительно повышают его стоимость, которая и так немаленькая.
Если удастся разработать экономичную, производительную, экологически чистую технологию добычи водорода, автомобиль на таком топливе, без сомнения, получит широкое распространение. По эксплуатационным характеристикам он уже сейчас превосходит ДВС.
По сравнению с электрическим у водородного двигателя существует ключевое преимущество: на заправку водородом потребуется около 5 минут, тогда как зарядка батареи на специальных станциях занимает несколько часов.
Заработать на водороде – Коммерсантъ Санкт-Петербург
Внедрение водородного топлива — перспективное направление и для России, и для всего мира: оно является более технологичным и экологичным. Популяризация подобных технологий связана с рядом существенных ограничений — высокой ценой топлива, необходимостью новых технологических решений для его хранения и транспортировки, а также с развитием инфраструктуры для обслуживания автомобилей. Эксперты отмечают, что экономическая выгода водородного топлива по сравнению с остальными пока неочевидна.
В начале ноября Смольный сообщил, что в Петербурге может появиться каршеринг на водородном топливе. Соответствующий проект рассматривается городом, Минпромторгом РФ и компанией Hyundai. По словам вице-губернатора Петербурга Евгения Елина, городское правительство намерено «забежать вперед и посмотреть, как это будет работать», организовав эксплуатацию таких автомобилей. Впрочем, конкретных сроков названо не было, равно как и подробностей запуска данного проекта, касающихся потенциального оператора каршеринга и количества таких машин.
Как пояснили BG в Минпромторге РФ, речь идет о развитии нового для нашей страны направления — использования, а в будущем и создания транспорта, работающего на водородном топливе. При этом «Каршеринг на водородном топливе» может стать одним из пилотных проектов, реализуемых в мегаполисах. В ведомстве также отметили, что поставщиками водородного топлива могут стать «Газпром» и «Росатом».
Найти отличия
Для начала стоит разделить два направления использования водорода в качестве топлива. «Первый — это применение его в качестве именно топлива для двигателей внутреннего сгорания. Этот вариант старше, чем использование бензина или дизельного топлива, причем почти на век. Прообраз такого двигателя появился еще в 1806 году»,— говорят эксперты «Авито Авто». С двигателями подобного типа создавали легковые модели Mazda (причем в этом случае двигатель роторный и двухтопливный), BMW (тоже двухтопливная схема), Audi, Ford, Hyundai, Toyota, Honda — и это далеко не полный список. В настоящее время в этом направлении (но не единственном и не наиболее приоритетном) работает и производитель грузовиков и автобусов MAN. Кроме того, имели место и российские, и даже еще советские разработки, отмечают эксперты. «Одним словом, это просто одна из ветвей развития современных двигателей. Как для легковой, так и для грузовой техники, для железнодорожных локомотивов и даже для авиации»,— заключают они.
Второе направление — относительно новое и считающееся одним из наиболее перспективных — это водородные топливные элементы, то есть системы, позволяющие использовать водород во взаимодействии с кислородом (без процесса горения) для генерации электроэнергии непосредственно на борту автомобиля. «В автомобиле с водородным двигателем, как правило, есть два бака — с водородом и воздухом, при смешивании которых выделяется электричество. Его можно использовать непосредственно для питания электродвигателя»,— рассказывает Роман Абрамов, исполнительный директор «СберАвто», добавляя, что это прекрасная на первый взгляд технология, не требующая масла, поршней, двигательных элементов, не наносящая вред окружающей среде. «Водородные топливные элементы действительно достаточно перспективны. Подобные разработки — как экспериментальные, так и серийные — также имеют многие производители, среди них Toyota, Hyundai, Mercedes, Opel, Honda, Volkswagen»,— добавляют эксперты «Авито Авто». Пионером в этой области можно назвать компанию Toyota, которая несколько лет назад представила автомобиль Toyota Mirai. «Это не концепт, а работающий продукт, который можно увидеть на улицах Японии и, думаю, в других развитых азиатских стран»,— говорит господин Абрамов. Кроме того, BMW совместно с Toyota ведет разработки для своих авто, развивают это направление Honda и Hyundai. «Какие-то попытки совершают многие производители, у Lada была «Нива» на водородном топливе. Тем не менее пока у всех, кроме Toyota, это остается на уровне экзотики и прототипов»,— указывает он.
Некоторые эксперты автоиндустрии считают, что водородный двигатель применим в первую очередь в транспортных средствах, предназначенных для коммерческого использования (например, машины такси, грузовые автомобили). В частности, такой позиции придерживается глава концерна Volkswagen Герберт Дис. «VW сделал выбор в пользу производства электромобилей, и, как отмечал Герберт Дис, одна из причин — в том, что водородный двигатель обладает большим потенциалом для использования в грузовом транспорте, чем для оснащения персональных легковых автомобилей. Одна из возможных причин такой позиции — то, что машина на водородном топливе в производстве дороже, чем авто с электрическим двигателем»,— объясняют в «Авито Авто».
Преимущества и недостатки
Необходимость перехода на водородное топливо обусловлено и климатическими, и экологическими требованиями. «В 2019 году наша страна подписала Парижскую конвенцию по климату, которая предусматривает разработку технических решений по переходу на экологические виды топлива, так называемое «зеленое» топливо. Россия имеет высокий потенциал для производства экологически чистого водорода. К 2030 году стоимость водорода станет сопоставима со стоимостью традиционных источников энергии, но в настоящее время использование «зеленого» топлива до конечного потребителя затруднительно, в том числе с финансовой точки зрения»,— замечает ректор БГТУ «Военмех» им. Устинова Константин Иванов. При этом, по его словам, переход транспортной системы Петербурга на «зеленое» топливо потребует колоссальных инвестиций и глобальных инфраструктурных решений.
Водородное топливо — гораздо более технологичный и экологичный вид топлива, оно обеспечивает бесшумную работу, малый расход, а также полную экологичность по причине выбросов водяного пара. Такие автомобили можно очень быстро заправлять — едва ли не быстрее, чем бензиновые или дизельные, что является существенным плюсом на фоне длительной зарядки аккумуляторов. Кроме того, автомобили на топливных элементах имеют лучший запас хода.
Среди недостатков эксперты отмечают сложность и дороговизну получения водорода как топлива: в случае получения его из природных газов не снижаются углеродные эмиссии, а в случае электролиза — необходимо большое количество редкоземельных и драгоценных металлов для установки. «Однако как показало время, если развивать любую технологию, можно достичь снижения стоимости, как это было с литий-ионными батареями, стоившими сначала целое состояние»,— говорит Александр Багрецов, руководитель проектов направления «Оценка и финансовый консалтинг» группы компаний SRG.
По словам директора по административно-хозяйственной деятельности ООО «Байкал-Сервис ТК» Александра Разина, для использования водорода в качестве топлива потребуются не только энергоресурсы для его производства, но и развитая инфраструктура хранения и транспортировки — трубопроводы, железнодорожные цистерны, морские танкеры, автозаправки. «Как известно из химии, водород очень летуч и взрывоопасен. Хранение, транспортировка или использование водорода потребуют наличия высокочувствительных газоанализаторов, сверхпрочных материалов. К примеру, существующая технология водородно-воздушных топливных элементов, которая уже используется на автомобилях Honda, Toyota, Hyundai, пока не показала свою безоговорочную эффективность, так как оборудование довольно тяжелое и габаритное, а вероятность утечки чрезвычайно летучего газа снижает безопасность и требует высочайшего уровня технологий, что, безусловно, влияет на экономику проекта»,— рассуждает господин Разин.
К другим недостаткам можно отнести высокую стоимость машин, которые по своему устройству существенно сложнее бензиновых или электрических, добавляет Дмитрий Мешков, исполнительный директор ООО «Соллерс Инжиниринг». По его словам, в обозримом будущем можно говорить лишь о реализации локальных проектов, таких как создание пассажирского транспорта на водородном топливе для крупных и богатых городов. «Однако и тут не все просто, поскольку у таких автомобилей нет очевидных преимуществ перед электрическими»,— добавляет он.
По словам вице-президента Независимого топливного союза Дмитрия Гусева, практика показывает, что рост транспорта с альтернативными двигателями возможен только при создании достаточной инфраструктуры. А на стартовом этапе развитие инфраструктуры — это долгосрочные инвестиции. «Поэтому первым шагом для развития водородных двигателей будет создание сетей водородных заправок, о чем пока даже упоминания нет в «Энергостратегии-2035″»,— поясняет господин Гусев, предполагая, что в ближайшие пятнадцать лет, если не будет существенных изменений, автомобилей и заправок на водороде не планируется.
Мария Кузнецова
Автомобиль Toyota с «водородным двигателем» ревет в течение 24 часов эндуро
НАГОЯ, Япония — Спортивный автомобиль, разработанный Toyota Motor, пересек финишную черту и стал первым автомобилем, работающим на водородном двигателе, а не только на топливных элементах. пройти 24-часовой тест на выносливость.
Toyota представила Corolla Sport в серии Super Taikyu в этом году, которая проводится в субботу и воскресенье в префектуре Сидзуока в Японии, между Токио и Нагоя. В отличие от большинства автомобилей с водородным двигателем, в которых используются топливные элементы, которые используют водород для выработки электроэнергии для двигателей, этот автомобиль работал на переработанном бензиновом двигателе внутреннего сгорания, используемом в GR Yaris, с некоторыми небольшими изменениями.
Автомобиль практически не выделял углекислый газ.
Четыре топливных бака из углеродного волокна, уложенные штабелями до потолка, занимают заднюю часть Corolla. Когда в субботу днем машина снесла Fuji Speedway на старте гонки, шум двигателя был взрывным и разнесся по арене, но казался не хуже, чем у конкурентов с обычным бензиновым двигателем.
Но через 20 минут различия были очевидны. «Королла» уже стояла в стороне от автоцистерны с водородом для дозаправки.Автомобиль нужно доливать чаще, чем другие автомобили. Во время 24-часовой гонки автомобилю Toyota потребовалось 35 заправок, по сравнению с примерно 20 пит-стопами для других участников.
За шесть-семь минут дозаправка Corolla также заняла больше времени. Водородный автомобиль японского автопроизводителя проехал примерно половину расстояния и примерно половину средней скорости его конкурентов, работающих на бензине.
Toyota, сильная в производстве автомобилей на топливных элементах, будет участвовать в гонках на водородных автомобилях, чтобы выявить и решить проблемы, сдерживающие коммерциализацию водородных двигателей, и сделать эту технологию конкурентоспособной по сравнению с электромобилями.
«Электромобили занимают центральное место в электрификации, и если все перейдет на электромобили, то в Японии будет потерян 1 миллион рабочих мест», — заявил журналистам президент Toyota Акио Тойода. Тойода, сам гонщик по прозвищу Моризо, участвовал в гонке на выносливость в качестве гонщика.
«Мы должны помнить о том, что целью является углеродная нейтральность», — сказал Тойода. «Я хочу показать, что [водородные двигатели] можно использовать на спортивных объектах».
Toyota уже давно поддерживает автомобили на водородных топливных элементах в качестве стратегии, выпустив в 2014 году новаторский автомобиль на топливных элементах Mirai.
Но использование водородного двигателя вместо топливных элементов имело бы определенные преимущества. В таких транспортных средствах будет использоваться обычная технология двигателей, и они будут обеспечивать впечатления от вождения, аналогичные бензиновым автомобилям. И «легко создать крутящий момент на низких оборотах, что делает его идеальным для грузовиков», — сказал представитель Toyota.
Однако есть препятствия. BMW и Mazda Motor также столкнулись с этой технологией, но высокая скорость сгорания водорода затрудняет контроль. Автомобили также требуют больших топливных баков, а это означает, что места для ног мало.Поэтому автопроизводители в основном выбирают топливные элементы, которые более эффективно используют водород.
Наряду с запасом хода, крейсерской скоростью и частой дозаправкой автомобили с водородным двигателем сталкиваются с еще одним недостатком: им требуются большие топливные баки, которые занимают место для ног. BMW и Mazda потерпели неудачу в своих попытках разработать такие автомобили.
Но автомобили с бензиновым двигателем являются частью глобального противодействия выбросам углерода. Honda Motor, General Motors и Volvo Cars заявили, что в конечном итоге откажутся от производства автомобилей с бензиновым двигателем.Toyota рассматривает водородные двигатели как реальную безуглеродную альтернативу.
Маск называет водородные топливные элементы «глупыми», но технологии могут угрожать Tesla
Клиент заправляет автомобиль водородом на заправочной станции TrueZero в Милл-Вэлли, Калифорния. Штат тратит более 2,5 миллиарда долларов из фондов чистой энергии для ускорения продаж автомобилей на водороде и аккумуляторных батареях. Это включает 900 миллионов долларов, выделенных на завершение строительства 200 водородных станций и 250 000 зарядных станций к 2025 году.
Bloomberg | Bloomberg | Getty Images
Tesla и ее конкуренты на рынке электромобилей с батарейным питанием доминируют в спорах о том, кто будет контролировать будущее автомобилей, но в Соединенных Штатах есть еще один вид экологически чистых транспортных технологий, основанный на самых распространенных технологиях. ресурс во вселенной.
Электромобили на топливных элементах (FCEV) объединяют водород, хранящийся в резервуаре, с кислородом из воздуха для производства электроэнергии, с водяным паром в качестве побочного продукта. В отличие от более распространенных электромобилей с батарейным питанием, автомобили на топливных элементах не нужно подключать к электросети, а все современные модели превышают 300 миль при полном баке. Они наполняются форсункой почти так же быстро, как традиционные газовые и дизельные автомобили. Хотя сами автомобили на топливных элементах выделяют водяной пар только из выхлопных труб, Союз обеспокоенных ученых отмечает, что производство водорода может привести к загрязнению.Хотя возобновляемые источники водорода, такие как сельскохозяйственные угодья и свалки, увеличиваются, большая часть водорода, используемого для топлива, поступает из традиционной добычи природного газа. Тем не менее, отдача по-прежнему меньше, чем у бензиновых аналогов.
Водородная энергия присутствует на рынке в течение многих лет, но ее объем чрезвычайно ограничен. В настоящее время в Калифорнии 39 общественных водородных заправочных станций (еще 25 находятся в стадии разработки), а также пара на Гавайях. Теперь у Восточного побережья появляется собственная инфраструктура.Несколько станций уже работают, и еще больше в Нью-Йорке, Нью-Джерси, Массачусетсе, Коннектикуте и Род-Айленде.
Коммерческий успех, проблемы потребителей
Водород более широко используется на коммерческом рынке. Более 23000 вилочных погрузчиков на топливных элементах работают на складах и в распределительных центрах США в более чем 40 штатах, в том числе на предприятиях Amazon и Walmart. Десятки автобусов на топливных элементах используются или планируются в Огайо, Мичигане, Иллинойсе и Массачусетсе, а также в Калифорнии.
Количество заправочных станций водородом растет во всем мире. Toyota и Honda объединяются с правительством Квебека для создания водородной инфраструктуры в Монреале в этом году, и даже богатая нефтью Саудовская Аравия получает свою первую станцию.
Toyota, второй по величине автопроизводитель в мире, является крупнейшим игроком на потребительском рынке США автомобилей на водородных топливных элементах. Его Mirai — семейный автомобиль на водородных топливных элементах — нашел 5000 покупателей с тех пор, как он был представлен осенью 2015 года.Расс Кобле, представитель группы по охране окружающей среды и передовых технологий Toyota, сказал, что компания ожидает увеличения продаж по мере открытия новых заправочных станций.
«Toyota уже давно утверждает, что технология водородных топливных элементов может быть решением с нулевым уровнем выбросов для широкого спектра типов транспортных средств», — сказал он.
Toyota заявляет, что масштабируемость технологии водородных топливных элементов также привела к появлению двух приложений для Калифорнийских технико-экономических обоснований в другой области, представляющей интерес для Tesla: грузовики с полуприцепами.
Полуприцеп Toyota Motor, работающий на водородных топливных элементах, представлен на AutoMobility LA в преддверии автосалона в Лос-Анджелесе
Патрик Т. Фэллон | Bloomberg | Getty Images
Honda также сделала большой выбор в пользу водорода. По словам представителя Honda Натали Кумаратне, в настоящее время на дорогах США находится около 1100 автомобилей Honda Clarity Fuel Cell. Honda предлагает в аренду только Clarity Fuel Cell в Калифорнии — она предлагает в аренду или продажу гибридные версии автомобиля с аккумулятором и электроэнергией.Из 20 174 автомобилей Clarity, проданных или сданных в аренду в 2018 году, 624 были вариантами топливных элементов, 948 — электрическими батареями и 18 602 — гибридными.
Honda и Toyota объединились с дочерней компанией Shell Oil для строительства новых водородных заправочных станций в Калифорнии. По словам Кумаратне, два объекта уже построены, а пять находятся в стадии строительства. Компания выступает за строительство станций на северо-востоке США, некоторые из которых находятся в стадии разработки. «Партнерство с другими производителями водородных топливных элементов и влиятельными лицами отрасли имеет смысл.«У всех нас есть кожа в игре», — сказала она.
Hyundai, которая в настоящее время имеет 220 автомобилей на водородных топливных элементах на дорогах США, также видит рост продаж. «Мы ожидаем, что Северо-Восток станет следующим крупным регионом. рост водородной инфраструктуры «, — сказал Дерек Джойс, представитель корейского производителя продукции и группы передовых силовых агрегатов. Компания только что представила Nexo в США. Агентство по охране окружающей среды оценивает запас хода среднеразмерного кроссовера до 380 миль, что больше, чем у любого электромобиля с батарейным питанием. рынок.
По состоянию на 1 февраля в США было продано и сдано в аренду чуть более 6000 электромобилей на топливных элементах, вдвое больше Японии, следующего по величине рынка.
Маск о водородных «дурацких элементах»
Соучредитель и генеральный директор Tesla Илон Маск назвал водородные топливные элементы «невероятно глупыми», и это не единственное, что он сказал о технологии. Он назвал их «дурацкими ячейками», «грудой мусора» и сказал акционерам Tesla на ежегодном собрании несколько лет назад, что «успех просто невозможен.«
Маск нашел неожиданный источник поддержки в 2017 году, когда Йошиказу Танака, главный инженер, отвечающий за Mirai, сказал Reuters:« Илон Маск прав — лучше заряжать электромобиль напрямую от розетки ». Но Toyota исполнительный директор добавил, что водород является жизнеспособной альтернативой бензину. Председатель Toyota Такеши Учиямада сказал Reuters на том же токийском автосалоне в 2017 году: «Мы действительно не видим враждебных отношений с нулевой суммой между электромобилями (электромобиль с батарейным питанием). и водородный автомобиль.Мы вовсе не собираемся отказываться от технологии водородных электрических топливных элементов ».
Автомобильная промышленность в целом не разделяет взглядов Маска на будущее, основанное на принципе« батарея или разрушение ». В 2017 году был проведен опрос 1000 руководителей автомобильной отрасли KPMG пришли к выводу, что водородные топливные элементы имеют лучшее долгосрочное будущее, чем электромобили, и будут представлять собой «настоящий прорыв» (78 процентов), причем руководители автомобилестроения назвали короткое время дозаправки всего в несколько минут главным преимуществом. Шестьдесят два процента сказали KPMG, что проблемы с инфраструктурой приведут к краху рынка электромобилей с батарейным питанием.
В Калифорнии продолжаются дебаты по поводу того, окупили ли субсидии, предложенные штатом для запуска рынка топливных элементов, инвестиции, судя по ограниченному использованию заправочных станций и отсутствию прибыли. Калифорния привержена усилиям, начатым при бывшем губернаторе Джерри Брауне, по финансированию инициатив в области возобновляемых источников энергии, которые включали план транспортных средств с нулевым выбросом в размере 900 миллионов долларов и финансирование инфраструктуры зарядки электромобилей, включая 200 водородных станций к 2025 году.
Мы могли видеть системы водородных топливных элементов, которые стоят в четыре раза меньше литий-ионных батарей, а также обеспечивают гораздо больший радиус действия.
Дэвид Антонелли
Кафедра физической химии в Ланкастерском университете
GM еще не выпустила автомобиль на топливных элементах для потребительского рынка, но у нее есть совместное предприятие с Honda по производству стеков топливных элементов на заводе в Мичигане. началась в 2013 году и расширилась в 2017 году, когда обе компании заявили, что завод в Мичигане, где производятся топливные трубы, может производить автомобили начиная с 2020 года.
Ford экспериментировал с вариантами топливных элементов своих автомобилей Focus и Fusion, а также Edge кроссовер, но таких машин в продажу не предлагает.
«Учитывая постоянно растущую долю возобновляемых источников энергии, водородные топливные элементы могут сыграть важную роль в будущем», — сказал представитель Ford. «С точки зрения массового вывода на рынок, однако, аккумулятор в настоящее время занимает более выгодное положение по сравнению с топливным элементом — не в последнюю очередь из-за ценовой ситуации и доступной инфраструктуры. Наша работа будет по-прежнему сосредоточена на электрификации, поскольку мы отслеживаем прогресс в области водорода. В настоящее время у нас нет планов предлагать автомобили на водородных топливных элементах ».
Fiat Chrysler не продает автомобиль на топливных элементах в США.S., но в течение 15 лет он поддерживал исследования под руководством профессора Дэвида Антонелли, кафедры физической химии в Ланкастерском университете в Великобритании, которые могли снизить затраты на технологию. Его команда работает с материалом, который позволяет сделать топливные баки меньше, дешевле и более энергоемкими, чем существующие технологии водородного топлива, а также автомобили с батарейным питанием.
«Стоимость производства нашего материала настолько низка, а плотность энергии, которую он может хранить, намного выше, чем у литий-ионной батареи, что мы можем видеть системы водородных топливных элементов, которые стоят в четыре раза меньше, чем литий-ионные батареи. а также обеспечивает гораздо большую дальность действия «, — сказал Антонелли.Лицензия на технологию предоставлена коммерческой компании Kubagen, созданной Антонелли.
Модель автомобиля и цены на заправку остаются серьезными проблемами.
Безопасность вызывает беспокойство, так как водород легковоспламеняем, но бензин и литий-ионные аккумуляторы тоже. Транспортировка водорода для использования на заправочных станциях создает дополнительные риски для безопасности — станции используют датчики для отслеживания утечек. В Калифорнии не сообщалось о серьезных инцидентах, а промышленный сектор перевозил водород на протяжении десятилетий.
По данным Национальной ассоциации противопожарной защиты, транспортные средства с альтернативным топливом, категория, которая включает как водородные топливные элементы, так и электрические батареи, не более опасны, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания. Статистика NFPA показывает, что примерно каждые 3 минуты в США возникает пожар из-за двигателя внутреннего сгорания.
Однако самым большим препятствием может быть цена.
Средняя цена на водородное топливо в Калифорнии составляет около 16 долларов за кг — бензин продается за галлоны (объем), а водород за килограмм (вес).Для сравнения: 1 галлон бензина содержит примерно такое же количество энергии, как 1 кг водорода. Большинство электромобилей на топливных элементах несут от 5 до 6 кг водорода, но проходят вдвое больше, чем современный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания с эквивалентным газом в баке, что дает эквивалент бензина на галлон от 5 до 6 долларов.
Автомобили на водородных топливных элементах в настоящее время в среднем имеют запас хода от 312 до 380 миль, согласно EPA. Заправка из порожнего топлива будет стоить около 80 долларов (большинство водителей не позволяют баку полностью опуститься перед заправкой, поэтому в конечном итоге заправка обходится от 55 до 65 долларов).Эта стоимость в настоящее время оплачивается автопроизводителями, которые предоставляют арендаторам предоплаченные карты на три года заправки топливом на сумму до 15 000 долларов. В Калифорнии, где самые высокие в стране цены на бензин, заправка обычного автомобиля большим бензобаком может стоить 40 долларов и более.
Kelley Blue Book оценивает годовые затраты на топливо для Toyota Mirai, Honda Clarity Fuel Cell и Hyundai Nexo в 4495 долларов, что в три-четыре раза превышает стоимость бензиновых альтернатив.
«Мы понимаем, что автопроизводители не могут продолжать платить за топливо, и мы видим линию прямой видимости, чтобы попасть туда, но это объемная игра, и нам нужно набрать критическую массу», — сказал Шейн Стивенс, главный и главный разработчик. сотрудник компании FirstElement Fuel, которая управляет 19 из 39 водородных заправочных станций в Калифорнии и разрабатывает 12 из 25 дополнительных станций для штата.Ближайшая цель его компании — 10 долларов за килограмм, что равняется примерно 4 долларам за галлон газа. «Это хорошее краткосрочное приемлемое число, которое можно достичь в ближайшие три-пять лет и избавить людей от топлива, субсидируемого автопроизводителями», — сказал Стивенс.
Самая большая проблема: автомобили остаются дорогими. Например, Nexo — самый дорогой Hyundai, продаваемый в США, со стартовой ценой в 59 345 долларов (стартовые цены на Santa Fe сопоставимых размеров начинаются с 24 250 долларов). Модели топливных элементов Toyota Mirai и Honda Clarity имеют аналогичную рекомендованную производителем розничную цену в диапазоне 59 000 долларов.Эти покупки автомобилей имеют право на государственные скидки — в Калифорнии доступна налоговая скидка в размере 5000 долларов США.
Лизинг был популярным выбором потребителей для электромобилей на топливных элементах и аккумуляторных батареях, потому что эта технология является новой, и первые пользователи не хотят быть привязанными к текущей модели в течение длительного времени по мере развития технологий и повышения эффективности.
Как и в случае с любой новой технологией, стоимость топливных элементов должна снизиться, если рынок будет расти и достигнет эффекта масштаба в производстве и инфраструктуре.«У Honda есть долгосрочные обязательства по производству водорода, но вы не можете продавать автомобили без инфраструктуры», — сказал Кумаратне.
Стивенс сказал, что если рынок в Калифорнии достигнет «нескольких сотен тысяч автомобилей», он сможет быть конкурентоспособным по цене с бензином. Это большой скачок по сравнению с 6000 проданными на данный момент автомобилями, но большинство новых автомобильных рынков начинаются с ограниченного производства. Toyota заявила, что планирует увеличить производство с 3000 единиц Mirai в год до 30 000 автомобилей к 2021 году. «Это десятикратное увеличение.»
» Несколько сотен тысяч автомобилей в Калифорнии не так уж и далеко. И это всего лишь Toyota, — сказал Стивенс. — Речь идет не о субсидировании всего роста инфраструктуры, а просто о том, чтобы помочь нам преодолеть препятствие, а это уже не за горами. Если мы дойдем до нескольких сотен тысяч автомобилей, мы действительно сможем отказаться от государственных субсидий и стать самоокупаемыми ».
Поправка: водород — самый богатый ресурс во вселенной. эта статья искажает этот факт.
Может ли водород поддерживать двигатель внутреннего сгорания?
Все более строгие правила выбросов затрудняют для автопроизводителей продолжать предлагать автомобили с двигателями внутреннего сгорания, при этом некоторые страны, такие как Великобритания, даже предпринимают шаги для полного запрета двигателей.
Интересно, что водород может оказаться спасителем двигателя внутреннего сгорания.
Ряд автопроизводителей предложили преобразовать водород, полученный из возобновляемых источников, в синтетическое топливо с нейтральным выбросом углерода.Porsche и его партнеры даже построили пилотный завод, способный производить синтетическое топливо в промышленных масштабах.
Toyota сейчас тестирует другое, гораздо более старое решение, связанное с водородом: сжигание этого вещества непосредственно в двигателе внутреннего сгорания.
На прошлой неделе автопроизводитель представил гоночный автомобиль, чей рядный 3-цилиндровый двигатель предназначен для работы на чистом водороде. Гоночный автомобиль все еще проходит испытания, но в мае этого года выйдет на этап гоночной серии Super Taikyu Series 2021 года в Японии.
Как уже упоминалось, это решение не ново.BMW представила прототип 7-й серии, двигатель V-12 которого мог работать на водороде. Это было еще в 2006 году. Основные необходимые изменения касаются топливного бака и топливных форсунок.
При сжигании водорода выбросы CO2 нулевые. Однако технология не лишена недостатков. При сжигании водорода в двигателе внутреннего сгорания образуются вредные оксиды азота. Однако есть способы минимизировать это, например, использование селективного каталитического восстановления на основе мочевины, как в современных дизельных двигателях.
Как мы уже выяснили, более серьезной проблемой является низкая эффективность. Энергия уже тратится на производство водорода из возобновляемых источников, и к тому времени, когда водород сгорает в двигателе и мощность передается на трансмиссию и, в конечном итоге, на колеса, фактически передается только около 25% энергетической ценности водорода.
Вот почему электромобили на топливных элементах, такие как Toyota Mirai, имеют больше смысла при использовании водорода в качестве топлива. Здесь водород объединяется с кислородом воздуха, чтобы создать электричество, которое затем приводит в действие электродвигатель, который может напрямую приводить в действие колеса.Здесь КПД приближается к 50%. И вредных выбросов тоже нет. Просто вода.
Еще один недостаток водорода? Отсутствует инфраструктура, позволяющая чистым образом закупать материал и поставлять его клиентам. Вот почему электромобили с аккумуляторными батареями, которые могут использовать существующую электрическую сеть, вероятно, будут основным источником личного транспорта в будущем, хотя водород все еще может иметь место в транспорте на дальние расстояния.
Toyota разрабатывает водородные двигатели внутреннего сгорания — для гонок
Toyota пыталась внедрить водородные топливные элементы во все, от легковых автомобилей до автобусов и грузовиков, но теперь автопроизводитель приступает к совершенно другому проекту водородной силовой установки.
Вместо топливных элементов Toyota разрабатывает двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, а не для использования на дорогах. На этот раз для гонок.
В четверг автопроизводитель объявил о разработке водородного двигателя для использования в 24-часовой гонке на японской гоночной трассе Fuji Speedway, запланированной на 21-23 мая. Гонка является частью японской серии Super Taikyu, в которой используются автомобили, основанные на серийных моделях.
Гонки серии Super Taikyu
1,6-литровый рядный 3-цилиндровый двигатель с турбонаддувом будет приводить в действие модифицированную Toyota Corolla Sport, работающую на сжатом газообразном водороде, а не на жидком бензине.Двигатели внутреннего сгорания могут работать на газообразном водороде с некоторыми модификациями, и Toyota даже утверждает, что сгорание водорода происходит более быстрыми темпами, что улучшает отзывчивость.
Идея не нова, но большинство автопроизводителей намеренно избегают такой попытки — отчасти для того, чтобы избежать необходимости производить расчеты эффективности, углеродного следа и выбросов для такого сценария. В начале 2000-х BMW ненадолго предложила водородную версию своего роскошного седана 7-й серии, но по большей части автомобильное использование водорода было сосредоточено на топливных элементах, которые производят электричество для работы электродвигателей.Даже BMW переключила внимание на топливные элементы и фактически сотрудничает с Toyota в разработке.
Аналогичным образом, использование водорода в автоспорте практически не исследовалось. Одна команда планирует запустить экспериментальный автомобиль на топливных элементах на престижной гонке «24 часа Ле-Мана» в 2024 году, но гоночные серии в первую очередь ориентированы на гибридные и аккумуляторно-электрические силовые агрегаты как способ сокращения выбросов.
Однако водородный гоночный двигатель соответствует амбициозным планам автопроизводителя в отношении водорода.
Toyota стремится построить водородную экономику для всего, от промышленного использования до высококлассного использования, например, луноходов. Он также только что подписал с Chevron стратегическое партнерство для достижения этой цели, охватывающее развитие инфраструктуры и исследования, связанные с транспортировкой и хранением водорода.
Автопроизводитель продемонстрировал свою технологию топливных элементов при транспортировке грузов по малой петле и разработал модуль топливных элементов для питания грузовиков и автобусов будущего.Однако Toyota часто избегает рассмотрения того, как поставляется большая часть водорода, и экологических последствий этой цепочки поставок.
Что касается единственного серийного автомобиля Toyota с топливными элементами, мы думаем, что Mirai — лучший или один из лучших седанов Toyota в настоящее время.
Как электромобили на топливных элементах работают с использованием водорода?
Как и полностью электрические транспортные средства, электромобили на топливных элементах (FCEV) используют электричество для питания электродвигателя.В отличие от других электромобилей, FCEV вырабатывают электричество, используя топливный элемент, работающий на водороде, а не потребляя электричество только от батареи. В процессе проектирования транспортного средства производитель транспортного средства определяет мощность транспортного средства размером электродвигателя (двигателей), которые получают электроэнергию от комбинации топливного элемента и батареи соответствующего размера. Хотя автопроизводители могут спроектировать FCEV с возможностью подключения к сети для зарядки аккумулятора, большинство FCEV сегодня используют аккумулятор для возврата энергии торможения, обеспечения дополнительной мощности во время коротких событий ускорения и для сглаживания мощности, поступающей от топливного элемента с возможностью холостого хода или выключите топливный элемент при низкой потребляемой мощности.Количество энергии, хранящейся на борту, определяется размером водородного топливного бака. Это отличается от полностью электрического транспортного средства, где количество доступной мощности и энергии тесно связаны с размером батареи. Узнайте больше об электромобилях на топливных элементах.
Изображение в высоком разрешении
Ключевые компоненты электромобиля на водородных топливных элементах
Аккумулятор (вспомогательный): В транспортном средстве с электрическим приводом вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает электричеством для запуска автомобиля до включения тягового аккумулятора, а также обеспечивает питание аксессуаров транспортного средства.
Аккумулятор: Этот аккумулятор накапливает энергию, вырабатываемую при рекуперативном торможении, и обеспечивает дополнительную мощность тяговому электродвигателю.
Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы аксессуаров автомобиля и подзарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.
Электрический тяговый двигатель (FCEV): Используя энергию топливного элемента и тягового аккумулятора, этот двигатель приводит в движение колеса автомобиля.В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.
Блок топливных элементов: Набор отдельных мембранных электродов, которые используют водород и кислород для производства электричества.
Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заправки топливного бака.
Топливный бак (водород): Хранит газообразный водород на борту автомобиля до тех пор, пока он не понадобится топливным элементам.
Контроллер силовой электроники (FCEV): Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой топливным элементом и тяговой батареей, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.
Тепловая система (охлаждение) — (FCEV): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур топливного элемента, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.
Трансмиссия (электрическая): Трансмиссия передает механическую энергию от тягового электродвигателя для привода колес.
Toyota построила двигатель внутреннего сгорания, который потребляет водород, и это звучит потрясающе
Японский автогигант Toyota работает над водородным автомобилем нового поколения. Когда слова Toyota и Hydrogen находятся в одном предложении, на ум приходит Toyota Mirai с водородным двигателем. Тем не менее, Mirai — это водородно-электрический автомобиль или FCEV (электромобиль на топливных элементах). Он использует водородное топливо для преобразования электроэнергии и питания бортового электродвигателя.На этот раз Toyota придумала нечто иное.
«В конце прошлого года мы построили прототип, который обеспечил то« автомобильное ощущение », которое любят любители автомобилей, например, через звук и вибрацию, даже несмотря на то, что мы имели дело с экологическими технологиями, — сказал Кодзи Сато, главный бренд-директор, и Президент компании Gazoo Racing. «Только недавно я осознал, как одно вело к другому, что мы можем использовать технологии, которые у нас были под рукой».
Автомобиль на видео — Corolla Hatchback, оснащенный двигателем внутреннего сгорания, потребляющим водород.Он также имеет систему полного привода от легендарного хот-хэтча Toyota GR Yaris. Судя по бодрящему звуку выхлопа, вы не могли бы подумать, что здесь играет роль водород, но это так. Это не только звучит фантастически, но и лай выхлопа не отличается от настроенного автомобиля с бензиновым двигателем.
Toyota утверждает, что это 100-процентный водород с нулевым содержанием бензина. В инновационном водородном двигателе Toyota практически не выделяется углекислый газ, поскольку ископаемое топливо не сжигается. Однако автомобиль производит определенное количество ядовитых газов, поскольку двигатель сжигает водород и кислород из воздуха.Это не автомобиль с нулевым уровнем выбросов, как полностью электрический автомобиль (EV) или FCEV, но он выделяет значительно меньше токсичных веществ, чем чистый бензиновый автомобиль.
«Toyota использует водородные экологические технологии, культивируемые через Mirai. В нем также используются технологии безопасности, разработанные Yaris WRC », — сказал Акио Тойода, генеральный директор и президент Toyota Motor Corporation. «Будучи представителем автомобильной индустрии, я полагал, что для автоспорта важно создать место, где каждый мог бы развлечься даже в эпоху безуглеродных выбросов, я решил, что мы должны использовать водородный двигатель.”
Вы правильно прочитали. Toyota представит свой хэтчбек Toyota Corolla Hatchback 2021 года в гонке Super Taikyu 24 Hour Endurance Series с 21 по 23 мая 2021 года. Пилоту Хироаки Исиура было дано время на трассе, чтобы он смог испытать свои силы.
Выиграет или проиграет; в этом мы болеем за Toyota. Пришло время вступить в бой с более чистым газовым двигателем, и вы получите весь звук и вибрацию обычного автомобиля, не сжигая ни капли ископаемого топлива.Поехали, Тойота!
Toyota создает первый в мире водородный гоночный автомобиль, предлагающий альтернативу электромобилям
За 24-часовую гонку Corolla с водородным двигателем проехала 358 кругов со средней скоростью 67 … [+] км / ч.
Фотография любезно предоставлена Toyota
Toyota, которая до сих пор сопротивлялась отраслевой тенденции внедрять электромобили, теперь рекламирует автомобили с водородным двигателем.В минувшие выходные в единственной в Японии гонке на целый день Fuji 24 Hours, крупнейший автопроизводитель Японии, участвовал в специально подготовленном гоночном автомобиле Corolla Sport с водородным двигателем, которым частично управляют генеральный директор компании и заядлый гонщик-любитель Акио Тойода и FIA World Endurance. Легенда чемпионата Камуи Кобаяши.
Причина? Toyota хочет использовать автоспорт для продвижения водорода как жизнеспособной альтернативы электромобилям. Toyota только что выпустила седан Mirai второго поколения на водородных топливных элементах, но это первый раз, когда компания участвует в гонках на водородном автомобиле.На данном этапе, вероятно, будет хорошей идеей быстро объяснить, что трансмиссии Mirai и гоночного автомобиля Corolla сильно отличаются. Mirai вырабатывает электричество для питания своих двигателей в результате химической реакции между водородом и кислородом, тогда как автомобили с водородным двигателем похожи на обычные автомобили с двигателем, за исключением того, что они сжигают водород вместо бензина.
Rookie Racing Corolla Sport, который сжигает сжатый водород для питания своего 1,6-литрового рядного 3-цилиндрового двигателя с турбонаддувом, проехал в общей сложности 358 кругов со средней скоростью 67 км / ч, что составляет менее половины круга, пройденного за победивший в гонках Nissan GT-R.
Fuji Speedway находится у подножия самой высокой горы Японии, горы Фудзи.
Фотография любезно предоставлена Toyota
Toyota считает, что электромобили будут распространяться и получать общественное признание с течением времени по мере снижения цен и улучшения инфраструктуры, но она видит проблемы с производительностью аккумуляторных батарей и трудности с поиском материалов, необходимых для производства батарей для растущего числа электромобилей. Представив первый в мире гибридный автомобиль еще в 1997 году, Toyota считает, что гибриды предлагают лучший мост, чем электромобили, между автомобилями внутреннего сгорания и автомобилями на водородных топливных элементах.
Объясняя свои аргументы в пользу медленного внедрения компанией электромобилей, представитель компании в 2019 году упомянул, что Toyota способна производить достаточно аккумуляторов для 28000 электромобилей в год или 1,5 миллиона гибридных автомобилей. Еще один важный фактор — выбросы. Toyota заявляет, что продажа 1,5 миллиона гибридных автомобилей снижает выбросы углерода на треть больше, чем продажа 28 000 электромобилей. Проще говоря, его углеродный след будет меньше, если он будет продавать гораздо больше бензиново-электрических гибридных автомобилей.
Но насколько эффективен гоночный автомобиль с водородным двигателем? Услышав цифры, у меня больше вопросов, чем ответов. В гонке Fuji 24 Hour Corolla Sport компании Toyota Rookie Racing фактически провела на трассе всего 12 часов. Чтобы пополнить резервуары с водородом, ему пришлось сделать яму 35 раз, процесс, который в среднем занимал около семи минут, что в итоге дало 4 часа дозаправки. А по причинам логистики и безопасности огромные грузовики для заправки водородом пришлось припарковать в углу паддока на Fuji Speedway.Corolla также потеряла дополнительное время из-за проблем с механикой и техническим обслуживанием, что означало, что машина могла участвовать только в половине гонки.
В среднем Corolla находилась на водородной заправке 7 минут. И это было 35 раз … [+] в течение 24-часовой гонки.
Фотография любезно предоставлена Toyota
Но генеральный директор Toyota Акио Тойода с радостью объяснил, почему компания сделала редкую водородную экскурсию. «Поскольку он работает на водороде, он почти не выделяет CO2», — говорит он.«Мы хотели показать миру, как Япония может быть углеродно-нейтральной. И как мы можем извлечь выгоду из общества, работающего на водороде. С тех пор, как мы сделали это заявление, я, как председатель Ассоциации автопроизводителей Японии, просил японское правительство предпринять необходимые шаги и увеличить количество вариантов с нулевым выбросом углерода. Это потому, что, если все автомобили станут электрическими, в Японии будет потеряно один миллион рабочих мест ».
Сжигание водорода на самом деле имеет преимущества в том, что оно может помочь сохранить рабочие места при переходе от сегодняшней экономики к будущим технологиям будущего.Используя двигатель, работающий на водороде, вы не тратите лишних средств на разработку электродвигателя или высокотехнологичных аккумуляторов. Таким образом, это простое и понятное решение сложной проблемы. Ожидается, что автомобили с водородным двигателем будут дешевле нынешних гибридов.
Corolla пересекает финишную черту с GR Supra.
Фотография любезно предоставлена Toyota
Конечно, одна из самых больших проблем с водородными автомобилями — это заправочная инфраструктура. Водород стоит дорого, и заправочные станции требуют значительных инвестиций.Между тем, у вас все еще есть дорогие бортовые резервуары для хранения водорода, для которых требуется высокотехнологичная технология намотки из углеродного волокна, чтобы максимизировать аспекты безопасности. И в конце концов, когда дело доходит до того, что водород продается в огромных масштабах для обеспечения власти завтрашнего общества, общественность должна быть убеждена в аспектах безопасности, связанных с хранением, транспортировкой и движением водорода и управлением ими.
Итак, судя по тому, что мы видели с автомобилем на топливных элементах Mirai и Corolla с водородным двигателем, водород действительно имеет определенные применения в будущем.
Замена клапанов двигателя. Причины неисправности клапанов двигателя. Замена клапанов двигателя. После замены клапанов двигатель
Бывает так, что со временем ваш дизельный двигатель начинает работать шумнее, тогда одна из причин может крыться в неправильной работе газораспределительного механизма. Первое, что можно сделать – это откорректировать зазоры между клапанами. Однако эта процедура не всегда помогает. Для более четкого понимания причин неисправностей сначала нужно разобраться, какие же функции выполняют клапаны.
Самая главная их функция– это управление потоками воздуха и горючей смеси, а также продуктами сгорания, которые попадают в цилиндр и выходят из него.
Соответственно, открытый клапан должен беспрепятственно пропускать газы и смесь топлива, а закрытый – обеспечить полнейшую герметичность цилиндра. Открытие и закрытие не должно сопровождаться громкими звуками. Если такое происходит, то это негативно влияет на находящиеся рядом детали, например:
На рис. показан рассухариватель
— если привод имеет повышенный зазор, то распредвал при открытии клапана взаимодействует с рычагом не плавно, а ударами, в результате поверхности всех участвующих в этом процессе деталей подвергаются повышенному износу, и со временем на них появляются дефекты, которые могут привести к полному разрушению;
— если клапан закрывается с шумом, это значит, что дополнительная ударная нагрузка падает на его седло и уплотнительные материалы. Также при этом повышенному износу подлежит стержень клапана, который в итоге может вообще оторваться от тарелки.
На рис. показано плохо притертое седло клапана
Услуга по ремонту двигателя Камминс
Условия работы клапанов сопровождаются наличием высокой температуры, и, чтобы они могли выдерживать ее, их изготавливают их дорогостоящих металлических сплавов.
Каким бы жаростойким не был материал, он может в итоге прогореть, если не будут соблюдены требования монтажа: тарелка клапана должна плотно сидеть в седле. Объяснить этот нюанс можно тем, что, седло находится под влиянием охлаждающей жидкости, и соответственно может отводить тепло и от тарелки клапана. В противном случае, перегревание тарелки чревато прогоранием клапана, которое, в свою очередь, пускает иную цепную реакцию, и цилиндр может потерять герметичность.
Замена клапанов двигателя происходит в несколько этапов.
1. Рассухаривание – процедура снятия крепежных сухариков, позволяющая освободить клапан. Рассухаривание проводят при помощи такого приспособления, как рассухариватель.
2. Снятие тарелки с пружинами и сальников. Операция производится при помощи специального захвата.
3. Извлечение старого клапана.
4. Установка нового клапана.
5. Замена направляющей втулки (в случае необходимости).
После вставки нового клапана обязательно проверяют его биение. Если оно находится в пределах 1 мм, направляющую втулку можно не менять. Если же больше – деталь требует замены. Для этого направляющую втулку выбивают из головки при помощи специальной оправки, а затем на ее место забивают новую.
6. Притирка клапана к головке.
На рис. показано прогоревший клапан двигателя
Двигатель после замены клапанов
Если замену клапана производят из-за прогара, значит, подгорело и седло. Вначале его выравнивают с использованием специальной шарошки, и затем при помощи притирочного порошка притирают клапан к седлу головки. Это очень важная процедура, от которой зависит дальнейшая работоспособность двигателя. Если притереть клапан плохо, то вскоре он прогорит опять.
Читайте: услуга по ремонту дизельных двигателей
7. Набивка новых сальников.
8. Засухаривание.
Есть ли необходимость в замене клапанов, или для их нормального функционирования достаточно устранить мелкие дефекты, может решить только опытный механик. Поэтому владельцам стоит обращаться за консультацией при первых же признаках неисправности дизельного двигателя.
ООО «Торент Дизель Сервис» предлагает услуги: ремонт дизельных двигателей, диагностика ДВС, ремонт ТНВД, ремонт дизельных форсунок Common Rail, ремонт КПП. Качество работ гарантируем. Звоните по телефонам вверху страницы. Бердичев, Бердянск, Белая Церковь, Белгород-Днестровский, Борисполь, Бровары, Вишневое, Винница, Вознесенск, Владимир-Волынский, Горловка, Каменское (Днепродзержинск), Днепр, Днепропетровск, Донецк, Дрогобыч, Дунаевцы, Житомир, Желтые Воды, Запорожье, Ивано-Франковск, Ильичевск, Каменец-Подольский, Кировоград, Ковель, Коломыя, Кременчуг, Кривой Рог, Луганск, Луцк, Львов, Макеевка, Мариуполь, Мелитополь, Николаев, Миргород, Мукачево, Нежин, Никополь, Новая Каховка, Одесса, Александрия, Павлоград, Первомайск (Николаев), Полтава, Ровно, Сумы, Тернополь, Ужгород, Умань, Киев, Харьков, Херсон, Хмельницкий, Черкассы, Черновцы, Чернигов
Замена клапанов ВАЗ на 8 и 16 клапанных двигателях + Видео
Клапанный механизм является очень важным элементом любого двигателя. Он обеспечивает впуск топлива в камеру сгорания, ее герметизацию и выпуск отработанных газов. Если клапанный механизм находится в неисправном состоянии, герметизация цилиндров может быть нарушена, что приводит к потере мощности и скорейшему износу всех деталей двигателя. Рассмотрим, как производится замена клапанов на 8-ми клапанном и 16-ти клапанном двигателе.
Принцип действия клапанного механизма
Понять, как работает клапанный механизм в двигателе, совсем не трудно. В основе его работы лежит вращающий момент, который появляется при вращении коленчатого вала блока цилиндров. На его шкиве устанавливается ремень ГРМ, который передает вращение на распределительный вал головки блока цилиндров. На протяжении всей конструкции вала имеются специальные выпуклости, которые расположены на разных его частях. Распределительный вал вращается и этими выпуклостями воздействует на втулки клапанов, которые их прижимают. Как только вал прекращает свое воздействие, клапан, под действием пружины, возвращается в исходное положение.
Процесс закрытия и открытия клапанов четко синхронизирован с работой коленчатого вала. Клапана должны закрываться только в тот момент, когда поршень достигает верхней мертвой точки. Как только смесь взрывается, поршень уходит вниз, а клапана открываются, чтобы дать возможность вырваться отработавшим газам. Если нарушить эту последовательность действий, двигатель попросту не будет работать, а клапана непременно испортятся.
Условия работы клапанов крайне тяжелые. Они подвержены влиянию высоких температур и имеют свойство прогорать. В конструкции некоторых двигателей, которые для повышения мощности используют малый размер камеры сгорания, есть риск изгиба клапанов, если синхронность вращения распределительного и коленчатого вала будет нарушена после обрыва ремня ГРМ или его неправильной установки.
Замена на 8-ми клапанном двигателе ВАЗ 2114
Самая распространенная проблема таких двигателей – это прогорание клапанов. Стоит отметить, что происходит это достаточно редко, но, все же, случается. Клапана могут прогореть по следующим причинам:
Детонация двигателя. В этом случае, помимо замены клапанов понадобится еще и устранение причин детонации.
Езда на автомобиле, заправленном пропаном. Клапана могут прогореть, если не внести соответствующие изменения в программное обеспечение компьютера.
Эксплуатация автомобиля с некачественным топливом.
Езда на слишком больших оборотах. Даже предельно-допустимые значения оборотов могут привести к прогару клапана.
Некорректное калильное число свечей зажигания.
Это перечисление относится к 8-ми клапанному двигателю, в то время, как 16-ти клапанный имеет еще одну причину, по которой происходит замена клапана. При обрыве ремня ГРМ, поршни на большой скорости врезаются в клапана и их попросту гнет. Стоит еще раз напомнить, что владельцам автомобилей с обычным 8-ми клапанным двигателем бояться нечего, но ремень ГРМ рекомендуется менять своевременно.
Порядок действий при замене
Откройте капот автомобиля, выкрутите крепления системы впрыска и снимите ее. Отсоедините крышку ремня ГРМ и проведите его демонтаж. Затем, открутите крышку клапанного механизма и снимите ее. Ослабьте и выкрутите крепления распределительного вала и демонтируйте его. Допускается демонтаж вала и на снятой ГБЦ, однако, из-за отсутствия нормальной фиксации головки, сделать это будет очень трудно.
Выкрутите десять болтов крепления головки блока цилиндров. На разных сторонах двигателя они расположены по-разному: с одной стороны внутри ГБЦ, а с другой – наружи.
Отсоедините все, что препятствует дальнейшему проведению работ и снимите головку блока цилиндров.
Когда головка лежит на верстаке, можно приступить к рассухариванию клапанов. Чтобы это сделать, необходимо приобрести специальное приспособление. Чтобы ГБЦ не качалась и не двигалась, установите ее на блок цилиндров и затяните на пару болтов.
Снимите все пружины клапанов с помощью съемника (рассухаривателя) и вытащите маслосъемные колпачки.
Теперь вытащите клапана из направляющих отверстий с внутренней части ГБЦ.
При замене клапанов, необходимо выполнить их притирку. После этого, соберите все узлы в обратной последовательности.
Видео — Как поменять прогоревший клапан
Как заменить на 16-ти клапанном двигателе Lada Priora
Такой двигатель страдает, в основном, от обрыва ремня ГРМ. Поршни «встречаются» с клапанами и, в итоге, последние загибаются, точнее всего, гнутся их втулки. Дальнейшая эксплуатация автомобиля, при этом, невозможна. Остается только замена клапанов.
Порядок действий
Как и в случае с 8-ми клапанным мотором, необходимо снять головку блока цилиндров. Перед этим, снимают ремень ГРМ, отсоединяют инжектор, бронепровода, свечи и крышку головки БЦ.
После этого отсоединяют уже два распределительных вала и затем уже снимают саму головку. Кстати после ее демонтажа, старая прокладка должна обязательно быть заменена. Для снятия головки, открутите крепежный кронштейн. Он предназначен для удерживания двигателя от наклонов и крепится к головке блока.
Вытащите сальник клапанов с помощью специального захвата и произведите демонтаж старых клапанов с помощью того же съемника. Будьте осторожны, так как пружины на клапанном механизме имеют достаточно высокую упругость, из-за чего частенько вылетают и теряются.
Вытащите старые клапана тем же способом, что и на 8-ми клапанном двигателе, с внутренней части головки блока цилиндров и установите на их место новые элементы.
Произведите сборку всех деталей в обратной последовательности, установите головку на блок цилиндров и монтируйте распределительные валы. Наденьте крышку, зафиксируйте ее и поставьте ремень ГРМ.
Установите оставшиеся части и жгуты проводов.
Чтобы клапана не гнуло, рекомендуется периодически производить оценку состояния ремня и менять его своевременно. Однако, многие водители, чтобы сохранить жизнь двигателю в случае обрыва ремня, устанавливают новую поршневую группу. Такой метод очень дорогой и потребует много сил для воплощения. Это связано с тем, что для установки новых поршней потребуется разобрать двигатель целиком, что самостоятельно сможет сделать не каждый водитель.
Замена клапанов, замена клапанов двигателя цена, замена клапанов ГРМ
Замена клапанов двигателя
Замена клапанов Peugeot Замена клапанов Citroen Замена клапанов Renault
На нашем СТО Вы всегда сможете заменить необходимые запчасти для Вашего автомобиля.
Уточнить стоимость работ и наличие запчастей можно по телефону:
326-47-07 или 326-47-37 каждый день с 9.00 до 21.00
Коллектив профессиональных мастеров нашей СТО рад вас приветствовать. Если вашему ТС понадобилась замена клапанов ГРМ, то вы попали по адресу.
Увы, довольно часто двигатели различных автомобилей требуют полной замены клапанов или самих ремней ГРМ. Пожалуй, все автомобилисты знают, что перескакивание ремня ГРМ или его обрыв — это очень плохо. Результат всегда один. Поршни начинают ударять по клапанам, которые остаются на этот момент открытыми. В итоге: деформированные клапана, а в худшем случае, погнутые поршни. Дальнейшая эксплуатация автомобиля без капитального ремонта двигателя, в данном случае, невозможна. Во избежание такой опасности, владельцам ТС необходимо проверять периодически состояние ремня, а в случае износа, незамедлительно провести его замену.
Но замена клапанов двигателя может быть вызвана не только из-за этого. Другой причиной является естественный износ, так называемой, ножки клапана. Для того чтобы определить состояние ножки клапана, производится замер диаметра – величины её рабочего размера. Если размер меньше стандартной величины, то клапан непригоден. Помимо этого, различного рода повреждениям подвержена и тарелка клапана. Так при диагностике могут наблюдаться трещины или частичное прогорание тарелки.
Методы замены клапанов аналогичны практически для всех автомобилей. Для начала проводится демонтаж газораспределительного вала, для того чтобы была возможность полного доступа к клапанам. Ремонт осуществляется при помощи набора специальных инструментов, посредством которых производится их извлечение. Непосредственно на шпильки газораспределительного вала крепится специальное приспособление. После этого демонтируются крепежные сухари. Предварительно под тарелки кладутся опоры. Сила пружин довольно велика и если произойдёт соскакивание приспособления с тарелки, то нужны будут новые сухари. После демонтажа всех сухарей, очередь за тарелками и пружинами.
Демонтаж тарелки с пружинами производится в следующей последовательности:
при помощи специального захвата, прижимается сальник;
в прижатом состоянии сальник несколько раз прокручивается в обе стороны и вытягивается вверх;
извлекаются старые клапаны;
производится замена новыми;
обратная сборка.
Доверьтесь профессионалам нашего автосервиса. Замена клапанов, цена услуги которой у нас вполне приемлема, происходит в кратчайшие сроки, с использованием специального оборудования. Удобство нашего сервиса еще и в том, что на месте вы сможете приобрести необходимые составляющие для ремонта с рекомендаций наших высококвалифицированных мастеров. Мы оберегаем своих клиентов от подделки и работаем только с проверенными поставщиками. Все запчасти поставляются с заводов производителей и имеют гарантию.
Замена клапанов двигателя Тойота (Toyota) цена
Услуги СТО «Альфа» по замене клапанов двигателя Тойоты
Экстремальные условия работы клапанной группы неизбежно приводят к тому, что все ее элементы изнашиваются в какой-то определенный момент перед автовладельцем может возникнуть вопрос о необходимости замены клапанов на Тойоте.
Специалисты нашего автосервиса в Нижнем Новгороде рекомендуют доверять проведение любых работы с двигателем только профессиональным автомеханикам. В противном случае вы рискуете некорректно произвести замену клапанов на Тойоте, что может вылиться в более дорогостоящий капитальный ремонт двигателя.
Когда следует задуматься о смене клапанов ГРМ на Тойоте
Корректная работа всей клапанной группы зависит от возможности ее быстрого охлаждения и эффективности смазывания каждого элемента. Охлаждение обеспечивает так называемая «водяная рубашка», а за смазку отвечают специальные добавки в топливе.
О необходимости замены клапанов на Тойоте могут говорить следующие признаки:
Наличие трещин и сколов на фаске клапана.
Поверхность головки начинает деформироваться.
Наличие коррозии на поверхности клапана, глубокие царапины или даже погнутость.
Однако о степени повреждения клапанной группы можно судить лишь после полной разборки газораспределительного механизма. После разборки ГРМ, каждый элемент клапана промывается в специальной жидкости и очищается от нагара и инородных веществ.
После полного очищения можно определить, какой клапан может быть заново установлен, а какой именно требует замены. Однако специалисты нашего автосервиса в Нижнем Новгороде рекомендуют производить не выборочную, а полную замену клапанов на Тойоте.
К окончательным операциям по замене клапанной группы ГБЦ на Тойоте причисляется их притирка и регулировка зазоров. Обращаем внимание, зазоры клапанов для каждого типа двигателя могут отличаться друг от друга.
Гарантии автосервиса «Альфа» при замене клапанов двигателя Тойоты
Наш автосервис в Нижнем Новгороде представляет собой целую команду профессионалов, за плечами которой многолетний опыт обслуживания не только автомобилей Тойота, но и других японцев.
Использование компьютерных технологий с лицензионным программным обеспечением позволяет проводить высокоточную компьютерную диагностику всех узлов автомобиля и его основных агрегатов. А современное оборудование дает возможность осуществлять эффективное обслуживание и проводить ремонтные работы любого уровня сложности, будь это просто замена ремня ГРМ на Тойоте или замена клапанов на Тойоте.
Также на территории автосервиса «Альфа» располагается целый склад-магазин, где в широком ассортименте представлены различные запчасти для автомобилей Тойота и других иномарок. Более того, мы предоставляем гарантии не только на проведенные работы, но и на непосредственно у нас приобретенные и установленные автодетали. Срок действия гарантийных обязательств – от шести месяцев и до полугода. Данные условия действуют и при осуществлении замены клапанов на Тойоте.
А пока идет обслуживание вашего транспортного средства, мы приглашаем вас пройти в просторную «Комнату отдыха для клиентов», где у вас есть возможность не только выпить чашку горячего чая или кофе, но воспользоваться бесплатным доступом к сети Интернет. При желании, вы можете включить телевизор, по которому с помощью камер наблюдения вы сможете посмотреть, как наши специалисты осуществляют замену клапанов на Тойоте или другое ремонтное обслуживание.
Стоимость замены клапанов двигателя Тойоты
Мы не ставим перед собой задачу зарабатывать на автовладельцах, которые попали в непростую ситуацию со своим транспортным средством. Для нас первостепенная задача состоит в том, чтобы осуществлять высококачественное обслуживание. А довольная улыбка водителя, который только забрал у нас отремонтированный автомобиль, уже является самой большой наградой.
За всеми вопросами, касательно замены клапанов двигателя и цен на другие услуги, вы можете обратиться к нашим специалистам по контактным номерам телефонов. В случае невозможности воспользоваться телефонной связью, вы можете заполнить веб-форму «Заказать услугу» или «Задать вопрос». Наши операторы обработают заявку и сразу с вами свяжутся наиболее удобным для вас способом, чтобы не только предоставить актуальную информацию по замене клапанов на Тойоте, но и подобрать оптимальное время для обслуживания вашего автомобиля.
+7 (831) 414-40-73
Замена клапанов двигателя в Перми
Клапаны газораспределительного механизма отвечают за подачу свежей и вывод отработанной газовой смеси из цилиндров. Нарушение их геометрии, появление механических дефектов и некоторые другие факторы становятся причиной неправильной работы двигателя. Количество клапанов на каждый цилиндр может быть разным (2 или 4), во многом определяя стоимость мероприятия по их замене. Процедура для большинства автомобилей имеет стандартную схему, не вызывая сложностей у специалистов. В некоторых случаях допускается проведение ремонтных работ.
Замена клапановПризнаки износа клапанов двигателя
Газораспределительный механизм является неотъемлемой частью ДВС, оказывая большое влияние на характеристики последнего. Неправильный зазор, наличие повреждений на клапанах, тарелках и стержнях станет причиной снижения мощности автомобиля. При этом может увеличиться расход масла и топлива. Износ клапанов практически всегда сопровождается неравномерной работой двигателя, что сложно не заметить при условии должного ухода за авто. Почему так происходит? Работа деталей под воздействием высокой механической нагрузки и температуры (800˚С и более) сопровождается деструктивными процессами. Даже жаропрочные металлы не способны выдерживать продолжительное негативное воздействие.
Помимо естественного износа, причиной необходимости в ремонте может стать обрыв ремня ГРМ или его перетаскивание. Деформация клапанов в этом случае считается наилучшим стечением обстоятельств. Очень часто обрыв ремня наносит урон и поршневой группе, требуя проведения более дорогостоящих восстановительных мероприятий. Самым простым и наименее затратным видом ремонта является устранение повреждений на тарелках. Какие последствия могут быть, если не обращать внимания на проблемы с клапанной системой? Помимо прогрессирующего ухудшения динамики автомобиля, автовладелец рискует довести ДВС до полного выхода его из строя
Особенности замены клапанов в газораспределительном механизме двигателя
Специалисты нашего автосервиса неоднократно проводили процедуру замены клапанов, зная особенности и нюансы разных типов двигателей. В первую очередь осуществляется снятие газораспределительного вала, после чего демонтируются тарелки вместе с пружинами. Использование профессионального оборудования позволяет сохранить целостность крепежных элементов, снижая общие затраты клиента. После замены старых клапанов на новые выполняется обратная сборка.
При небольшом износе осуществляется шлифовка рабочих поверхностей, иногда – хромирование тарелок и стержней с целью устранения механических дефектов. Также стандартной процедурой является восстановление пружин. При обращении в наш автосервис, Вы можете быть уверены в компетенции специалистов и большой вариативности решений проблем. Замена клапанов осуществляется только в крайнем случае (при отсутствии других вариантов) либо по желанию заказчика. Точная стоимость работ определяется индивидуально после проведения диагностики.
Стоимость замены клапанов двигателя
Стоит отметить что на сегодняшний день действую скидки и акции. Вот актуальные условия, которые будут интересны владельцам, заинтересованным в замене клапанов двигателя, а также поддержании всего узла в первоначальных технических характеристиках.
Бесплатная диагностика вашего автомобиля
Диагностика неисправностей и диагностика подвески предоставляется бесплатно при дальнейшем ремонте в нашем автосервисе.
Скидки на ремонт любого автомобиля до 15%
При сложном и дорогостоящем ремонте нами предоставляется скидка на работы до 15%. Скидка оговаривается индивидуально для каждого типа услуг.
Возможность рассрочки для юр. лиц
Для юридических лиц, нашим автосервисом предоставляется возможность рассчитаться за услуги в рассрочку
При оказании услуг по ремонту, нашим автосервисом предполагаются гарантийные обязательства перед Вами. Гарантийные обязательства на ремонт соответствуют нормам предписанным действующим законодательством Российской Федерации. Будем рады видеть Вас в нашем автосервисе на Космонавта Леонова 53/9
Замена клапанов двигателя Hyundai Accent — Авторемонт, замена своими силами
Замена клапанов Хендай Акцент может потребоваться в случае, если произошел обрыв ремня ГРМ и клапана встретились с днищем поршня. Довольно трудоемкая операция, которая потребует от вас большого количества времени. Для замены клапанов Hyundai Accent придется разобрать двигатель. Снятие головки блока цилиндров еще пол беды, ведь предстоит это все собрать. Постараемся ответить на вопрос о замене клапанов Акцента доступным языком.
Для начала снимаем приводные ремни Акцент. Затем потребуется снять ремень ГРМ Hyundai Accent. Сливаем охлаждающую жидкость, откручиваем впускной и выпускной коллекторы.
Теперь можно откручивать клапанную крышку. Там мы обнаруживаем цепь приводящую в движение два распредвала. Все это необходимо снять, не забываем про гидрокомпенсаторы. Разбирайте все аккуратно, каждую снятую деталь необходимо будет установить на место.
Откручивать болты головки блока цилиндров Хендай Акцент необходимо в определенном порядке, для наглядности предлагаем фото чуть ниже.
После снятия ГБЦ необходимо рассухарить старые клапана. Главное при этом не путать пружины, сухарики и тарелочки. сломанные пружины естественно меняем новыми. При установке новых клапанов замена маслосъемных колпачков обязательная процедура. При установке новых клапанов Хендай Акцент их необходимо притереть к седлам головки, без этого не будет компрессии и вы просто не заведете свой мотор.
Для притирки клапанов необходима специальная паста, которую можно купить в любом магазине авто запчастей. Качественная притирка проверяется довольно простым способом. Переворачиваете головку, вкручиваете туда свечи, вставляете притертые клапана и наливаете, какой нибудь жидкости (керосин, бензин и т.д.). Жидкость не должна уходить через притертые клапана. Таким образом вы можете наглядном понять, в каком цилиндре ничего притирать уже не надо, а где еще поработать. Визуально оценить качество притирки можно по непрерывному матовому пояску (толщиной около 1.5 мм), который образуется на клапане. Проверка на герметичность с помощью жидкости обязательна, без этого не вздумайте собирать двигатель, он не будет нормально работать.
Если жидкость из ГБЦ не уходит в течении 10-20 минут, можно ставить новые маслосъемные колпачки, засухаривать клапана и ставить голову на блок цилиндров двигателя. Естественно прокладка между головкой и блоком должна быть новой.
При установке головки блока на место обратите внимание на порядок затяжки болтов. Кроме того, болты крепления ГБЦ необходимо заменить новыми. Последовательность их затягивания указана на фото ниже. Проводить процедуру нужно в пять этапов: 1 – затяжка моментом 35 Нм; 2 – проворачивание на 90-92 градуса; 3 – ослабление; 4 – повтор первого шага; 5 – доворачивание на 60-62 градуса.
После установке собранной головки блока проводим операцию по дальнейшей сборке, не забывая про метки ГРМ, о которых мы подробно писали тут. Несовпадение меток двигателя Хендай Акцент может опять привести к проблемам с гнутыми клапанами.
Замена клапанов на ВАЗ с 8-клапанным мотором
Владельцы автомобилей ВАЗ нередко сталкиваются с ситуациями, в которых необходима замена клапана. Клапана может погнуть из-за лопнувшего ремня ГРМ (на ВАЗ 2105 ставился мотор с ремнем) или перескочившей цепи, ножка клапана может износиться слишком сильно, кроме того, клапан может прогореть или тарелка треснет.
Замену клапана на автомобилях ВАЗ с 8-клапанным мотором («классика» 2105, 2106 и 2107; семейство «Самара» 2108, 2109 и 21099; «десятое» семейство 2110, 2111 и 2112; «Новая Samara» 2113, 2114 и 2115) можно выполнить своими руками. Главное – иметь необходимый инструмент и навыки работы с автомобилем.
Для замены клапана на 8-клапанном моторе ВАЗ («классика», оба семейства «Самара», «десятое» семейство) понадобится следующий инструмент:
рассухариватель клапанов (специальный инструмент, с помощью которого снимается сухарь клапана),
съемник маслосъемных колпачков,
ключ для отворачивания ГБЦ (головка на 13 с воротком и удлинителем).
Рассухариватель клапанов ВАЗ
Способ замены клапанов практически идентичен для большинства моделей ВАЗ.
1. Чтобы получить доступ к клапанам, необходимо демонтировать газораспределительный вал с головки.
2. Снять толкатели (рокера – на моторах «классики»).
3. Зафиксировать рассухариватель на шпильке газораспределительного вала. Под тарелку клапана следует подложить подставку.
4. Удалить крепежные сухари. Эту операцию следует проделывать очень аккуратно: если рассухариватель вдруг соскочит, жесткие пружины «выплюнут» сухарь с такой силой, что вы рискуете его потом просто не найти.
5. Когда оба сухаря сняты, можно демонтировать тарелку с пружинами.
6. Извлечь упорные тарелки под пружинами. На «классике» они снимаются сразу и без лишних действий, а на «Самаре» и «десятке» для этого придется сначала снять сальник клапана (понадобится специальный инструмент-захват).
7. Освободив клапана, извлечь их. Если какие-то клапана не будут меняться, их следует пометить, чтобы потом не возникло путаницы при установке (каждый старый клапан нужно будет установить в тот же цилиндр, из которого он был извлечен). Обычно в качестве разметки используются точки, нанесенные кернером на торец тарелки: одна точка – первый цилиндр, две – второй и т.д.
8. Установка клапанов и последующая сборка производится в обратном порядке. Обратите внимание, что засухаривать клапан следует только с использованием специального инструмента.
Если вы устанавливаете старые клапана, их необходимо очистить от нагара, если новые – их следует притереть, чтобы не было утечки бензина или воздуха в закрытую камеру сгорания.
Как снять и заменить клапаны в головке цилиндров
Если вам нужно снять клапан с головки блока цилиндров, чтобы заменить клапан или заменить уплотнения клапана, это видео поможет вам в этом. Вы также можете сделать этот процесс, пока головка блока цилиндров все еще прикреплена к блоку двигателя с помощью некоторых инструментов. Для этого установите поршень в положение сжатия ВМТ и убедитесь, что оба клапана закрыты. Затем вы можете запустить сжатый воздух в цилиндр, чтобы удерживать клапаны на месте, когда вы сжимаете пружины клапана.
Обзор рекомендуемых инструментов и расходных материалов для этой сборки
Я часто использую для этого шланг для проверки компрессии. Вам необходимо сначала удалить клапан Шредера, прежде чем вы попытаетесь это сделать, в противном случае воздух не будет поступать в цилиндр. Вы также можете использовать кусок веревки или аналог, чтобы клапаны не упали в цилиндр во время работы. Этот метод хорошо работает, если вы просто заменяете уплотнения клапана. Однако вы не сможете использовать большой пружинный компрессор. Вам придется использовать Lisle или какой-нибудь другой компрессор, чтобы справиться с этой задачей.Вот несколько полезных ссылок для вас.
Вот несколько инструментов, которые я рекомендую для работы.
Быстро снимает и устанавливает держатели клапанов на большинстве двигателей с верхним расположением клапанов со штоками клапанов от 4,5 до 7,5 мм и 5/16 ″ …
Этот компрессор пружины клапана — «инструмент на автомобиле». Этот инструмент позволяет сжать пружину и снять держатели …
Похожие видео:
Инструменты / расходные материалы для этой сборки:
Компрессор с большой пружиной:
GearWrench 383D Компрессор пружины клапана Сервисные двигатели с верхним расположением клапанов, ручка снаружи инструмента упрощает использование, глубина горловины 7-1 / 2 ″ и отверстие губок от 2-3 / 4 ″ до 5-7 / 8 ″, подходит для большинства двигатели легковых автомобилей и легких грузовиков, будут работать на небольших двигателях с L-образной головкой со снятыми коллекторами
Инструмент для пружинного компрессора Lisle:
Набор для снятия и установки держателя клапана Lisle 36050
Делает разборку и сборку компонентов клапана быстрыми и легкими.Нажмите на инструмент или постучите по нему молотком, чтобы снять держатели клапана. Магнит в корпусе инструмента захватывает держатели для быстрого снятия и разборки клапана.
Чтобы узнать о других инструментах и предложениях, посетите страницу «Инструменты» на сайте EricTheCarGuy.com: http://www.ericthecarguy.com/tools
Я чертовски потратил время, пытаясь найти специальный инструмент Honda, и не смог предоставить вам ссылку. Извини за это. Инструмент Lisle будет работать нормально, ИЛИ Я видел несколько самодельных версий этого типа расширений, которые выглядели так, как будто они работали очень хорошо.
Статьи по теме
Обсуждение этого видео: http://www.ericthecarguy.com/../50319-how-to-remove-replace-valves-in-a-cylinder-head#92526
Средняя цена магазина
РемонтСмит Прайс
$
Сообщите нам свой автомобиль, чтобы получить гарантированную цену на тормоза от RepairSmith.
В вашей машине много клапанов и головок. Мы можем помочь разобраться со всеми ними. Сообщите нам свой автомобиль, чтобы получить гарантированную цену от RepairSmith.
Сообщите нам свой автомобиль, чтобы получить гарантированную цену на тормоза от RepairSmith.
В наш ремонт входит:
Сертифицированные механики • 12 месяцев | Гарантия на 12000 миль
Простое онлайн-бронирование • 7 дней в неделю
Признаки неисправности клапанов и головок
Плохая работа двигателя
Если клапаны двигателя не герметизированы должным образом, тогда в двигателе не будет должной степени сжатия.Это повлияет на мощность двигателя и сделает автомобиль менее мощным. Вы также можете столкнуться с нерешительностью и грубым бегом.
Шум двигателя
Когда клапаны или головки имеют проблемы, вы можете услышать постукивающий или тикающий шум, исходящий от двигателя.
Потеря жидкости
Если головка блока цилиндров треснула, охлаждающая жидкость двигателя может попасть в камеру сгорания, где она сгорит.Это снизит количество охлаждающей жидкости в вашем автомобиле. Это также может привести к выходу белого дыма из выхлопной трубы и возможному перегреву двигателя. Аналогичным образом, сломанные направляющие клапана или уплотнения часто пропускают масло в камеру сгорания. Это приводит к потере масла, а иногда и к синему или серому дыму из выхлопной трубы.
Контрольная лампа двигателя
Проблема с клапанами двигателя или головкой блока цилиндров приведет к неправильной работе двигателя.Это предупредит компьютер вашего автомобиля, который включит контрольную лампу проверки двигателя на приборной панели.
Получить цитату
12 месяцев | Гарантия на 12000 миль
Снятие и шлифовка клапанов | Как работает автомобиль
Хорошо
двигатель
производительность зависит от
клапан
условие. Изношенные направляющие или штоки, а также обгоревшие или плохо сидящие клапаны позволяют
газ
убежать под
сжатие
, что приводит к плохому запуску и потере мощности.
Пружины клапана
тоже может повлиять на работу двигателя. Со временем они ослабевают, заставляя клапаны «подпрыгивать» на своих седлах при закрытии.
Удаление клапанов
Сжатие пружины клапана.
Поддержите
крышка цилиндра
прочно соберите на подходящей скамейке или рабочей поверхности. Следите за тем, чтобы оставалось достаточно места для хранения снятых деталей, а также чтобы картонные коробки и чистая газета оставались чистыми и безопасными.
Отверните гайки или болты крепления впускного патрубка.
многообразие
в сторону
цилиндр
глава; удалить его вместе с
карбюратор
если возможно.
На некоторых двигателях
карбюратор
откручивается и снимается до того, как вы сможете получить доступ к гайкам или болтам коллектора (см.
Замена прокладки выпускного коллектора
).
Поместите узел коллектор / карбюратор в чистое безопасное место, желательно на листе газеты.
Аналогичным образом снимаем
выхлопной коллектор
со стороны головки и поместите вместе с впускным коллектором.
На некоторых двигателях впускной и выпускной коллекторы устанавливаются и снимаются как одно целое.
Отверните гайки или болты, удерживающие
термостат
корпус к ГБЦ. Снимите крышку и снимите термостат.
При необходимости открутите и снимите
датчик температуры
передатчик со стороны ГБЦ.
Поверните головку блока цилиндров на бок и подпереть ее опорами, чтобы снять клапаны. Поместите клапан-пружину
компрессор
над клапаном, ближайшим к передней части головы.
Удаление цанг.
Сжимайте пружину клапана до тех пор, пока две разрезные конические цанги вокруг верхней части
шток клапана
можно удалить. Следите за тем, чтобы не уронить их, они легко теряются.
Медленно отпустите компрессор, пока он не освободится, затем снимите узел пружины клапана и снимите клапан с головки. Соедините все части клапана вместе для проверки позже. Отбросьте
сальники
(если есть).
Повторите процедуру снятия клапана на остальных клапанах в правильном порядке и поместите компоненты в порядке их удаления на пронумерованный лист чистой бумаги или вставьте их в кусок картона.
В качестве альтернативы можно использовать старую головку блока цилиндров.
прокладка
• хранить клапаны в правильной последовательности.
Каждый клапан должен быть установлен в исходное положение при повторной сборке, как отдельные клапаны,
направляющие клапана
а также
седла клапана
носить по-разному.
Удаление углерода
Очистка внутренних частей коллектора
Удалить все
углерод
отложения из ГБЦ
камеры сгорания
а также
порты клапана
, используя подходящий скребок, например тупую отвертку, и проволоку.
щетка
.
Будьте очень осторожны, чтобы не порезать поверхность седел клапана или обработанную поверхность головки, особенно на головке из алюминиевого сплава.
Очистите обработанную поверхность головки блока цилиндров, чтобы удалить все остатки старой головки на хранение — используйте гладкую сторону лезвия ножовки или скребок для краски.
Опять же, будьте осторожны, чтобы не поцарапать и не повредить лицо.
Соскребите, пока лицо не станет гладким и плоским. Прокладки головки модема имеют покрытие из смолы, которое прилипает к поверхности и часто бывает трудно удалить.Убедитесь, что вы удалили все это.
Очистка головки клапана с помощью электродрели, зажатого в тисках.
Очистите нагар от каждого клапана по очереди. Зажмите шток клапана в патроне установленной на стойке электродрели или, при необходимости, в тисках. По возможности поверните на малой скорости и осторожно удалите отложения отверткой.
головка клапана
можно разгладить очень тонкой наждачной бумагой. Не забудьте сохранить клапаны в порядке их снятия.
Осмотрите поверхность и край каждого клапана, ища
канавки
, ямы и другие признаки повреждений. Если клапаны обгорели, погнуты или повреждены, замените их.
Проверьте седла клапана в головке на наличие канавок, точечной коррозии и особенно трещин.
Небольшие точечные дефекты обычно можно удалить шлифованием. Более серьезная точечная коррозия устраняется повторной подрезкой седла клапана в инженерной мастерской.
Очистка камеры сгорания проволочной щеткой.
Очистите весь нагар и грязь внутри впускного и выпускного отверстий с помощью проволочной щетки чашечного типа, установленной в патроне электродрели. Защитите глаза очками.
Устойчивые частицы углерода можно удалить, осторожно соскоблив тупой отверткой, а затем проволочной щеткой.
Проверка направляющих клапана
Проверьте шток клапана и направляющую, пытаясь перемещать клапан из стороны в сторону в направляющей.
Обратный клапан
направляющих для износа, сначала вставив клапан в соответствующую направляющую, а затем слегка приподняв клапан над седлом.
Попробуйте переместить головку клапана из стороны в сторону. Если перемещение головки клапана превышает 0,007 дюйма (0,2 мм), направляющая клапана или шток клапана могут быть чрезмерно изношены — проверьте спецификации производителя, приведенные в руководстве по обслуживанию, или обратитесь к местному дилеру.
Блок цилиндров с гильзами
Держите деревянный брусок над цилиндрами, чтобы гильзы не поднимались.
Если движение слишком велико, повторите испытание с новым клапаном.Если он имеет меньшее движение, старый шток клапана изношен и клапан необходимо заменить. Если движение по-прежнему слишком велико, значит, изношена направляющая, и головку блока цилиндров следует отнести в инженерную мастерскую для замены всех направляющих.
Проверьте шток клапана и направляющую, пытаясь перемещать клапан из стороны в сторону в направляющей.
Если направляющие
интеграл
часть головки блока цилиндров, их можно развернуть — открыть — до большего размера для установки новых клапанов с увеличенными штоками клапанов.Эту работу тоже стоит доверить машиностроительной мастерской.
Шлифовка и установка клапанов
Обычно клапаны должны быть
земля
, или «притертыми» к их соответствующим гнездам, чтобы гарантировать газонепроницаемость
тюлень
. Пришлифуйте каждый клапан (включая новые клапаны) вручную, используя инструмент для заточки клапанов и пасту для заточки клапанов.
Присоедините присоску на шлифовальном инструменте к торцу клапана.
На некоторых современных автомобилях
поверхности клапана
иметь тонкий слой, который нельзя удалять.При установке клапанов с покрытием используйте старый клапан для
молоть
седло клапана.
Нанесите чистое моторное масло на шток клапана и прикрепите головку клапана к присоске на конце шлифовального инструмента.
Нанесите тонкий слой шлифовальной пасты на скошенный край головки клапана и полностью вставьте клапан в его направляющую.
Отшлифуйте клапан в седле, вращая шлифовальный инструмент между ладонями вперед и назад.
Вращайте шлифовальный инструмент вперед и назад между ладонями, одновременно вдавливая инструмент и клапан в гнездо.
Через минуту непрерывного шлифования поднимите клапан с седла, поверните его примерно на 45 градусов, затем продолжайте процесс шлифования еще минуту.
Повторите процедуру шлифования, периодически меняя положение клапана, пока обе головки клапана не
фланец
а седло клапана имеет ровный матово-серый вид, что указывает на то, что клапан и седло полностью контактируют.
Клапан и седло
Сиденье должно иметь матово-серый цвет без ямок и других дефектов.Головка клапана должна иметь небольшой шаг между торцом и седлом. Следует заменить клапан с острым краем.
Если на седле остается небольшая точечная коррозия, используйте пасту для грубого помола, а затем пасту мелкого помола.
Когда все клапаны притерты, снимите их и разместите каждый в порядке снятия.
Промыть ГБЦ,
горение
камеры и порты клапанов тщательно смазать парафином, чтобы удалить все следы шлифовальной пасты.
Просушите головку сжатым воздухом из
шина
стопа
насос
, и продуйте все масляные каналы и отверстия для болтов.
Удалите все следы шлифовальной пасты с клапанов, не забывая хранить их в порядке удаления.
Смажьте каждый шток клапана чистым моторным маслом и установите клапаны в соответствующие положения в головке.
Установите сальник на шток клапана.
Если есть сальники,
соответствовать
новые на штоки клапана, стараясь не повредить кромки уплотнения.Всегда устанавливайте новые клапанные пружины.
Поместите новую пружину клапана и колпачок пружины на шток клапана, обращая внимание на то, что конец пружины с закрытой спиралью обычно устанавливается рядом с головкой.
Сжимайте пружину клапана с помощью приспособления для сжатия до тех пор, пока две разрезные конические цанги не войдут в положение между крышкой пружины и штоком клапана.
Медленно отпустите компрессор, пока обе цанги не заблокируют крышку пружины и шток клапана вместе.
Снимите инструмент для компрессора и повторите процедуру установки клапана на остальных клапанах в том порядке, в котором вы их сняли.
Очистка поршней и блока цилиндров
Удалите нагар с днища поршня.
Очистите
поршень
коронки и поверхность блока цилиндров, чтобы удалить излишки нагара и остатки старой прокладки головки блока цилиндров перед заменой головки блока цилиндров.
Чтобы предотвратить попадание грязи или частиц углерода в двигатель во время очистки, при необходимости закройте масляные и водяные каналы на лицевой стороне блока цилиндров кусками чистой безворсовой ткани.
Цилиндр
отверстия
также следует заткнуть чистой тканью, чтобы частицы грязи не попадали между поршнями и стенками цилиндров.
Используйте скребок, например гладкую сторону ножовки, чтобы аккуратно удалить все следы прокладки головки блока цилиндров. Будьте очень осторожны, чтобы не поцарапать и не повредить лицо.
Поверните
коленчатый вал
гаечным ключом или головкой на болте шкива коленчатого вала, чтобы подвести каждый поршень к верхней части своего цилиндра.
На двигателях со съемными цилиндрами (с мокрыми гильзами) крепко удерживайте деревянный брусок над верхним краем всех цилиндров во время вращения коленчатого вала.
Это предотвращает цилиндр
лайнеры
от подъема, когда поршни поднимаются вверх по отверстиям, и гарантирует, что
охлаждающая жидкость
уплотнения внизу гильз цилиндров не нарушены.
Когда каждый поршень находится на
ВМТ
, используйте мягкий скребок, например деревянный брусок, чтобы аккуратно соскрести нагар с его коронки, оставив небольшое графитовое кольцо вокруг внешнего края, прилегающего к стенке цилиндра.
Держите деревянный брусок над цилиндрами, чтобы гильзы не поднимались.
Очистите отверстия цилиндра и отверстия под болты от нагара и грязи, используя либо сжатый воздух от ножного насоса шины, либо
пылесос
очиститель.
Убедитесь, что в отверстиях нет частиц углерода.
Очистите поверхность блока, отверстия цилиндров и головки поршней чистой тканью, смоченной бензином или парафином, а затем высушите их.
Будьте осторожны, чтобы не загореться — например, не курите.
Нанесите тонкий слой чистого моторного масла на каждую стенку отверстия цилиндра, а затем удалите кусочки ткани из масляного и водяного каналов.
Отказ клапана двигателя
Никто не хочет проблем с двигателем, таких как расход масла, утечка компрессии, шум клапанного механизма или полный отказ клапана. Поэтому необходимо приложить все усилия, чтобы все изношенные или поврежденные детали были заменены или отремонтированы при восстановлении головки блока цилиндров. Но иногда проблемы с клапанами все равно возникают и приводят к дорогостоящим возвратам.
Как избежать таких неприятностей? Поняв причины неисправности клапана и убедившись, что вы ничего не пропустили при замене и ремонте клапанов, седел, направляющих и остальных компонентов клапанного механизма.
Работа клапана может оказаться сложной задачей при восстановлении двигателя по нескольким причинам. Во-первых, это требует абсолютной точности. Достаточно близко — недостаточно. Если допуски неточные и геометрия клапанного механизма не соответствует требованиям, у вас могут возникнуть проблемы. Гарантированно.
Работа клапана также требует внимания к деталям. Речь идет о изношенных деталях, которые кажутся нормальными, но не подлежат ремонту или замене. Лучший совет здесь: «Если сомневаетесь, выбросьте его.«Несоблюдение требований к состоянию штоков клапанов, направляющих, держателей, фиксаторов, пружин, коромысел и толкателей может привести к проблемам. Отсутствие проверки таких деталей, как установленная высота штока клапана, установленная высота пружины, зазор между штоком и направляющей, ширина сиденья и контакт, регулировка коромысла и т. д. доставляют вам каждый раз.
Более того, работа клапана часто требует определенного количества детективной работы. Чтобы решить проблему с клапаном, вам сначала нужно выяснить, что ее вызвало.
Замена сломанного клапана, например, не решит проблему, если основной причиной является несоосность между направляющей клапана и седлом. Если не исправить несоосность, новый клапан тоже выйдет из строя, так как изгиб вызывает его усталость и поломку.
Замена сгоревшего клапана не решит проблему сжатия, если основная причина — горячая точка в головке блока цилиндров. Если горячая точка не устранена, новый клапан перегреется и тоже сгорит.
Замена изношенной направляющей путем установки новой, гильзы или клапана с большим штоком не решит проблемы с расходом масла, если износ направляющей является результатом чрезмерного бокового трения штока клапана из-за смещения коромысла.Если не отрегулировать высоту штанги, ремонт направляющей продлится недолго.
Вот почему так важно проанализировать причину проблемы, прежде чем пытаться ее исправить. Сломанные или сгоревшие клапаны, а также изношенные или ослабленные направляющие, треснувшие или ослабленные седла и подобные повреждения клапанного механизма часто являются конечным результатом цепной реакции событий. Одна проблема приводит к другой и, в конечном итоге, к отказу клапана. Так что замена деталей, не понимая, почему они вышли из строя, — это вообще не решение.
Чтобы избежать проблем, связанных с клапанами, в будущем сделайте следующее:
1.Проанализируйте степень износа, а также характер износа деталей головки и клапанного механизма при разборке головки. Тщательный осмотр должен выявить любые аномальные условия или образцы износа, которые могут указывать на дополнительные проблемы.
2. Осмотрите каждый компонент клапанного механизма и головки, чтобы все изношенные или поврежденные детали можно было идентифицировать и заменить или отремонтировать.
3. Внимательно следите за качеством продукции, чтобы ремонтируемые детали были выполнены правильно.
4. Обратите внимание на технические характеристики, критические размеры и геометрию коромысла, чтобы обеспечить надлежащую повторную сборку.
ДЕФЕКТЫ КЛАПАНА ДВИГАТЕЛЯ
Многие вещи могут привести к отказу клапана. Неисправные клапаны — это то, о чем никто особо не говорит, но он считается второй причиной отказов клапанов. Термические и механические перенапряжения — номер один.
Одно исследование, проведенное ведущим производителем клапанов, показало, что 1 из каждых 5 (20,7%) отказов клапана произошел из-за дефектов самих клапанов!
Это конкретное исследование было опубликовано более десяти лет назад, и хотя те же самые основные сплавы и производственные процессы, которые использовались тогда, используются до сих пор, контроль качества прошел долгий путь.Производственное оборудование с ЧПУ (числовое управление с компьютерным управлением) и статистический контроль процесса многое сделали для устранения человеческих ошибок в производственном процессе. Но, как и у любого другого компонента массового производства, дефекты иногда проскальзывают. Так что не исключайте неисправные клапаны как возможную причину преждевременного выхода клапана из строя.
Дефекты включают наличие металлургических примесей и включений в металле, которые ослабляют клапан, дефекты ковки, которые оставляют микроскопические трещины, поры или расслоения в металле, которые приводят к поломке, дефектные сварные швы между штоками и головками в двухсекционных клапанах, которые могут допускать головкой для разделения дефектных сварных швов в клапанах с полым штоком, которые могут привести к поломке, неправильной термообработке, которая не приводит к полной закалке или отжигу клапана, что приводит к быстрому износу, ошибкам обработки, которые приводят к неправильным размерам или качеству поверхности, которые могут вызывать все виды проблемы, если они не обнаружены до установки, и плохая адгезия хромового покрытия, которое позволяет защитному покрытию отслаиваться от штока.
Поэтому лучший способ убедиться в том, что в новых клапанах, которые вы используете, нет дефектов, это (1) проверить клапаны, чтобы убедиться, что допуски находятся в пределах спецификации (диаметр штока, конус штока, общая длина и т. Д.). отсутствуют явные дефекты (зазубрины, ямки, микротрещины и т. д.) и (2) приобретайте клапаны у надежного поставщика. Один клапан очень похож на другой, поэтому нельзя судить о качестве только по внешнему виду. Низкая цена может быть привлекательной, но если клапан не выдерживает нагрузку, где можно сэкономить? Так что не рискуйте приобретать клапаны низкого качества от сомнительных поставщиков, которые в конечном итоге могут обойтись вам гораздо дороже, чем то, что вы сэкономили на самих клапанах.Покупайте у поставщика с хорошей репутацией, который поддерживает их продукцию.
ПОЧЕМУ КЛАПАНЫ ДВИГАТЕЛЯ ОТКАЗАЛИСЬ
Любой клапан со временем изнашивается, если проехать достаточно миль. Но многие клапаны прекращают работу задолго до этого из-за возгорания или поломки.
Давайте сначала поговорим о прожиге. Наиболее вероятно возгорание выпускных клапанов, потому что они нагреваются сильнее, чем воздухозаборники. Впускные клапаны охлаждаются поступающим воздухом и топливом и, следовательно, работают при температуре около 800 градусов по Фаренгейту.С другой стороны, выпускные клапаны не получают такого охлаждения и продуваются горячими газами сгорания, когда они выходят через выпускное отверстие. Выпускные клапаны в среднем работают при температуре от 1200 до 1350 градусов по Фаренгейту, что делает их гораздо более уязвимыми к эрозии и возгоранию, чем впускные. Более высокая рабочая температура требует более жесткого сплава, поэтому выпускные клапаны обычно изготавливаются из нержавеющей стали или имеют головки из нержавеющей стали (обычно сплав 21-2N или 21-4N с высоким содержанием хрома и никеля). Для тяжелых условий эксплуатации бензиновых и дизельных двигателей, где нагревание является еще большей проблемой, может потребоваться прочная стеллитовая облицовка (кобальтовый сплав) на поверхности выпускного клапана для контроля износа.
Впускной и выпускной клапаны полагаются на физический контакт с седлом клапана и направляющей для охлаждения. Около 75% тепла сгорания, которое отводится от клапана, проходит через седло, поэтому хороший контакт седла важен для предотвращения возгорания. Оставшиеся 25% тепла рассеиваются вверх через шток клапана и наружу через направляющие. В тяжелых условиях эксплуатации полые штоки клапанов, заполненные натрием, иногда используются для отвода еще большего тепла через штоки для облегчения охлаждения.Если клапан не получает должного охлаждения, он может перегреться, сгореть и выйти из строя.
Выпускной клапан (меньший из двух клапанов) в этом двигателе перегрелся и потерял кусок металла, что привело к потере компрессии в цилиндре.
Также обратите внимание, что вышедший из строя выпускной клапан того же цвета, что и впускной. «Хороший» выпускной клапан, который герметизирует и удерживает сжатие, обычно имеет отложения золы белого или коричневого цвета.
Все, что препятствует охлаждению клапана или создает дополнительный нагрев в клапане или головке, может привести к преждевременному выходу клапана из строя.Накопление отложений на поверхности и седле клапана может иметь изолирующий эффект, замедляющий охлаждение и вызывающий нагрев клапана. То же самое может и плохой контакт между клапаном и седлом, если седло слишком узкое, неконцентрическое или не квадратное. Если отложения накапливаются в одном месте или отслаиваются в другом, это может привести к утечкам, которые создают горячие точки на клапане и приводят к «образованию каналов» (канавки размываются или прожигаются в клапане).
Слабые пружины или недостаточный зазор клапана также могут помешать хорошему контакту клапана с седлом и привести к чрезмерному нагреву клапанов.Неплотное седло или плохо подогнанная направляющая также могут препятствовать передаче тепла к голове и способствовать возгоранию.
Несоблюдение установленной высоты клапана при работе с клапаном может привести к ожогу. Когда клапаны и седла отшлифованы или разрезаны, клапаны попадают в головку глубже, чем раньше. Это приводит к тому, что штоки выступают выше, что изменяет геометрию коромысел и может привести к потере зазора клапанов при нагревании двигателя. Два двигателя, в которых возникла эта конкретная проблема, — это двигатель Ford 2300 OHC и заднеприводная версия Mitsubishi 2.6L (с гидравлическими регуляторами зазора). Если правильная геометрия не может быть восстановлена путем шлифовки кончиков штоков клапанов (не более чем примерно 0,010 максимум или вы рискуете протереть упрочненный слой), то седла следует заменить на правильную установленную высоту (дорогостоящее исправление. но дешевле камбэка). Другой вариант — установить клапаны с головками немного завышенного размера (0,030 дюйма), которые располагаются выше на седле, чтобы компенсировать механическую обработку седла.
Рецессия клапана может вызвать такую же проблему.По мере того как седла изнашиваются, а клапаны уходят в головку, клапан клапана теряется. В конце концов, люфт почти не остается, и клапан плохо контактирует с седлом, перегревается и горит. Спад клапана, как правило, представляет собой большую проблему для старых двигателей, в которых отсутствуют жесткие седла клапана и которые используются в тяжелых грузовых автомобилях, морских, сельскохозяйственных или промышленных приложениях. Лекарство здесь — установка жестких сидений. Стеллитовые клапаны или клапаны с твердым покрытием также могут потребоваться, если на клапанах имеются признаки эрозии.
Проблемы с охлаждением в самом двигателе могут привести к заклиниванию и возгоранию клапана, если рабочая температура станет слишком высокой. Низкий уровень охлаждающей жидкости, неисправный термостат, слабый водяной насос, засорение радиатора, неисправный вентилятор системы охлаждения или переключатель вентилятора и т. Д. — все это может привести к перегреву двигателя. Это, в свою очередь, вызывает разбухание штоков клапанов, что может привести к их истиранию или застреванию в направляющих, если зазора недостаточно. Если клапан заедает в открытом положении, он может сгореть или разрушиться, если ударит поршень.
Засорения, вызванные литьем внутри головки или прокладкой головки, у которой нет правильных отверстий для охлаждающей жидкости, могут привести к образованию горячих точек, которые могут вызвать проблемы с клапаном и направляющей. Накопление накипи внутри головы также может мешать хорошей теплопередаче.
Клапаны также могут перегреться из-за повышенных температур сгорания. Такие факторы, как задержка опережения зажигания, бедные топливные смеси (часто из-за утечки вакуума), детонация (из-за слишком сильного сжатия или топлива с низким октановым числом) или преждевременное зажигание (из-за горячих точек, вызванных отложениями в камере сгорания или слишком горячей свечой зажигания). все играют здесь роль.Точно так же ограничения выхлопа, такие как засоренный каталитический нейтрализатор или раздавленная труба, могут вызвать нагрев клапанов.
Когда головка этого клапана устала и сломалась, она застряла в верхней части этого кованого поршня. Если бы это был литой поршень, он разлетелся бы вдребезги и, возможно, весь двигатель!
ОБРЫВ КЛАПАНА ДВИГАТЕЛЯ
Поломка, которая является другим основным типом неисправности клапана, может произойти как с впускными, так и с выпускными клапанами. Клапаны ломаются в одном из двух мест, где головка соединяется со штоком или где стопорная канавка (и) врезана в конец штока.В любом случае поломка — плохая новость, потому что осколки падают в камеру сгорания и наносят ущерб поршню и головке.
Причины поломки головки включают усталостное повреждение из-за изгиба клапана (из-за неправильной посадки, из-за которой шток изгибается каждый раз при посадке), ударов (из-за чрезмерного зазора клапана), растяжения (из-за чрезмерного тепла и / или оборотов в минуту) и термического удара (резкие перепады температуры, как при резком выключении сильно нагруженного двигателя). В случае двухкомпонентных клапанов соединение между штоком и головкой является местом, где клапан часто трескается и отделяется не потому, что клапан неисправен (хотя плохой сварной шов может быть фактором), а потому, что эта область сильно нагружена из-за соединения два разнородных сплава.
Поломка на конце штока может быть результатом чрезмерной боковой нагрузки, если установленная высота штока не является правильной и вызывает смещение коромысла. Это также может быть вызвано чрезмерным зазором клапана, который не позволяет распределителю амортизировать клапан при его закрытии. Другим условием, которое может привести к отламыванию кончика штока, является износ или царапины в направляющих канавках или зажиме катушки (работа кулачка или коромысла со слишком большим подъемом).
ДРУГИЕ ПРОБЛЕМЫ КЛАПАНА
Помимо горения и поломки, есть ряд других проблем с клапанами, на которые следует обратить внимание, некоторые из которых могут указывать на основные проблемы, которые также необходимо исправить:
Погнутые клапаны могут возникнуть в результате перевертывания двигателя или обрыва зубчатого ремня, цепи привода ГРМ, пружины клапана или распределительного вала. Повреждение возникает при ударе клапана (-ов) о поршень (-ы).
Изогнутые клапаны обычно возникают в результате наихудшего столкновения клапана и поршня. Причины здесь обычно включают обрыв цепи или ремня привода ГРМ, слабые или сломанные пружины клапанов, чрезмерный натяг двигателя, заедание клапана (недостаточный зазор направляющей или смазки, перегрев и т. Д.) И недостаточный зазор между клапаном и поршнем (чрезмерный подъем клапана, сбросы клапана. недостаточно глубоко врезаны в поршни, неправильные поршни, недостаточная высота деки, слишком много фрезерованных головок и т. д.).
Изношенные штоки: нормальное состояние для клапанов с большим пробегом, но задир или задиров могут быть признаком недостаточного зазора направляющей, перегрева, отсутствия смазки или грязного масла. Иногда здесь может иметь значение использование неправильного типа уплотнения направляющей клапана.
Уплотнение регулирует количество масла, которым смазываются направляющие. Положительные уплотнения обеспечивают максимальный контроль масла, поскольку они остаются на направляющих и действуют как ракель, соскребая масло со штоков. Положительные уплотнения используются на большинстве двигателей с верхним расположением распредвала, поскольку в головке имеется больший поток масла, который необходимо контролировать.С другой стороны, зонтик и уплотнительные кольца дефлектора перемещаются вверх и вниз вместе с клапаном и пропускают больше масла в направляющие. Таким образом, замена положительного уплотнения на зонтик или кольцевое уплотнение может привести к нехватке масла в направляющей и вызвать задиры в некоторых областях применения.
По этой причине некоторые эксперты говорят, что всегда следует использовать тот же тип уплотнения, который изначально использовался на двигателе. Другие предпочитают модернизировать старые двигатели с толкателем до положительных уплотнений, чтобы снизить расход масла.Например, стандартные уплотнения штока клапана на Smallblock Chevys имеют тенденцию довольно быстро становиться хрупкими. Переход на уплотнительный материал высшего качества, такой как витон, может решить эту проблему. Но если установлены положительные уплотнения, лучший способ избежать проблем — использовать их только на впусках, уделять пристальное внимание зазорам между штоком и направляющей (не слишком плотно) и использовать клапаны с хромированными штоками, которые более устойчивы к истиранию. чем клапаны без покрытия.
Сильный нагар на клапанах вызван изношенными направляющими и уплотнениями клапана.
Многие новые двигатели с алюминиевыми головками имеют направляющие клапана из порошкового металла. Направляющие сделаны на основе железа и содержат графит, поэтому смазка направляющих не так зависит от масла, как раньше. Это позволяет уменьшить зазоры и снизить опасность истирания. Эти направляющие имеют тенденцию быть хрупкими, и их следует вдавливать, а не вбивать.
При измерении штоков помните, что большинство штоков оригинальных клапанов конические. Головной конец штока обычно примерно на 0,001 дюйма в диаметре меньше, чем наконечник, чтобы компенсировать повышенное тепловое расширение в горячем конце.Место проведения измерения очень важно для точного определения износа штока. Если OE клапан заменен на клапан с прямым штоком (не сужающимся), клапан может заедать, если зазор направляющей не откроется на соответствующую величину.
Зачищенные или поврежденные наконечники штока: проверьте также на изношенные или поврежденные коромысла. Неправильная высота установленного штока может быть основной причиной этого из-за слишком сильного трения взад и вперед по кончику штока каждый раз, когда клапан открывается и закрывается.Кулачки высокого подъема и коромысла могут создавать те же проблемы, поэтому вместо штатных коромысел часто рекомендуются коромысла с роликовыми наконечниками. Быстрый износ штока также может произойти, если концы клапанов чрезмерно притерты в попытке отрегулировать высоту штока. При шлифовании закаленного поверхностного слоя мягкий металл под ним находится в прямом контакте с коромыслами. Неправильная форма наконечников коромысел также может увеличить трение и износ, что может привести к повреждению наконечников штока.
Суть анализа отказов клапана заключается в следующем: замена неисправного клапана на новый ничего не исправит, если есть основная проблема, которая не была исправлена. Следуя принятым методам ремонта клапана и седла (оставляя достаточный запас клапана, правильное положение и ширину седла), проверяя и корректируя установленную высоту штока и установленную высоту пружины, поддерживая адекватный зазор между штоком и клапаном и зазор клапана, а также исключая другие проблемы с двигателем, такие как перегрев, детонация, проблемы с воздухом / топливом или синхронизацией и т. д.будет иметь большое значение для предотвращения повторных отказов клапана.
Еще статьи о ремонте двигателя:
Ремонт направляющих клапана
Ремонт седла клапана
Ремонт головки клапана
Болты головки (советы по установке и снятию болтов TTY с моментом затяжки до предела текучести)
Советы по ремонту двигателя
Замена деталей двигателя
Рабочие клапанные механизмы
Нажмите здесь, чтобы увидеть Другие технические статьи Carley Automotive
Работа клапана
— зачем он вам
Работа клапана — зачем он вам — чего ожидать Возможно, вы слышали термин «работа клапана», потому что старые двигатели часто нуждались в ремонте клапанов. В современных двигателях редко можно услышать о проблемах или неисправностях клапанов. Потому что современные двигатели (OHC) имеют меньше компонентов, которые изнашиваются и выходят из строя.
Вот почему большинство современных двигателей с клапанными механизмами практически безотказны. Но , после стольких миль, любому двигателю может потребоваться работа клапана.
Итак, чтобы помочь предотвратить необходимость в работе клапана, вы можете сделать несколько вещей:
Поддерживайте чистую и эффективную систему охлаждения, чтобы двигатель не работал слишком горячим.
Используйте топливо хорошего качества, чтобы предотвратить накопление углерода на клапане и седлах.
Работа с клапаном часто требует детективной работы. Чтобы решить проблему с клапаном, вам сначала нужно выяснить, что ее вызвало.
Зачем вам нужен клапан
Многие двигатели нуждаются в ремонте клапана задолго до того, как это необходимо, из-за изгиба или сгорания клапанов.
Коленчатые клапаны Bent Valves
Самая распространенная неисправность клапанов — изгиб или поломка в результате контакта с поршнями.Клапаны контактируют с верхней частью поршня из-за неправильной синхронизации двигателя. В результате обрыва цепи / ремня ГРМ и неправильной установки новых ремней и цепей.
Клапаны сгоревшие Сгоревшие клапаны
Другой распространенный тип отказа клапана — сгоревшие клапаны. По сути, это вызвано выходом продуктов сгорания между клапаном и седлом клапана из-за неправильного уплотнения. Горячие газы сгорания проходят через клапан, который начинает выгорать, край клапана.Обычно этот тип неисправности затрагивает только выпускные клапаны, но также может повредить впускные клапаны.
Поскольку в современных двигателях эти проблемы настолько редки, многие люди не распознают их на ранней стадии.
Вот некоторые из общих признаков того, что вам может понадобиться работа клапана. Тикающие или хлопающие звуки
Тикающие или хлопающие звуки — это наиболее распространенные типы шумов, которые вы можете услышать, когда клапаны протекают.
Синий дым из выхлопной трубы при запуске
Синий дым является классическим признаком общей неисправности двигателя, и его нельзя игнорировать. Хотя синий дым не является результатом проблем с клапанами; это одно из наиболее частых показаний, особенно в сочетании с тикающими и хлопающими звуками.
Потеря мощности двигателя
Еще одним признаком того, что у вас проблемы с клапанами, является то, что вы часто замечаете снижение мощности и производительности двигателя.Если ваши направляющие клапана и уплотнения протекают; масло может накапливаться в верхней части клапана и вызывать потерю герметичности. Это может вызвать проблемы со сжатием, что приведет к плохому сгоранию и потере мощности.
Обрыв ремня ГРМ Обрыв ремня ГРМ
Если у вас двигатель с натягом, это означает, что ход клапана и поршня занимают одинаковое пространство. Таким образом, ремень ГРМ по существу не дает им врезаться друг в друга. Следовательно, если ремень ГРМ порвется, они будут сталкиваться друг с другом, вызывая искривление клапанов.
Итак, вы выполнили тест на герметичность цилиндра и подтвердили утечку клапана. Теперь вы знаете, что головка блока цилиндров должна быть снята; и быть отправленным в механический цех для проверки.
Чего следует ожидать от механического цеха до работы клапана
Итак, «стандартной» работы клапана больше не существует. Потому что все клапаны работают по-разному. Головка (OHC) может потребовать намного больше времени и усилий, чем головка от двигателя с толкателем.Часто невозможно определить, что потребуется голове с точки зрения ремонта, пока это не будет:
Очищено
В разобранном виде
Полностью проверено
Всегда спрашивайте сначала оценку, обычно называемую полосой, и указывайте стоимость ремонта.
Выпускные клапаны и пружины часто нуждаются в замене. Направляющие клапана и / или седла, возможно, придется заменить. Голова может покоробиться или потрескаться, что потребует дополнительного ремонта.Список вещей, включенных в «полную» работу клапана, будет варьироваться от работы к работе.
Наиболее распространенные работы, выполняемые как часть работы клапана, должны включать:
Сначала визуальный осмотр на предмет сломанных и поврежденных деталей.
Полностью разберите головку, чтобы можно было очистить и осмотреть все детали.
Осмотрите отливку головки блока цилиндров на предмет трещин или других повреждений. Лучше всего было бы испытание давлением.
Осмотрите клапаны, седла, пружины, направляющие и другие компоненты клапанного механизма на предмет износа и повреждений.
На этом этапе магазин должен быть в состоянии предложить твердое предложение для полной работы.
Чего ожидать дальше:
Замените детали, которые не подлежат ремонту.
Установите и обработайте изношенные направляющие и седла клапана.
Заново обработайте головку блока цилиндров, чтобы обеспечить ровность и надлежащую (среднеквадратичную) отделку. Это необходимо для правильного уплотнения современных прокладок.
Полностью повторно очистите все детали и головку блока цилиндров.
Соберите головку, обработав и установив все новые детали.
Проведите вакуумный тест на голове через впускные и выпускные отверстия. Это подтвердит, что клапан был правильно запломбирован.
Головка блока цилиндров должна вернуться к вам со всеми деталями, необходимыми для завершения работы.
Головки цилиндров с клапаном Выполнено Заключение
Установите головку блока цилиндров на двигатель с новой прокладкой головки блока цилиндров и болтами крепления головки блока цилиндров; (не используйте повторно болты с крутящим моментом до предела текучести).Обратитесь к документации по обслуживанию автомобиля, чтобы узнать, как правильно затянуть болт головки, и получить технические характеристики. Кроме того, (OHC) процедура центровки распредвала и синхронизации. Наконец, замените все прокладки вместе с новым ремнем ГРМ или комплектом цепи ГРМ.
Поделитесь новостями Danny’s Engineportal.com
3 Признаки неисправных уплотнений клапана и поршневых колец (и стоимость замены)
Последнее обновление 11 июня 2021 г.
В этой статье мы также обсудим симптомы неисправных уплотнений клапана и поршневых колец как их основные функции и общие затраты на замену.Уплотнения клапанов и поршневые кольца имеют решающее значение для работы вашего двигателя.
Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.
Если вы научитесь распознавать предупреждающие знаки на этих компонентах, вы сможете заменить их до того, как ваш двигатель будет серьезно поврежден.
Функции поршневых колец
Поршневые кольца расположены между поршнем и цилиндром и выполняют четыре различных функции:
Компрессионное уплотнение: Кольцо создает уплотнение, предотвращающее утечку газов сгорания из камеры.Утечки могут резко снизить производительность двигателя.
Теплопередача: Каждый раз, когда происходит возгорание, внутренняя температура камеры резко возрастает. Эти высокие температуры могут вызвать серьезные повреждения. Поршневое кольцо помогает передавать это избыточное тепло от головки поршня к цилиндру, снижая риск теплового повреждения.
Контроль смазки: Для поддержания смазки поршня необходима масляная пленка. Поршневое кольцо помогает регулировать количество масла, которое достигает поршня.
Опора поршня: Поршень работает на кривошипе и может легко удариться о стенку цилиндра, если бы не опора поршневого кольца с мягкой подкладкой.
Важно отметить, что поршневые кольца изнашиваются, а это означает, что в какой-то момент вам, вероятно, придется их заменить.
Функции уплотнений штока клапана
Клапаны регулируют количество топливной смеси, поступающей в цилиндр. Сам клапан имеет уплотнение (а иногда и защитную втулку), чтобы предотвратить утечку газов сгорания и предотвратить утечку масла в область основного двигателя.
Эти уплотнения обычно изготавливаются из сверхпрочного резинового материала и помещаются в небольшой воротник в верхней части штока клапана. Как только эти уплотнения клапана начнут изнашиваться, вы начнете замечать некоторые основные симптомы, характерные только для этой проблемы.
Признаки неисправного уплотнения клапана и поршневых колец
Признаки неисправного уплотнения клапана или поршневого кольца очень похожи. При выходе из строя одного из них производительность автомобиля падает, и проявляются другие симптомы.Давайте рассмотрим некоторые предупреждающие знаки, указывающие на то, что эти компоненты выходят из строя:
# 1 — Выхлопной дым
Если вы заметили густой дым сине-серого или светло-серого цвета, это хороший признак того, что в вашей машине горит масло. . Это признак утечки масла в камеру сгорания вашего двигателя.
См. Также: 4 симптома утечки через прокладку крышки клапана
# 2 — Потребляется слишком много масла
Как упоминалось выше, если поршневые кольца изношены или сломано уплотнение клапана, начнется масло просочиться в камеру сгорания.Это заставляет ваш двигатель расходовать запас масла намного быстрее.
# 3 — Недостаточная ускоряющая сила
При повреждении поршневых колец и уплотнений клапана компрессия снижается. Это приводит к потере мощности двигателя. В результате вы не сможете ускоряться как обычно, когда нажмете ногу на педаль газа.
Хотя плохие уплотнения клапана и поршневые кольца имеют схожие симптомы, время и затраты на их ремонт совершенно разные. Если вы научитесь определять, какой из них неисправен, это поможет сэкономить время и деньги, когда вы отнесете его к механику для ремонта.
Вы можете выполнить тест сжатия, чтобы определить проблему. Снимите предохранитель EFI и проверните двигатель. Затем проверьте результаты по манометру.
Если результаты ваших испытаний на сжатие окажутся средними или выше, скорее всего, проблема заключается в уплотнении клапана. Однако низкая компрессия обычно указывает на то, что проблема заключается в поршневых кольцах.
Чтобы еще раз убедиться, что проблема в изношенных поршневых кольцах, проведите испытание на сжатие во влажном состоянии. Здесь вы открываете свечу зажигания и вводите немного масла (около столовой ложки) в цилиндр.Если компрессия увеличивается, у вас плохие поршневые кольца.
Стоимость замены поршневых колец
Стоимость замены поршневых колец зависит от нескольких факторов. Марка и модель вашего автомобиля — один из примеров. Вы также должны учитывать тип двигателя, который установлен в вашем автомобиле, и его состояние.
Большинство механиков берут за выполнение этой задачи минимум 1500 долларов, вплоть до 2500 долларов.
Причина, по которой эта работа по замене такая дорогая, в том, что она может быть довольно сложной.Двигатель необходимо полностью разобрать, а цилиндры отремонтировать.
После этого машина собирается. Только опытный механик может выполнить эту задачу эффективно, на это потребуется несколько часов.
См. Также: Повреждение поршня из LSPI
Стоимость замены уплотнений клапана
Если вы обнаружили повреждение уплотнений клапана, попросите техника-автомеханика установить новые сальники. Стоимость такой замены составит от 900 до 1800 долларов, в зависимости от марки и модели вашего автомобиля.
Процесс замены уплотнений клапана включает разборку всего двигателя до тех пор, пока не дойдете до пружины клапана.
Снимите крышку головки блока цилиндров, свечи зажигания, толкатели и коромысла. Сколько времени это займет, в первую очередь зависит от марки и модели вашего автомобиля.
Иногда техническому специалисту приходится демонтировать и снимать головку блока цилиндров, а затем использовать комплект цилиндров, который содержит прокладку головки блока цилиндров, чтобы заменить ее.
Как сломанные пружины клапана могут повлиять на ваш двигатель
Сегодня мы узнаем об одной из основных частей клапанного механизма двигателя.В двигателе многие части работают вместе и достигают цели преобразования химической энергии топлива в механическую. Эти части скреплены болтами, и комбинация всех этих частей известна как двигатель. Сегодня я расскажу вам об одном из ключевых компонентов, необходимых для работы двигателя.
Для управления впуском и выпуском двигателя внутреннего сгорания используются клапаны. Количество клапанов в двигателе зависит от количества цилиндров. Для каждого цилиндра используется несколько клапанов: одни для впуска топливовоздушной смеси внутрь цилиндра, а другие — для выпуска дымовых газов.Клапаны устанавливаются в порт на головке блока цилиндров с помощью сильной пружины. Эта весна держит их закрытыми. Каждый клапан в головке блока цилиндров имеет как минимум одну пружину. Пружина клапана оказывает давление на фиксатор клапана, чтобы клапан оставался закрытым. Когда коромысло в двигателе с толкателем или толкатель кулачка в двигателе с верхним распределительным валом перемещается и толкает клапан в открытое положение, напряжение, создаваемое пружиной, увеличивается. Напряжение поддерживает зазор клапана внутри клапанного механизма и снова толкает клапан к закрытию, поскольку коромысло или толкатель поворачиваются от вашего клапана.
Сломанные пружины клапана
Сломанные или слабые пружины клапана в двигателе могут вызвать множество различных проблем с управляемостью и производительностью. Сломанные пружины клапана вызывают чрезмерный шум клапана, потери компрессии и могут вызвать серьезные внутренние повреждения двигателя. Фактический разрыв пружин клапана не всегда является самым серьезным последствием. Действия после поломки приводят к наиболее серьезным повреждениям двигателя. Когда пружина ломается, она может схлопнуться ровно настолько, чтобы позволить клапану упасть в цилиндр, где поршень может ударить его.Кроме того, фиксаторы штока клапана или держатели могут освободить клапан и позволить ему упасть в цилиндр, что приведет к серьезным повреждениям поршня, головки блока цилиндров и других близлежащих деталей.
У нас недавно был автомобиль в нашем офисе Happy Valley с сильным пропуском зажигания в цилиндре, и у нас был включен индикатор проверки двигателя из-за пропуска зажигания. Были выполнены множественные диагностические проверки и тесты. Эти испытания включали испытания на сжатие и испытания на герметичность цилиндров. Мы определили, что один из 8 цилиндров имел нулевую компрессию и что один из впускных клапанов не мог удерживать давление, необходимое для правильного «зажигания» цилиндра.Снятие узла клапанной крышки дало технику возможность осмотреть клапанные пружины. Визуальный осмотр обнаружил сломанную пружину клапана на рассматриваемом цилиндре.
Для ремонта данного автомобиля потребовалось снятие головки блока цилиндров. После снятия все 32 клапанные пружины были заменены, а головки в сборе были испытаны под давлением в местной механической мастерской для определения надлежащего функционирования перед установкой головок цилиндров обратно на автомобиль.Все 32 пружины были заменены из-за пробега автомобиля и высокой вероятности того, что еще несколько пружин могли быть слабыми и могут сломаться в ближайшем будущем. После того, как двигатель был повторно собран со всеми новыми прокладками и новыми жидкостями, автомобиль прошел несколько тестовых поездок, чтобы убедиться, что все работает правильно.