Классификация роторных двигателей | Роторные двигатели

Ни в традиционной книжно – журнальной литературе, ни в обширных залежах интернет – сайтов нет серьезных и развернутых исследований в отношении такой перспективно продуктивной области технических устройств как роторные двигатели. Настоящий сайт усилиями его автора попытается заполнить этот пробел в истории техники и в сфере её нынешнего развития.

Безраздельно властвующие сегодня в мировой технике поршневые двигатели с линейным возвратно — поступательным движением поршня имеют огромные недостатки, которые невозможно преодолеть в принципе никакими конструкционными ухищрениями, никакими «электронными обвесами», никаким тюнингом. Поэтому мировая техническая мысль не менее ста лет пытается найти достойную альтернативу поршневым двигателям внутреннего сгорания. Надо сказать, что в области машин с выводом мощности на вал вращения (не реактивные двигатели) поршневой мотор уже давно вытеснен из многих сфер применения. В стационарных установках это место давно и прочно занял электрический мотор, а в авиации — газотурбинный двигатель, в энергетических установках больших мощностей – на крупных электростанциях и в быстроходных судовых силовых машинах надежно работают паровые турбины. Надо сказать, что все эти типы двигателей относятся к роторным машинам – в них главный рабочий орган совершаетпростое вращательное движение. С точки зрения кинематики механической схемы и динамики термодинамических процессов – это самый простой, эффективный тип движения. Но вот в области поршневых двигателей внутреннего сгорания, которые безраздельно господствуют в области мобильных моторов малой и средней мощности, все еще безальтернативно применяется малоэффективный метод движения главных рабочих органов – поршней в цилиндрах по типу возвратно – поступательного движения. При этом подобные моторы для преобразования возвратно – поступательного движения поршня во вращательное движение рабочего вала используют кривошипно — шатунный механизм. Главные характеристики такого механизма- высокая динамическая нагруженность знакопеременными нагрузками от возвратно – поступательных движений, значительные размеры и сложность в изготовлении. Именно несовершенный способ организации технологических процессов в поршневом двигателе и своеобразный режим работы кривошипно-шатунного механизма, приводят к плохому (пульсирующему) режиму крутящего момента поршевых моторов. Именно обладание таким некачественным типом крутящего момента требует от поршневых ДВС обязательногоприменения на транспортных средствах коробки передач.
Массовый потребитель неудовлетворён тяговыми и стартовыми возможностями традиционных поршневых двигателей, поэтому многие из владельцев автомобилей прибегают к разным типам «тюнинга двигателя«, чтобы повысить мощность и приемистость своих моторов.

Надо сказать, что подобная организация рабочих процессов и типов движений досталась современным двигателям внутреннего сгорания от паровых машин 19-го века, которые по своей сути были крайне малоэффективными машинами, а первые двигатели внутреннего сгорания в 60-х и 70-х годах позапрошлого века были именно копиями паровых машин, которые унаследовали от паровиков очень многие их родовые недостатки…
Выражаясь современным языком — создатель первого ДВС французский техник Ленуар в 60-х годах 19-го века совершил средней сложности тюнинг парового поршневого двигателя и у него получился поршневой атмосферный ДВС, работающий без сжатия.

Постараемся ответить на трудный вопрос — почему же наиболее массовая область техники – транспортное двигателестроение до сих пор оказывается в положении заповедника устаревших инженерных решений и архаических конструкций? И возможно ли мировому техническому прогрессу выбраться из этого более чем векового застоя?

Ответ на такие сложные вопросы таков – выбраться из такого незавидного положения возможно, но сложно. Именно такая изначальная сложность инженерной задачи и объясняет причину, по которой более ста лет в этой области массовой техники применяются устаревшие и малоэффективные, но технологически легко исполнимые и конструктивно надежные технические решения.

Возможность совершить технический прорыв, и выйти на новый уровень инженерных решений, возможен в области все тех же роторных машин, то есть использовать принцип простого вращения главного рабочего органа, как это используется в электродвигателях или в силовых турбинах. Но вся сложность заключается в том, что организовать рабочий цикл из четырёх тактов полноценного двигателя внутреннего сгорания вокруг простого вращения главного рабочего органа очень сложно. И именно вокруг этой сложной инженерной задачи вращались все усилия и творческие порывы конструкторской мысли не один десяток лет. Но сложность темы оказалась настолько велика, что до сегодняшнего дня массового вывода на рынок роторных двигателей и достойной их конкуренции с традиционными поршневыми двигателями так и не произошло. Сверх прогрессивной конструкции роторного двигателя внутреннего сгорания, которая бы по всем параметрам превосходила традиционные поршневые моторы до сих пор так и не создано.

Задачу настоящего сайта его автор видит как раз в том, чтобы исследовать саму возможность решения такой задачи, ввести читателя в круг уже имеющихся разработок и перспективных инженерных изысканий. Познакомить посетителей сайта как с мировыми новациями на эту тему, так и представить собственные разработки в этой области.

Классификация роторных двигателей весьма важна, так как она сразу очерчивает весьма обширный круг потенциально возможных конструкций, и главное — позволяет с первого шага выбрать наиболее перспективные и эффективные конструкции среди прочих мало работоспособных и не технологичных типов роторных машин.

Классификация роторных двигателей будет излагаться на основе авторского понимания этой схемы, которое опирается на систематизацию роторных машин, изложенную в разных аспектах в двух весьма обстоятельных книгах, которые, к сожалению, выходили мизерными тиражами, очень давно и не имели переизданий. Это Акатов, Бологов «Судовые роторные двигатели», Ленинград, 1967г. и Н.Ханин, С.Чистозвонов «Автомобильные роторно – поршневые двигатели», Москва, 1964г.

Данный тип двигателя характеризуется тем, что в нем нет вращения ротора, а происходит его возвратно — дуговые качания вокруг оси. Процессы сжатия и расширения происходят между неподвижными лопатками ротора и статора, которые и не позволяют совершать ротору непрерывное вращение. По своим очертаниям этиот двигатель выглядит роторным, но по организации кинематики движения он по сути дела ближе к поршневым машинам с кривошипным механизмом, так как требует применения для преобразования колебательных движений вала во вращетельные особых сложных механизмов. В этом заключен главный недостаток его конструкции, поэтому данная схема не получила распространения. Кроме того в этой схеме возможны ударные столкновения лопастей между собой.

Внутри корпуса вращаются два ротора с неравномерным вращением, которые пульсируя как бы «догоняют друг друга». Такты сжатия и расширения происходят меджу лопастями этих двух роторов во время их сближения и удаления. Главный недостаток этой роторной схемы — два вала двух роторов вращаются неравномерно — рывками, толчковыми импульсами. Поэтому требуется применение сложного, нагруженного знакопеременными нагрузками механизма для выравнивания скорости вращения валов мотора. Кроме того в этой схеме возможны ударные столкновения лопастей между собой.

3) Роторные двигатели с уплотнительными заслонками — лопастями, которые движутся роторе совершая возвратно-поступательные или качающиеся движения. Частный случай – с заслонками – лопастями, отклоняющимися на шарнирах на роторе;

Надо сказать, что подобная схема роторных машин давно и широко применяется в пневмомоторах, где сжатый воздух вращает лопатки таких устройств.Поэтому у многих инженеров и изобретателей при взгляде на такие роторные пневмомоторы появляется понятная мысль приспособить такую машину под двигатель внутреннего сгорания. Для этого нужно лишь встроить такт сжатия в кинематическую схему такой машины. И пытливые умы меняют форму внутренней камеры мотора — получается теоретическая схема, которая на бумаге вполне может качественно работать…. Но на практике все не так просто, реализация в жизнь этой схемы сталкивается с огромными сложностями. Первая трудность — в условиях высоких температур и давлений в ДВС очень сложно обеспечить подвижность лопаток ротора и практически невозможно обеспечить герметичность линий их контакта с корсусом…

При этом лопатки должны постоянно двигаться — под действием центробежной силы вращения и пружин или приводом от специального механизма — но оба варианта реализовать очень сложно. Поэтому в технике до сих пор нет работоспособных образцов этого типа роторных двигателей внутреннего сгорания.

Ниже приведены две различные теоретические схемы роторных ДВС этого типа, взятые из патентной литературы.

4) Роторные двигатели с уплотнительными заслонками, которые движутся в совершая возвратно — поступательные или качающиеся движения корпусе.

Данная схема по принципу работы похожа на предыдущую, только заслонки — лопасти, разделяющие камеры двигателя выдвигаются не из ротора, а из корпуса. При этом ротор должен иметь сложную форму с лопастями — лопатками, которые и будут воспринимать на себя давление газов, которые должны отсекать от других объемов рабочей камеры лопатки- заслонки в корпусе. Эта схема имеет примерно те же принципиальные недостатки, что и предыдущая схема.

5) Роторные двигатели с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего и всех иных элементов.

По своей концепции такие схемы двигателей — наиболее перспективные и наиболее технически совершенные. В таких конструкциях нет ни одной детали совершающей возвратно — поступательные, качательные или планетарно- вращательные движения. Поэтому двигатели этого типпа могут без труда достигать скоростей вращения в десятки тысяч оборотов в минуту с соотвествующим набором мощности. В 19-м веке были созданы несколько типов роторных паровых двигателей этой схемы и они показывали значительно лучшие характеристики, чем поршневые паровые двигатели.

Но вот работоспособных двигателей внутреннго сгорания этой схемы построено не было, даже на уровней идей, отраженных в патентных заявках обнаружено буквально несколько единиц, да и те — малореализуемых конструкций.

6) Роторные двигатели с планетарным вращательным движением главного рабочего элемента. 

Наиболее известные широкой общественности роторные двигатели Ванкеля относятся именно к последней классификационной группе. О нем речь пойдет на отдельной страничке этого сайта.

И ещё немного

ТАБЛИЦА КЛАССИФИКАЦИИ

Конечно, не все потенциально конструкции различных типов роторных двигателей из представленного перечня обладают выраженными достоинствами и обладают хорошей технической перспективой. Ибо принципиальным достоинством роторных моторов – абсолютным отсутствием возвратно поступательных движений обладают лишь роторные машины двух последних типов – классификационных групп № 5) и № 6). Но вот главным и безоговорочным преимуществом роторных механизмов – полным отсутствием знакопеременных, пульсирующих инерционным нагрузок и абсолютной уравновешенностью не обладают даже роторные двигатели типа Ванкеля. Такое идеальное положение характерно лишь для классификационной группы № 5), которую с полным правом и можно назвать совершенным роторным двигателем. Именно с позиций такого совершенного роторного двигателя будут рассматриваться все преимущества моторов роторной схемы и производится сравнения, как с традиционными поршневыми двигателями, так и с двигателями Ванкеля – роторными моторами с планетарным вращением главного рабочего органа.Тем более что автор этих строк прикладывает немалые усилия по реализации в жизнь именно такой схемы и надеется, что ему удастся создать действующий и промышленно применимый двигатель внутреннего сгорания именно такого типа.

Устройство роторного двигателя: принцип работы

Содержание

Эпоха машин возникла благодаря созданию дизельного двигателя. Огромную популярность приобрели поршневые моторы. В тоже время, с начала разработки дизельного двигателя перед изобретателями стояла цель извлечь максимальную эффективность при минимальном расходе топлива. Эта проблема разрешалась определенными способами — от усовершенствований техники существующих двигателей до возникновения совсем иных моторов другой структуры. Один из них был роторный мотор.

Роторный двигатель

Второе название роторного РПД – ванкель — аналог дизельного. Роторное моторное устройство было изобретено в 1930-е годы, гораздо позднее поршневого. Полностью функциональный тип такого мотора появился в пятидесятые годы. После возникновения вращающегося мотора многие автопроизводители с интересом начали создавать свою модель роторного силового агрегата, от которого вскоре они отказались ради обычного мотора с поршнем. Единственной сторонницей вращающегося мотора была японская корпорация «Мазда», поэтому такой тип мотора использовала в качестве визитной карточки. Характеристикой таких двигателей является строение, не имеющее поршня. Поэтому строение его было простым. В моторе с поршнем энергия горючего топлива принимается поршнем, который посредством возвратно-поступательного движения передает ее кривошипу коленчатого вала, создавая вращение.

В моторе с ротором энергия сразу преобразуется во вращение вала, минуя возвратно-поступательное движение. Это снижает потери мощности на трение, снижает металлоемкость и упрощает строение. Это заметно повышает КПД мотора.

Конструкция

Для понимания, как работает двигатель с ротором, нужно понимать, какое представление имеет его структура. Энергия сгорания топлива в таком силовом агрегате восполняет статор, вместо поршня. Статор представляет собой равносторонний треугольник. А каждая сторона его работает как поршень.

• Ротор. Чтобы создать этап сгорания, статор помещается в замкнутый участок, состоящий из 3 элементов, 2 боковых и 1 центрального корпуса, который несет название статор. Область, на которой проходит этап нагрева, создается в статоре, а корпус бокового корпуса только создает уплотнение этой площади. Внутри цилиндра выполнен рычаг, а ротор помещается в него. Он сделан овальным, с немного прижатой боковой стороной, чтобы внутри цилиндра протекали все нужные этапы. В самом статоре есть окна впуска воздушно-топливной смеси или воздуха, а также выхлопного газа. А уже они закрыты отверстиями для зажигания свечей.
• Выходной вал. В выходном вале расположены эксцентрично закругленные кулачки. Смещение от центра. Каждая роторная труба соединена с одной из них. Выпускной вал относится к коленчатому валу мотора поршневого мотора. Ротор при вращении давит на кулак. Благодаря тому, что кулачки не симметрично установлены, сила рычага, опираясь на кулаки, делает на выходе крутящий момент, что заставляет его крутиться.
• Устройство двигателя. Характеризуется движением ротора в статорном цилиндре то, что верхний слой цилиндра всегда прикасается к поверхности статора, а движения его осуществляются по образцу эксцентрика. Он смещается по оси и вращается по ней. Чтобы это осуществить, необходимо в роторе проделать небольшое отверстие. У одной стороны отверстия расположен зубчатый сегмент. При этом в ротор вставляется эксцентриковый вал. Для того, чтобы создать вращение, на боковом корпусе установлены неподвижные шестеренки, которые зацепляются с зубчатым сектором ротора. Это так называемая точка отсчёта. Благодаря эксцентричности он опирается на неподвижные шестеренки, а зацепление создает движение вращательного движения. Он вращается, а также создает вращение вала на эксцентрике, на котором установлен.

Принцип работы

Так как цилиндр ротора имеет впускные и выпускные порты, они устраняют необходимость механизма газораспределения, а сам этап работы делится на 4 цикла. Теперь посмотрим, как всё это протекает в статоре. Уголки статора непрерывно контактируют с статорным цилиндром, что создает герметичная область между его сторонами. Эллиптическая форма статора цилиндра позволяет изменить область между стеной статора и двумя соседними вершинами ротора. Теперь посмотрим работу цилиндрика только на одной стороне рычага. Так, когда статор вращается, одна его вершина, проходя через эллиптическое сжатие цилиндрика открывает пусковое окно, и горячая смесь либо воздух начинает приходить в полосу между треугольным краем цилиндра и стеной.

При этом движения продолжаются, и пик достигает высокого предела эллипса и затем снижается. Возможность непрерывного контакта с вершиной ротора возникает благодаря эксцентричному перемещению. Впускается воздух, пока его вторая вершина статора не закрывает окно впуска. Первый пик в этот момент уже превышает высоту цилиндрового эллипса, происходит сжатие такта, и область между цилиндром и статором начинает существенно снижаться.

В момент прохождения стороны статора сквозь максимальное сжатие между стороной рычага и стеной цилиндрика приходит искра, которая воспламеняет сжатую смесь горючего между сжатой стеной цилиндра с стороной рычага. Характеристика вращающегося мотора заключается в том, что его зажигают после того, как проходит так называемая сторона «мертвого места», а не после того, как проходит так называемая сторона «мертвого места», как поршневой мотор.

Это происходит с целью воздействия энергии, выделяющейся при нагревании, на часть ствола, уже прошедшую верхнюю мёртвую точку ВМТ. Это создает движение статора в нужную сторону. После того, как свеча проходит, газ удаляется, пока первый угол ротора не начинает открывать окно выхода, а второй угол его постепенно закрывает.

Такты двигателя

Важно отметить, что все процессы описаны и выполняются только с одной стороны ротора, каждая сторона выполняет процесс одна за другой. То есть для одного оборота ротора выполняется три такта одновременно — пока в полосе между одной и другой сторонами ротора нагнетается воздух или горячее вещество, тогда другая часть ротора проходит через ВТМ, а третья вырабатывает выхлопную смесь.

Сейчас о том, как вращать эксцентриковый вал, который прикреплен к ротору. Благодаря этому эксцентриситету одна полная оборотная передача выполняется меньше, чем одна полная оборотная передача вала. То есть в течение одного полного цикла вал вращается трижды, что придает ему ещё больше полезных действий.

В моторе поршневого типа каждые две обороты коленвала совершают один цикл, эффективен только один полуоборота. Это позволяет обеспечить высокий уровень энергоэффективности.

Сравнение роторного мотора и поршневого мотора позволяет сравнивать выходные мощности в одном цилиндре с одной роторной и статорной мощностью, равной мощности трех цилиндров. А учитывая, что у Мазды в своих автомобилях стоит его двухсекционный роторный двигатель, по мощности он не уступает шестицилиндровому поршневому двигателю.

Устройство роторного двигателя: достоинства и недостатки

Сейчас, если говорить о преимуществах двигателей ротора, их достаточно много. Увидим, что производительность одной части сравнима с трехцилиндровым мотором, однако габариты куда меньше. Это сказывается на компактности самого мотора. Это можно сказать по модели Mazda RC-8. При хорошей мощности автомобиля имеется среднеразмерная конструкция двигателя, позволяющая добиться точного развертывания двигателя по осям, что оказывает влияние на устойчивость и управляемость автомобиля. Кроме компактного размера, у этого двигателя нет ГРМ-генератора, поскольку все фазы передачи задаются самым регулятором. Это существенно снижает металлоемкость корпуса и, следовательно, уменьшает массу мотора.

Изношенная поршня и синхронное соединение уменьшают число движущих частей двигателя, что сказывается на надежности конструкции двигателя. Сам движок не имеет различных направлений, как поршневые двигатели, что дает меньшую вибрацию при работе. Но у таких моторов есть и недостатки. Сначала система смазки одинаковая с 2-тактным двигателем. То есть топливом смазывается поверхность корпуса. Организация подачи масла совсем другая.

Если в двигателе двухтактного смазочного масла непосредственно добавляется в топливо, то в двигателе ротора он подается по форсунку, уже вмешивается в топливо. Использование данного вида смазки позволило сделать двигателям подходящее только минеральное или специальное полусинтетическое масло.

Таким образом, масло выгорает при эксплуатации, что негативно влияет на состав выхлопных газов. По экологичности двигатель ротора значительно превосходит четырехтактный свой поршневой двигатель. Хотя конструкция ротора проста, двигатели ротора имеют весьма маленький ресурс. Та же Мазда, пробег до капремонта был всего 100000 км.

Прежде всего, «страдают» вершины, как компрессионные кольца в поршневой машине. Вершина находится в верхнем стволе ротора, поэтому верхний ствол плотно прилегает к стене корпуса.

Недостатком является и невозможность ремонта. Если места посадки ротора износятся, то эти места восстановить невозможно, так что ротор полностью заменяется. Так же и с цилиндром цилиндра. При повреждениях его практически нельзя расточить, поскольку сложность выполнения такой работы чрезвычайно велика. Вкладыши выносятся гораздо быстрее, поскольку высокое вращающееся эксцентриковое колесо вращается гораздо быстрее.

В общем, при куда более простых конструкциях ротор оказывается намного надежнее поршневого двигателя, в силу сложности процесса его работы. Но, в целом, ротор не тупик в развитии внутренних двигателей. Та же Мазда постоянно совершенствует этот тип двигателя. Например, конструкция двигателя РХ-8 уже почти не отличается от поршневого по токсичности, что является большим достижением. Сейчас они пытаются увеличить свои ресурсы.

Однако это скорее всего достигается, если использовать специальные материалы для производства деталей мотора и улучшенной обработки поверхностей, что существенно упрощает ремонт и повышает расходы. Однако, несмотря на существенные неисправности, двигатель по-прежнему считается важным альтернативой внутреннему сгоранию поршневых двигателей, поскольку имеет несомненные плюсы.

РПД интересное и полезное предложение, но подобные моторы, хотя и имеют высокую мощность и КПД, не подошли. Благодаря конструктивным особенностям механизм быстро износится.

Кроме того, для «движка» требуются особые условия эксплуатации, сервиса. РПД является отличным вариантом для гонок и спортивного автомобиля. Для этого не требуется большой ресурс. Высокая техническая характеристика дает покупателям надежду, что роторный двигатель когда-то выпускается серийно, а недостатки можно будет устранить заранее.

Не за горами двигатели, но после перехода к водородному топливу производство РД начнется. Именно такой мотор не реагирует на взрывы. Одна из последних его разработок — Premacy Hidrogen Re Hybrid. Его характеристики не отличаются от других новинок автомобильного дизайна.

РПД на Западе

На западном рынке роторные двигатели не произвели бума, и конец их разработкам в странах Америки и Европы стал топливным кризисом 1973 года, в котором цены на нефть резко выросли, а покупатели автомобилей начали оценивать модели с экономными расходами.

Возрождение роторных двигателей

Благодаря усовершенствованию типов топлива и конструкции двигателей роторные двигатели могут вернуться. Глобальное потепление, ограниченное количество ископаемого топлива и автомобильное загрязнение — актуальные проблемы, требующие современных решений. Роторные двигатели, оснащенные усовершенствованиями, могут быть частью решения этих проблем. Новым приоритетом для многих автомобильных компаний является разработка автомобилей с уменьшенным расходом топлива и минимальными выбросами. Роторные двигатели могут предложить улучшенные характеристики в этих областях по сравнению с традиционными поршневыми двигателями. В этой статье обсуждаются роторные двигатели, их преимущества и недостатки, а также описывается технология двигателей, которая потенциально может позволить роторным двигателям сыграть решающую роль в автомобилестроении будущего.

Что такое роторный двигатель?

Роторный двигатель, также известный как двигатель Ванкеля, представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания, в котором используется ротор треугольной формы в овальной камере, как показано на рис. 1. Треугольный ротор имеет три выпуклые поверхности, каждая из которых действует как поршень. Вершина каждой грани имеет металлическую пластину, которая образует уплотнение с внутренней стенкой камеры сгорания, как показано на рисунке 2. Внешний корпус ротора имеет форму овала, а именно эпитрохоида. Эта эпитрохоидальная форма позволяет трем концам или вершинам ротора всегда находиться в контакте с камерой. Эти уплотнения создают внутри камеры три герметичных объема газа.

Каждая секция корпуса предназначена для одной из четырех стадий процесса сгорания: впуск, сжатие, сгорание и выпуск (см. рис. 1). В корпусе расположены впускные и выпускные отверстия. Впускной порт соединяется с дроссельной заслонкой, а выпускной порт соединяется непосредственно с выхлопом. Нет шатунов и впускных/выпускных клапанов. Выходной вал роторного двигателя имеет круглые выступы эксцентричной формы. Ротор давит на эти лепестки, когда ротор движется по своему пути внутри корпуса. Из-за эксцентричного расположения кулачков по отношению к выходному валу сила, прикладываемая ротором к кулачкам, создает крутящий момент. Это заставляет выходной вал вращаться и генерировать мощность.

Преимущества роторных двигателей

Одним из основных преимуществ роторных двигателей по сравнению с обычными поршневыми двигателями с возвратно-поступательным движением является то, что роторные двигатели имеют более простую общую конструкцию. Роторный двигатель имеет гораздо меньше движущихся частей по сравнению с четырехтактным поршневым двигателем, который включает в себя клапаны, клапанные пружины, шатуны, поршни, зубчатые колеса, зубчатый ремень, распределительный вал и коленчатый вал. С другой стороны, роторный двигатель с двумя роторами будет иметь только три движущихся части — выходной вал и два ротора. Меньшее количество движущихся частей в двигателе означает более высокий потенциал надежности.

Еще одним преимуществом роторных двигателей перед поршневыми является более плавный рабочий цикл. Все движущиеся части роторного двигателя постоянно вращаются в одном направлении. Роторные двигатели также содержат противовесы, которые вращаются с определенной скоростью, подавляющей вибрацию. Поршни в обычном поршневом двигателе энергично движутся в разные стороны. Следовательно, роторные двигатели демонстрируют меньшую вибрацию и более плавную работу в целом. Плавность движения роторного двигателя желательна для автомобилей и пассажиров.

Дополнительным преимуществом роторных двигателей является более высокая эффективность двигателя по сравнению с поршневыми двигателями. Например, однороторный роторный двигатель обеспечивает мощность 75% каждого оборота выходного вала. Одноцилиндровый поршневой двигатель выдает мощность только за 25% каждого оборота коленчатого вала. Следовательно, роторные двигатели имеют более высокую выходную мощность за цикл сгорания. Роторные двигатели также имеют больший массовый коэффициент, более сильный поток топливно-воздушной смеси и требуют меньшего обслуживания, чем поршневые двигатели. Роторные двигатели имеют более высокое отношение мощности к весу, чем поршневые двигатели, поэтому роторные двигатели обычно легче и мощнее.

Недостатки роторных двигателей

Хотя роторные двигатели имеют много преимуществ по сравнению с обычными поршневыми двигателями, недостатки традиционных роторных двигателей препятствуют их широкому использованию. Хотя роторный двигатель был впервые изобретен в 1929 году немецким инженером Феликсом Ванкелем, он не смог стать широко используемым типом двигателя из-за плохой экономии топлива и высокого уровня загрязнения. В результате роторные двигатели не получили большой популярности в современных транспортных средствах, а поршневой двигатель стал основным типом используемого двигателя.

Одним из основных недостатков обычных роторных двигателей является высокий удельный расход топлива. Хотя теоретически они более эффективны, на практике роторные двигатели имеют более высокий удельный расход топлива, чем традиционные двигатели. Частично это происходит из-за износа верхних уплотнений, которые препятствуют надлежащей герметизации полостей двигателя, что приводит к утечке топлива и воздуха из одной полости в другую. Негерметичность верхних уплотнений является распространенной проблемой для обычных роторных двигателей. Это минимизирует максимальное давление и увеличивает расход топлива.

Еще одним фактором, вызывающим высокий расход топлива роторными двигателями, являются длинные и узкие камеры сгорания. Длинная камера сгорания снижает термодинамический КПД двигателя. Это приводит к тому, что роторным двигателям требуется больше топлива, чем поршневым двигателям.

Вторым основным недостатком является то, что роторные двигатели сильно загрязняют окружающую среду по сравнению с поршневыми двигателями. Роторные двигатели могут иметь низкокачественное сгорание, что приводит к проблемам с выбросами, особенно с высоким уровнем выбросов окиси углерода и углеводородов. Высокий уровень образования парниковых газов и токсичных выбросов роторных двигателей обусловлен несколькими аспектами.

Одна из причин заключается в том, что не полностью сгоревший газ может выделяться из камеры сгорания в виде выбросов углеводородов и угарного газа. Другая причина заключается в том, что эффект гашения из-за большого отношения поверхности к объему камеры сгорания приводит к выбросу большого количества углеводородов. Третья причина заключается в том, что несгоревший газ, просачивающийся из верхних уплотнений в выхлопную систему, является источником выбросов углеводородов и угарного газа.

Хотя механическая конструкция роторных двигателей позволяет получить более высокую удельную мощность и производительность на высоких скоростях, форма камеры сгорания и проблемы с уплотнением роторного двигателя могут выделять больше углеводородов и угарного газа, чем поршневые двигатели.

Снижение уровня выбросов и улучшение топливной экономичности являются основными изменениями, которые необходимо внести в роторные двигатели, чтобы облегчить их широкое практическое применение. Как правило, производительность роторных двигателей ухудшается, когда в них используется жидкое топливо, такое как бензин. Относительно низкая скорость пламени бензина и других обычных жидких топлив может вызвать неполное сгорание из-за большого расстояния, которое пламя должно пройти в роторных двигателях. Большое расстояние гашения бензина в роторных двигателях также препятствует способности пламени достигать более узких участков на концах ротора и стенке камеры сгорания. Выбросы несгоревших углеводородов образуются в стенке камеры сгорания и других холодных поверхностях из-за гасящего действия высокого отношения поверхности к объему на задней поверхности двигателя.

В результате роторный двигатель должен потреблять большое количество топлива. Это создает чрезмерные выбросы загрязняющих веществ при работе на бензине, особенно при высокой скорости и нагрузке. Многообещающим решением этих проблем экономии топлива и токсичных выбросов является улучшение процесса сгорания. Длинная камера сгорания и высокая рабочая скорость роторных двигателей требуют топлива с высокой скоростью пламени, которое легко испаряется. Улучшение свойств топлива является возможным подходом к повышению производительности роторных двигателей.

Возможные усовершенствования роторных двигателей

Одним из способов превратить недостатки роторных двигателей в преимущества является использование водорода в качестве топлива. Водород имеет низкую минимальную энергию воспламенения (MIE), что означает, что для воспламенения водорода в воздухе требуется очень небольшое количество энергии. MIE газообразного водорода в воздухе составляет всего 0,019 мДж, в то время как MIE других горючих газов, таких как бензин, пропан и этан, составляет 0,1 мДж. Энергия воспламенения водорода еще ниже в чистом кислороде со средним MIE ниже 0,004 мДж. Водород также имеет относительно высокую скорость пламени, что означает, что водород обладает характеристиками, необходимыми для хорошей работы роторных двигателей. Многие из этих преимуществ могут быть реализованы за счет использования бензина с водородной примесью.

В исследовании, проведенном для изучения сгорания и выбросов водородных бензиновых роторных двигателей, было установлено, что роторные двигатели, работающие на водородном топливе, работают более эффективно, чем роторные двигатели, работающие только на бензине. Среднее эффективное давление тормоза, тепловой КПД, температура цилиндра и давление сгорания роторного двигателя были одновременно увеличены после того, как объемная доля водорода во впуске была увеличена с 0% до 5,2%. Использование топлива с водородной примесью также привело к сокращению периодов развития и распространения пламени. Выбросы углеводородов, окиси углерода и двуокиси углерода были снижены при увеличении объемной доли водорода во впуске. При увеличении объемной доли водорода во впуске с 0% до 5,2% выбросы углеводородов снизились на 44,8%. Это показывает, что включение водорода в топливо, используемое для роторных двигателей, может уменьшить количество производимых выбросов и повысить эффективность роторных двигателей.

Чтобы максимизировать производительность водородных роторных двигателей, следует рассмотреть конструкцию треугольных роторных двигателей и эллиптических роторных двигателей. Треугольные роторные двигатели представляют собой традиционные роторные двигатели Ванкеля с ротором треугольной формы. Эллиптические роторные двигатели содержат ротор цилиндрической формы, который вращается внутри цилиндрической камеры корпуса. В одном исследовании было проведено количественное исследование для сравнения свойств поля внутреннего потока треугольных роторных двигателей и эллиптических роторных двигателей. Для каждого из двух типов двигателей были созданы трехмерные модели анализа жидкости на основе геометрической формы их роторов. Эти модели были разработаны с использованием вычислительной гидродинамики, в которой предполагалось, что жидкости — это воздух и водород, и пренебрегали тепловыми эффектами и горением для более простого моделирования. Модель анализа жидкости, которая имитировала поток водорода через треугольные и эллиптические роторные двигатели, показала, что коэффициент флуктуации газового момента и коэффициент флуктуации скорости потока были выше для эллиптических роторных двигателей, чем для треугольных роторных двигателей. Это показывает, что треугольные роторные двигатели имеют меньше колебаний и поэтому более стабильны, чем эллиптические роторные двигатели.

Другим преимуществом, которое продемонстрировали треугольные роторные двигатели в этом исследовании, было то, что они были менее подвержены утечкам, имели меньшее рассеивание энергии и меньшую эффективность выхлопа и всасывания по сравнению с эллиптическими роторными двигателями. Треугольные роторные двигатели также имеют более простой путь потока топлива и более стабильный поток, чем эллиптические двигатели. Хотя было показано, что треугольный роторный двигатель имеет эти преимущества перед эллиптическими роторными двигателями, эллиптический двигатель действительно превосходил треугольный роторный двигатель в некоторых категориях. Например, было обнаружено, что вихревое число выше в эллиптических роторных двигателях, чем в треугольных роторных двигателях, что указывает на то, что эллиптические двигатели имеют более высокую эффективность сгорания. Эллиптические двигатели также производили меньше выхлопных газов, чем треугольные роторные двигатели. Преимущества и недостатки каждой конструкции роторного двигателя следует учитывать при реализации этих двигателей в реальных приложениях.

Одним из факторов, который можно изменить для улучшения характеристик роторных двигателей, является положение свечи зажигания. Оптимальное положение свечи зажигания может способствовать максимально эффективному сгоранию роторных двигателей с минимальными выбросами. Одно исследование было проведено для изучения влияния положения свечи зажигания на выбросы и сгорание водородного роторного двигателя Ванкеля. Были протестированы два положения свечи зажигания: ведущая свеча зажигания и задняя свеча зажигания. Из-за сложности сжигания длинной камеры в роторном двигателе используются две свечи зажигания в каждом корпусе. Нижняя свеча зажигания называется «ведущей» свечой зажигания, а верхняя — «замыкающей» свечой зажигания (см. рис. 6). Было обнаружено, что ведущая свеча зажигания лучше подходит для роторных двигателей Ванкеля, работающих на водороде, чем задняя свеча зажигания. Ведущая свеча зажигания позволила роторному двигателю иметь более высокий максимальный тормозной момент, лучший выброс оксида азота, более широкий диапазон воспламенения и более низкие циклические колебания.

Например, максимальный тормозной момент задней свечи зажигания оказался равным 31,2 Нм. Это всего 87% от максимального тормозного момента ведущей свечи зажигания, который составлял 36,0 Нм. Это показывает, что ведущая свеча зажигания приводит к большей мощности тормозной системы. Это исследование также показало, что использование переднего положения свечи зажигания привело к более высокой тепловой нагрузке и меньшим циклическим колебаниям, чем при использовании заднего положения свечи зажигания. Таким образом, установка ведущей свечи зажигания в водородных роторных двигателях, скорее всего, улучшит функциональные характеристики двигателя.

Другим фактором, который можно использовать для улучшения текущей конструкции роторных двигателей, является синхронизация зажигания. Исследование, посвященное времени зажигания, позволило сравнить влияние опережающего и замедленного момента зажигания на работу водородно-бензинового двухтопливного роторного двигателя. Это исследование показало, что усовершенствованная синхронизация зажигания имеет множество преимуществ. Экспериментальные результаты показали, что для определенного объемного процента водорода опережающее время зажигания приводило к увеличению пикового давления сгорания и температуры в камере сгорания, а тепловой КПД тормозов сначала увеличивался, а затем уменьшался. Увеличение момента зажигания также увеличило период развития пламени и уменьшило период распространения пламени и температуру выхлопных газов. Кроме того, увеличение опережения зажигания также уменьшило циклическую изменчивость двигателя. Это означает, что улучшенная синхронизация зажигания привела к меньшим случайным колебаниям в поле потока двигателя.

Однако одним из основных преимуществ искрового зажигания с отсроченным зажиганием было то, что выбросы углеводородов и оксидов азота были снижены по сравнению с усовершенствованным искровым зажиганием. Следовательно, эти эффекты должны быть сопоставлены с общей конструкцией двигателя при разработке усовершенствованного роторного двигателя.

Обогащение кислородом — еще один способ улучшить роторный двигатель. Было показано, что увеличение количества кислорода, подаваемого в цилиндры двигателя, повышает эффективность сгорания и снижает выбросы твердых частиц. Добавление избыточного кислорода к топливно-воздушной смеси, используемой для сгорания в роторном двигателе, также приводит к более широкому диапазону воспламеняемости, более высокой скорости пламени и увеличению мощности двигателя. Эти результаты были получены в ходе исследования, направленного на изучение потенциальных улучшений сгорания в роторном двигателе уменьшенного размера за счет обогащения всасываемого кислорода. Исследование также показало, что присутствие кислорода во впускном воздухе двигателя оказывает сильное влияние на увеличение объема сгорания и развитие пламени.

Кроме того, увеличение содержания кислорода во впускном воздухе двигателя привело к повышению пикового давления. Это привело к быстрому периоду сгорания двигателя, что повысило эффективность сгорания и эффективность тепловыделения. Эти улучшения также привели к снижению токсичных выбросов. Также наблюдалось существенное снижение образования окиси углерода, сажи, несгоревших углеводородов и окиси азота при наличии смеси с более высоким содержанием кислорода. Это конкретное исследование показало, что объем всасываемого кислорода 30% и избыток воздуха в соотношении 1: 1 позволили роторному двигателю уменьшенного размера работать с максимальной производительностью при минимальных выбросах. При реализации роторного двигателя важно учитывать оптимальный объем кислорода и коэффициент избытка воздуха. Чтобы определить, какими должны быть объем кислорода и коэффициент избытка воздуха для определенного роторного двигателя, следует учитывать свойства сгорания и уровни выбросов.

Одной из успешных новых конструкций роторных двигателей, которая была разработана и испытана в 2019 году, был небольшой роторно-поршневой двигатель с оппозитными поршнями или двигатель ORP. Этот двигатель ORP использовал типичный четырехтактный принцип. Этот тип двигателя обещает обеспечить меньший углеродный след, снижение шума, более плавную подачу мощности и возможность использовать несколько видов топлива. Было обнаружено, что он имеет более низкий уровень выбросов выхлопных газов и более высокий тепловой КПД, чем обычные роторные двигатели Ванкеля, потому что конструкция двигателя ORP не имеет узкой камеры сгорания, как типичные двигатели Ванкеля. Двигатель ORP имеет неэксцентрическую конструкцию, которая снижает скорость холостого хода, а также расход топлива по сравнению с типичными роторными двигателями и поршневыми двигателями с возвратно-поступательным движением. Двигатель ORP также имеет цилиндрическую камеру сгорания, что привело к повышению тепловой эффективности тормозов и снижению выбросов по сравнению с роторным двигателем Ванкеля и традиционными поршневыми двигателями. Кроме того, этот новый двигатель ORP достиг более высокой выходной мощности за цикл сгорания, чем роторные двигатели Ванкеля и обычные поршневые двигатели. Конструкция этого малогабаритного двигателя ОВП показана на рис. 7.9.0003

Внедрение роторных двигателей

Чтобы внедрить конструкцию двигателя ORP в реальное приложение, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы успешно увеличить размер малогабаритной конструкции двигателя и определить, какие факторы могут повысить эффективность двигателя. Двигатель ORP является возможной альтернативой нынешним поршневым двигателям с возвратно-поступательным движением и расширителям диапазона, используемым в гибридных транспортных средствах, поскольку двигатель ORP обладает всеми преимуществами, которые роторный двигатель Ванкеля имеет по сравнению с поршневыми двигателями с возвратно-поступательным движением, а также имеет более высокий тепловой КПД и более низкий уровень выбросов, чем традиционные. Роторные двигатели Ванкеля. Двигатель ORP также может использоваться в гибридных транспортных средствах, использующих водород в качестве топлива. Использование водорода в качестве топлива в двигателях ORP позволит гибридным автомобилям иметь повышенную выходную мощность, высокую эффективность сгорания и тепловую эффективность, а также высокую удельную мощность.

Роторные двигатели можно легко внедрить в гибридную архитектуру, где энергия двигателя идет на поддержание заряда аккумуляторной батареи. Например, гибридные транспортные средства, работающие на сжатом воздухе и электричестве, в которых используется система накопления энергии на сжатом воздухе (CAES), являются многообещающим применением роторных двигателей. Эти гибридные пневматическо-электрические транспортные средства способны преобразовывать кинетическую энергию транспортного средства посредством торможения в сжатый воздух. Затем этот сжатый воздух может храниться в резервуаре для хранения в транспортном средстве для повторного использования во время транспортных операций, таких как запуск двигателя, ускорение и движение. Детандеры и компрессоры Ванкеля также могут быть внедрены в такие автомобили.

Роторные детандеры и компрессоры Ванкеля играют важную роль в выработке электроэнергии гибридными транспортными средствами, работающими на сжатом воздухе и электричестве, и, как было показано, приводят к значительному сокращению выбросов парниковых газов. Детандеры и компрессоры Ванкеля имеют много преимуществ по сравнению с обычными расширителями и компрессорами. Детандеры Ванкеля имеют повышенную компактность, меньшую вибрацию, пониженный уровень шума и меньшую стоимость по сравнению с традиционными расширителями и компрессорами. В одном исследовании уже были созданы эффективные детандер и компрессор для гибридного автомобиля, работающего на сжатом воздухе и электричестве, в котором использовался роторный двигатель Ванкеля. В этом исследовании были проведены испытания, в ходе которых изменялись значения таких параметров, как начальная скорость транспортного средства, вес транспортного средства, время торможения и размер бака, чтобы проверить эффективность гибридной системы Ванкеля. Максимальная эффективность энергосбережения, достигнутая этой системой Ванкеля, составила около 77%, а мгновенная эффективность системы была достигнута на уровне 85%.

В гибридных конфигурациях, таких как системы CAES, в ближайшем будущем могут быть реализованы роторные двигатели. В настоящее время эти гибридные конфигурации хоть и перспективны, но не используются из-за расхода, связанного с двигателем и необходимой доочисткой. Однако, учитывая простоту роторных двигателей и возможную оптимизацию выбросов, гибридный вариант с использованием роторного двигателя может быть финансово осуществимым. В этой конфигурации двигатель должен работать в ограниченных условиях, избегая переходных процессов, вызывающих проблемы в гибридных двигателях. Между тем, он предлагает легкую, компактную и надежную альтернативу обычным двигателям.

Внедрение улучшенных роторных двигателей в передовые технологии будет иметь безграничные возможности. Из-за своих преимуществ роторные двигатели рассматривались для использования в различных приложениях. Роторные двигатели могут быть использованы для улучшения крейсерской способности электромобилей с батарейным питанием из-за их легкого веса и низкой вибрации. Роторные двигатели использовались в других приложениях, таких как электрические пилы, расширители сжатого воздуха и моторные сани, а также снегоходы из-за их небольшого размера и легкого запуска при низких температурах.

Роторные двигатели использовались в серийных транспортных средствах, и они могут получить более широкое распространение по мере разработки и выпуска новых транспортных средств. Например, Mazda успешно внедряет роторные двигатели в свои автомобили с 1960-х годов. Mazda впервые разработала автомобиль с роторным двигателем Ванкеля в 1967 году, когда компания выпустила Cosmic Sport. В 1970-х годах почти половина автомобилей компании производилась с роторными двигателями Ванкеля, а в серийных спортивных автомобилях, таких как RX-7 и RX-8, использовался известный роторный двигатель Mazda. Хотя производство RX-8 было прекращено в 2012 году, Mazda работает над тем, чтобы вернуть в свои автомобили роторные двигатели. Концептуальный спортивный автомобиль Mazda RX-Vision был представлен компанией в 2015 году и может быть запущен в производство в будущем. Кроме того, компания недавно выпустила свой MX-30 EV 2022 года и гибридный автомобиль с подключаемым модулем. Этот автомобиль с роторным двигателем в настоящее время находится на рынке и доступен для покупки в Европе и Калифорнии прямо сейчас.

MX-30 2022 года — это полностью электрический автомобиль с вращающимся расширителем диапазона. Несмотря на то, что этот автомобиль имеет расчетный диапазон EPA только в 100 миль при полной зарядке, производство этого электрического роторного двигателя является важным шагом на пути к разработке передовых транспортных средств, работающих на возобновляемых источниках энергии и роторных двигателях. Это знаменует собой важную веху в возрождении роторного двигателя Ванкеля и новом применении роторных двигателей в гибридных транспортных средствах. В будущем роторные двигатели могут быть использованы в большем количестве электрических и гибридных транспортных средств.

Заключение

Усовершенствованный современный роторный двигатель произведет революцию в автомобильной промышленности. Этот тип двигателя позволит разработать автомобили с уменьшенным расходом топлива и минимизированными выбросами. Двигатели будут иметь более простую и легкую конструкцию, но при этом будут более мощными. Усовершенствования, такие как водородное топливо, обогащение кислородом, расположение свечей зажигания и синхронизация свечей зажигания, позволят роторным двигателям стать более эффективными и безопасными для окружающей среды. В то время как поршневые двигатели производят меньше загрязнения с помощью современных технологий по сравнению с роторными двигателями, эти достижения могут дать роторным двигателям преимущество. Роторные двигатели не следует отбрасывать как технологию прошлого. Скорее, их следует улучшать и использовать в более широком масштабе для обеспечения более эффективных и экологически чистых транспортных средств.

Авторы

Доктор Радж Шах — директор компании Koehler Instrument Company в Нью-Йорке, где он проработал последние 27 лет. Он является избранным членом своих коллег в IChemE, CMI, STLE, AIC, NLGI, INSTMC, Институте физики, Энергетическом институте и Королевском химическом обществе.

Доктор Викрам Миттал, доцент Военной академии США на кафедре системной инженерии. Он получил докторскую степень в области машиностроения в Массачусетском технологическом институте, где исследовал значение октанового числа в современных двигателях. Его текущие исследовательские интересы включают проектирование систем, проектирование систем на основе моделей и современные технологии двигателей.

Г-жа Алия Каушал — студентка инженера-химика из SUNY, Университет Стони Брук, где докторская степень. Шах и Миттал входят во внешний консультативный совет директоров.

Конструкция роторного двигателя Сореньи | Новый дизайн роторного двигателя

Представьте себе треугольники, вращающиеся вокруг карниза занавески для душа внутри пивного бочонка — это элементарное описание кричащего роторного двигателя Ванкеля. Эта силовая установка любима редукторами во всем мире из-за ее простой конструкции с минимумом движущихся частей, плавности хода от низких до высоких оборотов и огромного количества мощности, которое исходит от ее крошечного рабочего объема.

Тем не менее, культовый треугольный ротор Ванкеля ограничен по частоте вращения из-за того, что его треугольные роторы установлены эксцентрично на коленчатом валу, что означает, что скорость двигателя ограничена примерно 9000 об / мин, потому что коленчатый вал согнется, если он будет вращаться быстрее. Конечно, красная черта в 9000 об/мин — это высокий показатель для уличного автомобиля, но возможность развивать более высокие обороты может обеспечить большую мощность в других приложениях.

Может быть, они могли бы, если бы мы вышли за пределы вращающихся треугольников.

Двигатель Сореньи в разобранном виде.

В течение более чем десяти лет австралийские инженеры, работающие под названием Rotary Engine Development Agency (REDA), разрабатывали новую конструкцию роторного двигателя, основанную на деформирующемся ромбе, а не на обычных треугольных роторах. Основным преимуществом двигателя является более высокая удельная мощность, чем у Ванкеля, потому что более сбалансированная конструкция позволяет двигателю работать на более высоких оборотах — так говорит Питер Кинг, один из двух партнеров REDA.

Другим важным преимуществом, по утверждению Кинга, является то, что предел оборотов Szorenyi не ограничивается изгибом коленчатого вала, возникающим из-за эксцентричного ротора Ванкеля. Сбалансированные роторы Сорени (в которых вращающий их коленчатый вал находится в центре ротора) позволяют ему вращаться выше, чем у Ванкеля, чьи роторы имеют центр тяжести, эксцентричный по отношению к его коленчатому валу.

Этот новый роторный двигатель называется роторным двигателем Сореньи в честь изобретателя двигателя и партнера REDA Питера Сореньи. После того, как он скончался в 2012 году, его сын Адам занял его место в REDA вместе с Кингом.

Знаменитый роторный двигатель Mazda Wankel.

Wankel никогда не был единственной роторной конструкцией, но он стал фирменным типом. Задуманный в 1920-х годах в Германии, Ванкель, наконец, был запущен в производство в 1950-х годах на немецком автопроизводителе NSU. Mazda вместе с огромным списком производителей автомобилей и самолетов, а также несколькими производителями мотоциклов получила лицензию на Ванкеля от NSU и разработала свои собственные версии. Только Мазда действительно заменил его , используя роторные двигатели, наиболее известные в спортивных автомобилях, таких как RX-7, и в гранд-туристах, таких как Cosmo.

NSU обанкротилась в 1970-х, потому что ее ранние Ванкели продолжали саморазрушаться, и хотя компания в конце концов устранила недостатки, ее репутация была уничтожена к чертям. Mazda была в разгаре перевода почти всей своей производственной линии на Ванкельса, когда разразился нефтяной кризис 1973 года. С тех пор роторные двигатели были зарезервированы в основном для нишевых легких спортивных автомобилей и роскошных гранд-туристов, пока Mazda не разочаровала любителей Ванкеля во всем мире, остановив производство после 2012 года. 0003

Похожие статьи

• Официально: роторный двигатель Mazda вернется
• Роторный двигатель Mazda: объяснение

Сореньи пережил свою собственную сагу. REDA много лет разрабатывала четырехкамерный Szorenyi и построила действующий прототип в 2008 году. Но когда в 2017 году группа опубликовала свой официальный документ с Обществом автомобильных инженеров, все натолкнулось на препятствие. Инженеры известной британской автомобильной инженерной фирмы проверили двигатель и сказали Кингу, что угловые шарниры будут испытывать экстремальные нагрузки от давления, и их будет трудно адекватно смазать.

«В результате этого [разговора] у меня появилось вдохновение снять петли и просто смириться с потерей одной [камеры сгорания]», — говорит Кинг. Это упростило двигатель и устранило проблемы со смазкой и высокими нагрузками, но также вернуло Сореньи к трехкамерному роторному двигателю, более близкому по концепции к Ванкелю.

Прототип РЕДА

Ротор Сореньи сохраняет основные черты Ванкеля для неподвижных частей двигателя, однако имеет ключевое преимущество — у Сореньи используется более круглая форма статора (стационарная часть в форме пивной бочки). двигателя). Его роторы испытывают центробежные силы, которые деформируют их относительно верхних уплотнений, выстилающих камеры сгорания, что улучшает уплотнение этих камер. Напротив, утверждает Кинг, эксцентриковые роторы Ванкеля испытывают силу, действующую по направлению к центру двигателя, и это может привести к подъему верхнего уплотнения, что приведет к утечке газов между камерами.

Потеря четвертой камеры уменьшает рабочий объем двигателя — если все остальное остается прежним — но трехкамерный Сореньи сохраняет сбалансированные роторы, которые позволяют ему вращаться выше, чем у эквивалентного Ванкеля. «Сейчас мой подход заключается в том, чтобы оставить четырехкамерный двигатель и сосредоточиться на трехкамерном», — говорит Кинг. Это будет первая версия Szorenyi, которую мы увидим, хотя Кинг не говорит, для какого приложения она дебютирует.

Торец трехкамерного роторного Сореньи.

Предполагая, что его окончательный проект будет реализован, Сореньи сталкивается с экзистенциальным вопросом: каково место роторного двигателя в мире?

Как и двигатель с воздушным охлаждением, роторный двигатель вызвал интерес и производство среди крупных производителей на рубеже веков. Ванкель просуществовал до 2012 года, когда Mazda отказалась от RX-8 с роторным двигателем. Ужесточение стандартов выбросов и экономии топлива подписало Ванкелю смертный приговор.

За исключением небольшого возрождения. Примерно в то же время, когда REDA решила сосредоточиться на трехкамерном Szorenyi, Mazda объявила, что возродит Wankel в качестве расширителя диапазона для автомобилей с электрическим приводом. Таким образом, Mazda Wankel не будет вращать колеса напрямую, а будет действовать как бортовой генератор, который в крайнем случае вырабатывает дополнительное электричество для электродвигателей, приводящих в движение колеса автомобиля.

Что такое гибридный двигатель автомобиля: схема и принцип работы

Гибридный двигатель современного авто

Подавляющее большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но, учитывая мировые тенденции на снижение нефтяных запасов, а также необходимости бережного отношения к окружающей среде, подымается вопрос замены ДВС на что-то более экономичное, мощное. Это позволит полностью удовлетворить потребности человека комфортном и безопасном передвижении.

Хорошей альтернативой автомобилям, работающим на энергии сгорания топлива, могут стать электромобили, питающиеся электричеством — это не гибридный вариант авто.

Правда, сегодня они еще имеют определенные конструктивные недостатки. В частности это малый запас хода (не превышает 150 – 180 км), большой срок подзарядки (занимает несколько часов). Кроме прочего такие машины дорого стоят, поэтому рассчитывать, что они полностью придут на замену топливным машинам не стоит.

Поэтому хорошей альтернативой, совмещающей достоинства обеих конструкций — это автомобиль с гибридным двигателем. Принцип работы заключается в использовании энергии сгорания топлива для подзарядки специальных аккумуляторов, которые питают тягу авто.

Таким образом достигается минимизация использования топлива, снижение стоимости машины, повышение уровня мощности и экологической чистоты. При этом отсутствует потребность тратить время на длительную подзарядку батарей. Одной заправки бака топливом хватает на большее расстояние, даже при повышенной мощности или расходе горючего в городских условиях, чем в обычном автомобиле.

Принцип работы гибридного мотора

Чтобы понять, что представляют собой и как работают автомобили с гибридным двигателем, следует рассмотреть принцип их действия. Сегодня, учитывая степень гибридизации, выделяют три типа двигателей:

• умеренные;
• полные;
• plug-in.

Для первой категории гибридного автомобиля характерна постоянная работа ДВС. А установленный электродвигатель включается и работает в экстремальных условиях, когда автомобилю нужна мощность. Такой подход экономит топливо (ведь его расход при увеличении мощности возрастает), равномерно использовать ДВС и не допускать чрезмерных перегрузок.

Для второго типа гибридного авто характерна работа в качестве тягового агрегата только электродвигателя. ДВС используется как источник постоянной подзарядки. Это дает выработать постоянный режим работы ДВС, что дает достигнуть максимального показателя КПД. При этом, учитывая, что не требуется снижение или увеличение тяговой нагрузки, расход топлива снижается.

В третьем случае в автомобиле добавляется возможность прямой подзарядки от источника электрического питания. Такой тип машины полностью избавляется от главного недостатка электромобилей, а именно он может работать после окончания заряда батареи (в этом случае включается ДВС и машина начинает работать по принципу гибрида).

Ко всему прочему современные гибридные автомобили еще и оснащаются системами KERS (осуществляют переработку кинетической энергии вращения). Суть системы сводится к дополнительной подзарядке аккумуляторных батарей за счет вращательной энергии колес. Это когда машина двигается накатом (свободным ходом), либо во время торможения. Такой подход позволяет еще больше снизить уровень потребления топлива.

Немного о схемах взаимодействия и видах гибридных автомобилей

Сегодня выделяют три схемы взаимодействия ДВС и электромоторов, устанавливаемых на гибридных двигателях:

• последовательную;
• параллельную;
• последовательно-параллельную.

В первом случае принцип взаимодействия прост. ДВС работает исключительно в качестве источника подзарядки аккумуляторной батареи и не привлекается как тяговая сила.

Из положительных характеристик такой гибридной схемы следует выделить:

• равномерность работы ДВС;
• достижение максимального КПД;
• снижение уровня потребления топлива;
• отсутствие системы переключения передач;
• передвижения даже при выключенном ДВС, за счет накопленной аккумуляторами энергии.

Но есть и недостатки в гибридных машинах. В частности необходимость использования внушительных размеров аккумуляторов, а также потеря энергии в процессе преобразования.

В следующей, параллельной схеме используются два двигателя одновременно. При этом основным тяговым агрегатом остается ДВС, а электромотор выступает как вспомогательный. Его сила используется, когда начинает требоваться дополнительная мощность. Это позволяет экономить расход горючего, при этом не требуется устанавливать громадных аккумуляторов.

Гибридный автомобиль с такой схемой работы двигателя оптимален по стоимости и получения конечного результата. Отлично подходят для условий скоростной езды по трассам. А вот из минусов – в условиях городской езды, когда авто постоянно «дергается», они малоэффективны. Тут же стоит отметить незначительную, по сравнению с другими гибридными вариантами, экономию топлива. Большую продолжительность времени гибридная машина работает от двигателя внутреннего сгорания.

Третий тип схемы предусматривает совмещение принципа работы двух предыдущих. Здесь, энергия тягового ДВС частично перенаправляется на генератор, заряжающий электродвигатель. В дальнейшем путем компьютерного регулирования оптимально синхронизируется работа двух двигателей. Это позволяет максимально использовать полезные моменты каждого из них.

По сути на выходе получается универсальное транспортное средство, способное одинаково комфортно чувствовать себя как в городских условиях, так и на скоростных трассах. Но есть здесь и некоторые недостатки. В частности очень сложная конструктивная система, аккумулятор весьма внушительной мощности, компьютерное управление, необходимость установки дополнительного генератора.

На сегодня это все, что мы хотели рассказать про гибридный двигатель.

Удачи!

Поделитесь информацией с друзьями:

Гибридный привод автомобиля — вопросы по гибридам

Преимущества гибрида — меньшее потребление топлива и снижение вредных выбросов. Поговорим про гибридные автомобили и рассмотрим основные приводы. Вопросы по гибридным машинам.

Разновидности гибридных машин

Умеренные гибридные

• Гибридная система остановки/старта двигателя. Отключает двигатель, когда его мощность не требуется для всей гибридной установки и немедленно повторно запускает при первой необходимости.
• Интегрированная помощь двигателю — система имеет больший электрический двигатель. Значит больше электричества может использоваться, чтобы помочь приводить в движение автомобиль.

Параллельные и последовательные гибриды

В последовательном гибриде, ДВС поворачивает генератор, а генератор может зарядить батареи или привести электрический двигатель в действие, который передаст крутящий момент в трансмиссию. Таким образом, ДВС никогда не приводит машину в движение.

Большинство гибридов — параллельные. Хотя некоторые могут утверждать, что Toyota Prius имеет особенности параллельного и последовательного гибрида.

Гибрид с подзарядкой

Вопросы по гибридным машинам

Когда гибридный авто наиболее эффективен

• Гибридная система значительно повышает эффективность расхода топлива и снижает уровень токсичности выхлопных газов, особенно при езде в городе. В этих случаях система регенеративного торможения помогает сохранить энергию.

Можно ли утилизировать батареи

• Да, существуют средства утилизации компонентов батареи гибридных машин.

Надежен ли гибридный автомобиль

• Гибридная силовая установка соответствует современным стандартам качества и надежности. Проводятся испытания в экстремальных условиях. Кроме того, в гибридных авто намного меньше составных частей, чем в обычных машинах.

Ведет ли себя гибридный авто по-другому при езде

• Нет. Управление гибридом очень напоминает управление машиной с обычной автоматической трансмиссией. За исключением того, что гибрид обладает большей мощностью, лучшей управляемостью и более плавным разгоном, производя намного меньше шума.

Какой срок службы

• Гибридный привод рассчитан на такой же срок службы, как любой другой автомобиль — это достаточно долгое время.

Требует ли батарея подзарядки

• Никогда. Гибридный привод производит автоматическую подзарядку батареи, используя регенеративное торможение или при помощи электрогенератора. Водителю никогда не стоит беспокоиться о подзарядке батареи.

Требуется ли специальное топливо

• Нет. Гибридный автомобиль заправляется обычным бензином.

Насколько безопасен

• Гибридные автомобили оснащаются теми же системами безопасности, что обычные машины. Кроме того, батарея имеет герметичный корпус, а высоковольтная система проводки защищена от поражения электротоком или случайного прикосновения.

Какой срок службы батареи

• Высоковольтную батарею, используемую на автомобилях с гибридной силовой установкой, нельзя сравнивать с аккумуляторами обычных автомобилей. В ней применяются самые передовые технологии. Она рассчитана на весь срок службы автомобиля.

Гибридные диски: как они работают

Мин. время чтения

Теги: Emobility

Одной из наиболее важных целей разработки транспортных средств на сегодняшний день является сокращение выбросов парниковых газов. В конечном счете, цель состоит в том, чтобы замедлить прогрессирующее изменение климата. Согласно резолюции стран ЕС, например, к 2030 году новые автомобили должны выбрасывать на 35 процентов меньше CO2, чем в 2020 году. Эта цель не может быть достигнута ни за счет чисто аккумуляторных электромобилей из-за их небольшого количества, ни только за счет оптимизации текущего бензина. или дизельные двигатели. Решение состоит в том, чтобы объединить двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели для создания гибридного привода. Чем больше диапазон, который может быть охвачен чисто электрически, тем лучше для окружающей среды.

Различные концепции гибридного привода

Различные концепции гибридного привода

Но гибридные приводы не одинаковы. В зависимости от расположения и распределения задач двигателя внутреннего сгорания, электродвигателя, генератора и трансмиссии, специалисты подразделяют гибридные концепции на последовательные, параллельные и гибридные приводы с разделением мощности. В рамках этих категорий на протяжении многих лет разрабатывались различные гибридные концепции. Однако, если взглянуть на гибридные архитектуры, используемые в настоящее время в массовом производстве, можно увидеть некоторые основные тенденции развития.

Серийный гибридный привод состоит из двигателя внутреннего сгорания, соединенного с генератором. Это дополняется электродвигателем для привода колес. Единственной задачей двигателя внутреннего сгорания является приведение в действие генератора для выработки электроэнергии. Эта электроэнергия используется для привода транспортного средства либо одним электродвигателем с дифференциалом, либо двумя двигателями на ось без дифференциала.

Главное преимущество этой концепции: двигатель внутреннего сгорания может работать независимо от условий движения, а аккумулятор можно заряжать даже на стоящем автомобиле. Энергия, хранящаяся в аккумуляторе серийного гибрида, также позволяет двигаться на чистом электротяге при выключенном двигателе внутреннего сгорания. В современных электромобилях с батарейным питанием двигатель внутреннего сгорания также используется в качестве так называемого удлинителя запаса хода. Это гарантирует, что транспортное средство не остановится из-за разряженного аккумулятора.

Двигатель внутреннего сгорания и ведущие колеса не связаны механически. Двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор, генерируемая энергия которого накапливается в аккумуляторе. Эта энергия используется для электродвигателя, который приводит в движение колеса.

В отличие от серийного гибрида, параллельный гибрид имеет механическую связь между двигателем внутреннего сгорания и колесом. Передача мощности в трансмиссии, приводимая в действие двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем, соответственно, может гибко варьироваться – в этом случае транспортное средство приводится в движение либо чисто электрически, либо исключительно двигателем внутреннего сгорания, либо обоими приводами одновременно. В параллельных гибридах выходная мощность электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания суммируется, чтобы сформировать общую мощность. Помимо двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя, такие гибридные приводы также нуждаются в одной или нескольких трансмиссиях, сцеплениях или муфтах свободного хода.

В зависимости от выходной мощности и набора функций специалисты различают мягкие и полные гибриды. Мягкий гибрид является самым простым и экономичным гибридом. Он встроен в ременную передачу двигателя внутреннего сгорания в качестве стартер-генератора или напрямую соединен с коленчатым валом. При сравнительно низком напряжении системы в 48 вольт мягкий гибрид уже обеспечивает экономичную рекуперацию неиспользуемой энергии торможения. Кроме того, он включает функции автоматической остановки двигателя и движения накатом для экономии топлива, которые всегда выключают двигатель внутреннего сгорания, когда он не нужен. И последнее, но не менее важное: мягкий гибрид также поддерживает двигатель внутреннего сгорания при ускорении.

Мягкий гибрид, интегрированный в ременную передачу двигателя внутреннего сгорания в качестве стартер-генератора или напрямую связанный с коленчатым валом. При напряжении в системе всего 48 вольт мягкий гибрид обеспечивает экономичную рекуперацию неиспользуемой энергии торможения. Также возможно: функции автоматической остановки двигателя и движения накатом для экономии топлива, которые всегда выключают двигатель внутреннего сгорания, когда он не нужен.

В значительно более мощной полной гибридной системе приводной электродвигатель интегрирован в трансмиссию автомобиля. Значительно более высокое системное напряжение, до 600 вольт, также позволяет использовать только электродвигатель для тяжелых транспортных средств, таких как внедорожники, с достаточной производительностью для повседневных задач вождения, а также для поездок на большие расстояния.

Для экономии монтажного пространства электродвигатель встроен в корпус коробки передач. Эта гибридная версия позволяет транспортному средству управляться исключительно электрически или только с двигателем внутреннего сгорания. Во время наддува электродвигатель поддерживает двигатель внутреннего сгорания при ускорении. Во время торможения электродвигатель превращается в генератор, преобразующий энергию торможения в электрическую энергию, хранящуюся в аккумуляторе.

В отличие от последовательных гибридов, в параллельных полногибридных системах требуется только один электродвигатель, который работает либо как приводной двигатель, либо как генератор, в зависимости от рабочего состояния. Выходная мощность двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя может масштабироваться независимо друг от друга, что означает, что компоненты системы могут лучше адаптироваться к стилю вождения.

Современные концепции транспортных средств, как правило, основаны на экономичных модульных концепциях. Здесь легковые автомобили используют общую платформу. Различные модули позволят реализовать различные концепции привода. Параллельная гибридная концепция предлагает здесь большую гибкость. В полном гибриде со стороны трансмиссии полный гибридный привод интегрирован в трансмиссию. Это позволяет относительно легко интегрировать новую технологию в трансмиссию заднеприводных автомобилей, поскольку требуется лишь несколько изменений.

Однако возможна и другая параллельная гибридная архитектура, а также конфигурации системы в зависимости от платформы автомобиля, доступного места для установки, стоимости и желаемого объема функций. Вместо обычного неведущего заднего моста установлен узел, состоящий из моста, входного вала, электродвигателя и управляющей электроники. В качестве дополнительной ценности эта концепция также предлагает функцию полного привода. В этом случае система контроля тяги активирует электрический задний привод в дополнение к переднему приводу, приводимому в действие двигателем внутреннего сгорания по требованию.

Вместо обычного неведущего заднего моста устанавливается узел, состоящий из моста, входного вала, электродвигателя и управляющей электроники. В качестве дополнительной ценности эта концепция также предлагает функцию полного привода.

Все описанные гибридные варианты могут быть сконфигурированы как подключаемые гибриды. Подключаемый гибрид отличается аккумулятором большей емкости. Он позволяет ездить исключительно на электричестве на большие расстояния. Особенность подключаемого гибрида: аккумулятор подзаряжается не только во время рекуперации — например, при торможении, — но также может заряжаться при подключении автомобиля к внешней системе электропитания. Чем больше батарея, тем больше диапазон, который может быть покрыт чисто электрически. Подключаемый гибрид — это, с одной стороны, мостик к электромобилю на чистом аккумуляторе, но, с другой стороны, благодаря двигателю внутреннего сгорания он также предлагает неограниченную мобильность на дальние расстояния.

Гибрид с разделением мощности представляет собой комбинацию последовательного и параллельного гибрида. В этом типе гибрида мощность двигателя внутреннего сгорания делится на механическую и электрическую составляющие. В основе современных стандартных систем лежит планетарный редуктор — в дополнение к двигателю внутреннего сгорания и двум электродвигателям. Одна из электрических машин работает как двигатель, другая как генератор. В этой системе двигатель внутреннего сгорания передает часть своей мощности непосредственно на колеса, а генератор одновременно преобразует остальную часть в электрическую энергию. Аккумулятор накапливает эту энергию и при необходимости передает ее электродвигателю, который интегрирован в поток мощности колес. С одной стороны, это делает возможным чисто электрическое вождение, а с другой стороны, двигатель внутреннего сгорания может работать в диапазонах частоты вращения и нагрузки с оптимизированным расходом топлива, поскольку энергия, которая временно не требуется для привода, временно накапливается. Однако из-за специфических свойств планетарной передачи выходная мощность двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя должна быть точно согласована в этой гибридной конфигурации.

Электрификация трансмиссии скоро станет стандартной

Электрификация трансмиссии скоро станет стандартной использоваться в основном для более крупных транспортных средств.

сопутствующие товары

Моторное масло в гибридных автомобилях

• Дом
• Потребители
• Техническое обслуживание/советы
• Гибридным автомобилям по-прежнему требуется эффективная смазка
• Требуется ли моторное масло в гибридных автомобилях?

Так же, как и классические бензиновые автомобили, гибридные автомобили требуют моторного масла , так как неэлектрическая часть их системы двигателя нуждается в постоянной смазке. Из-за специфической моторизации гибридных автомобилей и для обеспечения долговечности деталей двигателя продукты, которые вы используете, должны выбираться с осторожностью. Узнайте, как обслуживать свой гибридный автомобиль с TotalEnergies.

Нужно ли моторное масло для гибридных автомобилей?

В отличие от автомобилей, работающих только с двигателем внутреннего сгорания, гибридные автомобили оснащены двумя двигателями: электрическим двигателем и двигателем внутреннего сгорания. Таким образом, для правильной работы этому типу транспортных средств требуется как электричество, так и топливо. Двигатели гибридных автомобилей обычно работают один за другим, но в некоторых ситуациях они также могут работать вместе.

В гибридных автомобилях обычно используется электрический двигатель при запуске транспортного средства и при движении со скоростью от 45 до 80 миль/ч (70–130 км/ч). Если этого требует маршрут, по которому вы идете, или если аккумулятор недостаточно заряжен, двигатель внутреннего сгорания поможет электрическому. При резком ускорении оба двигателя работают одновременно. Эти различные этапы относятся к трем типам тяги: электрическая тяга (только электрический двигатель), тепловая тяга (только двигатель внутреннего сгорания) и гибридная тяга (как электрические, так и двигатели внутреннего сгорания).

В гибридных автомобилях, как и в автомобилях с бензиновым двигателем, двигатель внутреннего сгорания необходимо постоянно смазывать. Поэтому для обоих этих типов автомобилей требуется моторное масло . Напомним, моторное масло используется для смазки различных механических частей двигателей внутреннего сгорания. Эта смазка снижает трение между различными компонентами двигателя и, таким образом, предотвращает повышение температуры, преждевременный износ и чрезмерное накопление отложений.

Моторное масло необходимо для правильной работы гибридных автомобилей. Но этим типам транспортных средств также требуются другие смазочные материалы, такие как трансмиссионное масло для переключения передач и охлаждающая жидкость двигателя, чтобы поддерживать нужную температуру двигателя

Зачем гибридным автомобилям нужно специальное моторное масло?

В гибридных автомобилях двигателю внутреннего сгорания помогает электрический двигатель, что объясняет, почему двигатель внутреннего сгорания работает при более низкой температуре, чем в классических автомобилях с газовым двигателем. Настоятельно рекомендуется использовать моторное масло, рекомендованное производителем для надлежащей смазки компонентов двигателя.

что это, как увеличить и чем отличается от компрессии

Тепловой рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания подразумевает несколько тактов, одним из которых является уменьшение объёма принятой топливовоздушной смеси при неизменной её массе, то есть герметичном цилиндре.

Содержание статьи:

• 1 Что такое степень сжатия
  • 1.1 Отличия от компрессии
• 2 На что влияет
• 3 Как рассчитать степень сжатия мотора
• 4 Как увеличить степень сжатия
  • 4.1 Расточка цилиндров
  • 4.2 Измерение объема камеры сгорания
  • 4.3 Доработка ГБЦ
• 5 Минусы увеличения степени сжатия

По законам физики растут давление и температура, что в конечном счете влияет на коэффициент полезного действия двигателя.

Отсюда и важность одного из главных параметров мотора, показывающего, насколько сильно сжимается смесь перед началом основного полезного такта рабочего хода.

Что такое степень сжатия

У четырехтактного мотора четко разделены все процессы газообмена. На такте впуска поршень опускается вниз, точнее ближе к коленвалу, оставляя над собой максимальное для данного цилиндра пространство.

Затем идет такт сжатия, когда поршень поднимается в верхнюю мертвую точку. Над ним остается совсем мало места, данный объем называется камерой сгорания.

Степенью сжатия, а это чисто геометрический параметр, называется отношение надпоршневого объёма в первом случае (максимального) ко второму случаю, когда он минимален.

По теме: Сколько проработает двигатель без масла

Это обычное число, не имеющее размерности, может округленно выражаться целым числом или с десятичной дробью. Чем оно больше, тем сильнее давление перед рабочим ходом.

Отличия от компрессии

Компрессия имеет отношение к степени сжатия, но с научной точки зрения это совершенно разные величины, нечетко между собой связанные.

Компрессией принято считать максимальную величину давления в цилиндре во время прокрутки его на малых оборотах без зажигания в тестовом режиме от внешнего источника (обычно стартера).

Имеет размерность давления, то есть в кг/кв.см, барах, атмосферах, паскалях или фунтах на квадратный дюйм (PSI). Замер компрессии позволяет поверхностно судить о состоянии двигателя. С возможными ошибками, что требует уточнения иными способами.

На что влияет

Если рассмотреть тепловой цикл работы двигателя за все четыре такта, то можно сделать вывод об увеличении количества работы, производимой цилиндром, пропорционально степени сжатия, то есть с её ростом увеличивается КПД мотора, а с меньшего рабочего объёма можно снимать больше мощности.

Последнее очень привлекательно для автомобилистов, но инженеры прекрасно знают, чем данный рост ограничен.

Нельзя повышать температуру и давление над поршнем в ВМТ до бесконечности, это потребует идеального топлива. У реальных сортов горючего есть ограничения по детонационной стойкости, то есть горение станет аномальным, это можно сравнить с разницей в применении пороха и тринитротолуола в артиллерии.

Первый выталкивает снаряд, а второй просто раздробил бы ствол пушки из-за слишком большой скорости взрывной волны.

Тем не менее ученые и инженеры стараются выжать максимум из моторов, применяя высокооктановые, стойкие к детонации бензины, а также оптимизируя горение, не давая ему перейти в детонацию. Поднятие этой границы без разрушительных для деталей последствий требует больших знаний и опыта.

Как рассчитать степень сжатия мотора

Для расчета придется решить несложную геометрическую задачу. Потребуется лишь вспомнить формулы из курса средней школы, описывающие объём тел цилиндрической формы, а также провести замеры объёма камеры сгорания.

Зная диаметр цилиндра и ход поршня, легко вычислить описываемый поршнем объём. Затем вычисляется надпоршневой объём в ВМТ, состоящий из камеры сгорания, недохода поршня и небольшого цилиндра с толщиной прокладки ГБЦ.

Остается сложить эти две величины и разделить результат на вторую из них. Или воспользоваться одним из имеющихся в сети калькуляторов.

Как увеличить степень сжатия

Любители тюнинга рассматривают рост степени сжатия и переход на более высокооктановый бензин как одну из составляющих увеличения мощности.

Способы тут чисто геометрические и практически реализуются механообработкой и заменой деталей на тюнинговые.

Расточка цилиндров

Из формулы расчета видно, что можно увеличить степень сжатия, если добавить описываемый поршнями объём. То есть ход поршня или диаметр цилиндра. В последнем случае блок растачивается под измененные поршни.

Их можно приобрести или изготовить. Но для уточнения результата надо знать, чему равен объём камеры сгорания и насколько он может измениться.

Измерение объема камеры сгорания

Камера современного мотора хорошо оптимизирована под эффективное смешивание и горение топлива с воздухом. Поэтому форма её вряд ли может быть просчитана с использованием математических формул.

Приходится снимать головку блока, переворачивать её и заполнять водой, после чего точно измерять её количество.

Зная эту величину, можно примерно рассчитать способы доработки, а затем проверить и подогнать результат под эффективный, но безопасный.

Доработка ГБЦ

В зависимости от способа тюнинга мотора, может потребоваться для корректировки степени сжатия увеличивать или уменьшать объем камер сгорания в ГБЦ.

Возможно несколько вариантов:

• выборка металла фрезой из ГБЦ в зоне камер;
• подрезка (шлифовка) плоскости головки;
• применение увеличенных или уменьшенных по толщине прокладок между головкой и блоком;
• наплавление металла в камеры сгорания с последующей корректировкой формы механообработкой.

Подобные процессы требуют больших знаний и опыта, иначе результат скорее всего будет противоположным.

Минусы увеличения степени сжатия

Проблема здесь практически одна – детонация. Рост температур, давлений и ударных нагрузок не добавит мощности, а разрушит детали двигателя.

Добиться улучшения процесса горения очень сложно, поскольку эта работа уже была проделана разработчиками на самом сложном научно-техническом уровне. Зато ухудшить получится практически любым изменением.

Выход из положения только один – повышение октанового числа бензина, что не получится делать до бесконечности, выбор ограничен.

Небольшое «поджатие» мотора вполне возможно, если он изначально не был рассчитан на самый продвинутый бензин, но одновременно придется изменять карты системы управления двигателем и решать массу других возникающих проблем.

Такая работа доступна очень ограниченному числу специалистов.

Что такое степень сжатия в двигателе и от чего она зависит?

Каждый автомобильный двигатель имеет несколько характеристик, описывающих его возможности (объем, мощность и пр.). Одна из них — степень сжатия. Это одна из основных его характеристик.

Разберемся, что такое степень сжатия (CR — compression ratio) в двигателе, для чего она нужна, от чего она может зависеть и как ее рассчитать.

Что такое степень сжатия в двигателе автомобиля?

Степень сжатия — это параметр (характеристика) двигателя автомобиля, который рассчитывается по соотношению полного объема цилиндра (от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки хода поршня) к объему камеры сгорания. То есть вот такой большой полный объем цилиндра, заполненный топливной смесью,  поршень может поджать в маленький объем камеры сгорания. У каждой модели двигателя степень сжатия разная.

Считается, что чем выше степень сжатия в двигателе, тем выше его КПД и  мощностные характеристики. Все потому, что от нее непосредственно зависят основные параметры наиболее эффективного сгорания топливной смеси — давление и температура.  Теоретически это правильно, но на практике производителям двигателей приходится столкнуться с целым рядом ограничений при попытке ее увеличить. Так как величина степени сжатия оказывается зависит от нескольких факторов. Перечислим их.

От чего зависит степень сжатия в двигателе?

1. От температуры топливной смеси на такте сжатия.

При сжатии поршнем топливной смеси (рабочей смеси) в камере сгорания растет давление, а вместе с ним, естественным образом, растет и ее температура. При достижении 450-600 градусов Цельсия топливная смесь самовоспламеняется (без участия искры на свече). Происходит так называемое детонационное сгорание. То есть объемный взрыв с детонационной волной, распространяющейся со скоростью более 1500 м/с (при норме распространения горения 40-80 м/с). Такая волна ломает перегородки поршней, разрушает тарелки клапанов, приводит к появлению трещин в головке блока и пр. То есть, детонация при повышении температуры топливной смеси, недопустима и это является существенным ограничением для увеличения степени сжатия в двигателе.

Но, если топливную смесь несколько охладить в начале такта сжатия, то температуру начала возникновения детонационного сгорания можно несколько отодвинуть. Например, этого удается достигнуть в двигателях с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания. У таких двигателей степень сжатия выше.

2. Частота вращения коленчатого вала двигателя.

Чем дольше топливная смесь находится под действием высокой температуры, тем скорее и вернее возникнет детонация. То есть, чем выше частота вращения коленчатого вала, тем меньше склонность к детонации. Значит, в высокооборотистых двигателях, степень сжатия можно сделать выше, чем в низкооборотистых.

3. Размер камеры сгорания в двигателе.

Когда фронт пламени от свечи зажигания распространяется по камере сгорания, то в ее отдаленных участках происходит дожатие еще несгоревшей топливной смеси. И это равнозначно увеличению степени сжатия. Если камера сгорания небольшая, то дожатие больше — степень сжатия выше и соответственно камера сгорания больше — дожатие ниже, степень сжатия ниже. Следовательно, двигатели с меньшими камерами сгорания будут иметь более высокую степень сжатия.

4. Химический состав топлива.

Момент возникновения детонации сильно зависит от состава топливной смеси на которой работает двигатель. Так высокооктановое топливо менее склонно к ее появлению, а низкооктановое более. Из этого следует, что в двигателях с высокой степенью сжатия необходимо использовать бензин с более высоким октановым числом, стойкий к самовоспламенению в условиях высокого давления и температуры.

Таким образом становится очевидно, что степень сжатия в двигателе автомобиля и соответственно его мощность напрямую зависит от того насколько дальше отодвинут порог возникновения детонации топлива. Высокооборотистый двигатель с малым рабочим объемом цилиндра, работающий на высокооктановом топливе будет иметь более высокую степень сжатия. Но в любом случае степень сжатия в двигателе внутреннего сгорания не превышает показатель 12.

Как рассчитывается степень сжатия двигателя?

Степень сжатия рассчитывается по определенной формуле. Каких-либо единиц измерения степени сжатия нет. Просто число.

Примеры величины степени сжатия некоторых двигателей, рассматриваемых на нашем сайте.

Двигатель 2103 (1,45 л) автомобилей ВАЗ 2104, 2105, 2106, 2107 — степень сжатия 8,5.

Двигатель 21213 (1,7 л) автомобиля Нива 21213 (карбюратор) — степень сжатия 9,3.

Двигатель 21083 (1,5 л) автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 — степень сжатия 9,9.

Двигатель 11183 (1,6 л) автомобилей ВАЗ 2113, 2114, 2115 — степень сжатия  9,8.

Двигатель k7j (1,4 л) автомобиля Рено Логан первого поколения — степень сжатия 9,5.

Примечания и дополнения

— На двигателях с наддувом температура и давление в начале такта сжатия выше (так как турбина позволяет увеличить массу топливной смеси в цилиндре). В связи с этим есть риск получить к концу такта сжатия превышение порога ее детонационного сгорания. Поэтому степень сжатия на таких двигателях ниже, чем на двигателях без наддува. Хотя ее пытаются повысить за счет установки охладителя — интеркулера на входе воздуха.

— У дизельных двигателей степень сжатия выше чем у бензиновых (не менее 14-15), так как там в цилиндрах сжимается чистый воздух, а не топливная смесь. И его, наоборот, нужно нагреть до высокой температуры (более 600 градусов). После чего в нагретый воздух впрыскивается под давлением топливо (солярка). Топливная смесь, таким образом, образуется непосредственно внутри камеры сгорания. Ее самопроизвольное воспламенение происходит, когда будет впрыснуто уже около 30 процентов топлива.

— Степень сжатия не зависит от компрессии, а компрессия рассчитывается с учетом степени сжатия.

— Первый практически пригодный двигатель, построенный французским механиком Этьеном Ленуаром в 1860 году не имел ни какой степени сжатия. Его КПД был очень низким (0,5).  И лишь после того как Кельнский механик Николай Отто в 1877 году придумал как поджать топливную смесь, эффективность двигателя резко повысилась. В последствии идею сжимать топливо перед поджигом стали широко использовать другие механики в своих двигателях.

Еще статьи по автомобильным двигателям

— Что такое большой и малый круг системы охлаждения двигателя?

— Нормы компрессии для отдельных двигателей автомобилей ВАЗ

— Шесть признаков скорого капитального ремонта двигателя автомобиля

— «Масляное голодание» двигателя автомобиля, причины и последствия

— Дизелинг двигателя автомобиля, как с ним бороться и победить?

— Что такое объем (рабочий объем) двигателя автомобиля?

Подписывайтесь на нас!

Объяснение степени сжатия | Visordown

Горючее устремляется внутрь, затем оно раздавливается в крошечном пространстве и воспламеняется. Тайны степеней сжатия исследованы и разгаданы

Тим Диксон

Пн, 22 октября 2007

Степень сжатия двигателя — это соотношение объема газа в цилиндре, когда поршень находится в верхней мертвой точке , или ВМТ) к объему газа, когда поршень находится в нижней мертвой точке (нижняя мертвая точка или НМТ). Другими словами, это отношение сжатого газа к несжатому или насколько плотно поступающая топливно-воздушная смесь вдавливается в камеру сгорания перед ее воспламенением. Чем сильнее он сжат, тем эффективнее он горит и тем больше энергии вырабатывается.

Судя по всему, небольшие изменения в движке будут иметь большое значение. «Снятие» головки блока цилиндров путем механической обработки ее нижней поверхности в том месте, где она плотно прилегает к цилиндру (что эффективно уменьшает объем камеры сгорания) или установка более тонкой прокладки головки блока цилиндров увеличит степень сжатия, как и установка поршней с высокой степенью сжатия. поднятая корона. Любая модификация, уменьшающая объем камеры сгорания, повысит компрессию, но это также повлияет и на другие аспекты.

Растачивание двигателя или увеличение его хода дает больше мощности не только за счет увеличения мощности, но и за счет повышения степени сжатия. Скажем, у нас есть одноцилиндровый двигатель объемом 500 куб. см с диаметром цилиндра 100 мм и ходом поршня 63,66 мм. Допустим также, что его цилиндр имеет объем камеры сгорания, для простоты расчета, 50 куб.см. С поршнем в НМТ общий объем цилиндра составляет 550 см3. Когда поршень находится в ВМТ, объем уменьшается до 50 куб.см. Таким образом, его коэффициент сжатия составляет 550, деленное на 50, или 11:1. Но если мы увеличим диаметр двигателя на 2 мм и не будем делать никаких других модификаций, его объем теперь составит 520 куб.см. Общий объем цилиндров увеличен до 570 куб. см, снова уменьшен до 50 куб. см в ВМТ. Разделив 570 на 50, мы получим 11,4:1. Увеличив рабочий объем двигателя, мы изменили соотношение объемов сжатого и несжатого газа и увеличили степень сжатия.

Что бы мы ни делали, повышение степени сжатия — это простой путь к большей мощности. По словам Яна Парка из FW Development, поршни с высокой степенью сжатия обладают «привинчиваемой мощностью». Современные велосипедные двигатели имеют степень сжатия от 10:1 до 12:1. Например, стандартный CBR600RR имеет степень сжатия 12:1, в то время как RR, настроенный FW Developments для суперспорта, будет работать со степенью сжатия около 15:1. Но есть пределы тому, насколько высокой может быть степень сжатия. Проблема с бензином в том, что если его слишком сильно сжать, он начинает воспламеняться сам по себе, а не тогда, когда вы этого хотите. Это известно как детонация или «детонация», и именно это не позволяет двигателям работать с очень высокой степенью сжатия.

При сжатии газа повышается его температура, поэтому при подъеме поршня и сжатии топливно-воздушной смеси газ нагревается. В идеальном мире сжатая топливно-воздушная смесь воспламеняется из центральной точки камеры сгорания (где находится свеча зажигания), равномерно расширяясь во всех направлениях и толкая поршень вниз (потому что это единственная часть, которая может двигаться в этой точке). ). Слишком сильно поднимите степень сжатия, и произойдет самовоспламенение по направлению к внешним краям камеры сгорания, вызванное внезапным повышением давления в цилиндре при воспламенении свечи зажигания, вместо того, чтобы выгорать наружу от центральной точки.

Это неравномерное спонтанное горение создает усиленные волны давления в камере сгорания. Металлический стук можно даже услышать из двигателя, когда эти волны высокого давления ударяются о днище поршня и стенки камеры сгорания, отсюда и термин «стук». Хотя эти волны давления очень недолговечны, они выше, чем нормальное давление сгорания и температура, и могут вызвать всевозможные проблемы, от пробитых прокладок головки блока цилиндров до поврежденных поршней и перегруженных шатунов и подшипников. Перегрев также может быть проблемой.

Октановое число топлива является мерой его устойчивости к детонации. Чем выше число, тем больше можно сжать топливо без возникновения детонации. Обычное неэтилированное топливо для насосов с октановым числом 95 по Рону подходит для большинства стандартных двигателей со степенью сжатия, но даже для двигателей с умеренными настройками может потребоваться сверхнеэтилированное топливо с октановым числом 97/98 для безопасной работы.

Статьи по теме

КОЭФФИЦИЕНТ СТАТИЧЕСКОГО V ДИНАМИЧЕСКОГО СЖАТИЯ

Вещи никогда не бывают такими простыми, как кажется на первый взгляд. Степень сжатия, указанная в панелях технических характеристик, — это только часть истории. Этот показатель степени сжатия на самом деле называется «статическим сжатием». Статическая степень сжатия не обязательно достигается при работающем двигателе.

Статическое сжатие — это просто расчет, сравнивающий два объема: объем камеры сгорания и объем камеры сгорания и цилиндра с поршнем в НМТ. Нам нужно взглянуть на «динамическое сжатие».

Четырехтактный цикл работает следующим образом: поршень опускается, когда распределительный вал открывает впускной клапан, всасывая топливо и воздух. Когда поршень достигает НМТ, впускной клапан закрывается, и поршень начинает подниматься, сжимая топливо/воздух. в цилиндре до достижения поршнем ВМТ. Затем свеча зажигания воспламеняет топливо/воздух, заставляя поршень опускаться до НМТ. Когда поршень снова начинает подниматься, выпускной клапан открывается, и сгоревшие газы выбрасываются. Цикл начинается снова. Однако, если двигатель должен эффективно работать на высоких оборотах, как это делают современные высокопроизводительные двигатели, он должен работать с относительно экстремальными фазами газораспределения. Есть два фактора, которые следует учитывать при выборе времени кулачка: «подъем» и «длительность». Думайте о клапане как о двери в цилиндр, через которую поступает топливо. Подъем — это то, насколько далеко открыта дверь, продолжительность — как долго она открыта. На высоких оборотах двигателю нужно очень, очень быстро вводить и выпускать газ. Настолько быстро, что требуется относительно экстремальная синхронизация кулачка, чтобы получить достаточно топлива в цилиндр для работы на высокой скорости. При «нормальной» длительности кулачка двигатель не сможет работать на очень высоких оборотах просто потому, что впускной клапан не открыт достаточно долго, чтобы в цилиндр поступало достаточное количество топлива за отведенное время.

Извините за предположение, что как только поршень достигнет НМТ на такте всасывания, впускной клапан будет почти закрыт, и что как только поршень начнет подниматься на такте сжатия, клапан будет плотно закрыт. На низкооборотных двигателях малой мощности это может иметь место, но на двигателях с более высокими оборотами впускной клапан фактически остается открытым в течение такта сжатия.

Проблема в том, что поршень поднимается вверх, поскольку топливо/воздух все еще пытаются войти через открытый впускной клапан, а это означает, что газ, уже находящийся в цилиндре, не может быть должным образом сжат. По крайней мере, не на низких оборотах, когда газ, все еще втекающий, движется относительно медленно. Когда поршень поднимается, газ в цилиндре сжимается вверх к все еще открытому впускному клапану. Но он не может быть сжат должным образом и пытается вырваться обратно через впускной клапан, мешая поступающему топливу/воздуху. Статическая степень сжатия не может быть достигнута в высокооборотном двигателе с впускным кулачком большой продолжительности.

Однако на высоких оборотах поступающая топливно-воздушная смесь достигает такой скорости, что способна беспрепятственно устремляться в цилиндр, несмотря на то, что восходящий поршень выталкивает уже находящиеся в цилиндре газы вверх, и достигается максимально возможное сжатие.

Вот почему высокоскоростные, высокопроизводительные двигатели не могут работать так же хорошо на низких оборотах — их относительно экстремальные фазы газораспределения не позволяют достаточному потоку газа в цилиндр или эффективно сжимать его, когда он там находится.

Эффективное падение компрессии, вызванное длительной синхронизацией фаз газораспределения высокооборотных двигателей, является одной из причин, по которой гоночные двигатели должны работать с более высокой степенью сжатия, чем стандартная, как объясняет Ян Парк из FW Development: «Каждый раз, когда вы увеличиваете кулачка, вы снижаете степень сжатия. Большая часть этого дополнительного сжатия предназначена для замены того, что забирают кулачки. Двигатель суперспорта со статическим сжатием 15: 1 может работать только при 7 или 8: 1 динамически».

степень сжатия

двигатель

топливо

воздух

сгорание

формула

калькулятор

Степень сжатия — Aerosport Engineering

Мы сознательно решили снизить степень сжатия наших двигателей по нескольким причинам. Поршни специально разработаны для наших двигателей компанией Carillo Pistons, www.cp-carrillo.com, а степень сжатия снижена со стандарта OEM 10,0:1 до 8,0:1. заводе, не имеют каких-либо вспомогательных средств дыхания, таких как турбокомпрессор, нагнетатель и т. д., завод выбрал более высокую степень сжатия, чтобы получить более высокое давление сгорания, и тем самым получить большую мощность и, возможно, даже «чище» двигатель. Максимальная доступная мощность безнаддувного M73-B54 составляет 323 л.с. при 5000 об/мин. Это, так сказать, не так много, чтобы «написать домой»! Поэтому с самого начала было совершенно ясно, что этот тип двигателя должен быть либо с наддувом, либо с турбонаддувом. Поскольку система нагнетателя гораздо менее сложна, чем система турбонагнетателя, а также тот факт, что авиационный двигатель больше похож на стационарный двигатель с небольшими изменениями числа оборотов в минуту и ​​давления в коллекторе, мы решили использовать центробежный нагнетатель для наддува наших двигателей. На самом деле очень сложно, почти невозможно безопасно встроить турбокомпрессор в P51 Mustang или Spitfire. Узкое пространство между капотом и люлькой двигателя этих самолетов не позволяет провести какие-либо трубки «выхлопного размера» к турбокомпрессору. Проблемное чрезмерное тепло от системы турбокомпрессора также является огромной проблемой, которую необходимо решить.

Одной из причин выбора более низкой степени сжатия является то, что можно добиться более эффективного сгорания. Другими словами, можно заполнить более «просторную» камеру сгорания большим количеством воздуха/топлива, чем в помещении с более высокой компрессией или более «тесным» пространством. По нашему мнению, эти «дополнительные» дымовые газы будут намного эффективнее, чем только более высокая степень сгорания. В обоих случаях давление в цилиндре увеличится, но совершенно очевидно, что при большем объеме воздуха/топлива в сгорании будет больше «удара».

Другая важная причина снижения степени сжатия — снижение риска детонации. Детонация, стук или звон в двигателях внутреннего сгорания возникают, когда сгорание части воздушно-топливной смеси в цилиндре происходит не в результате распространения фронта пламени от свечи зажигания, а в результате взрыва одного или нескольких очагов воздушно-топливной смеси снаружи.

Электромобили изобрели раньше бензиновых авто

Кажется, будто электрокары – это новый этап в эволюции авто, который заменит неэкологичные бензиновые автомобили. Но мы имеем дело с тем случаем, когда следует вспомнить поговорку «все новое – это хорошо забытое старое»: ведь электрический двигатель был изобретен раньше, чем двигатель внутреннего сгорания, а электромобили появились раньше, чем их бензиновые собратья.

Первый электрический двигатель был изобретен Майклом Фарадеем в 1821 году, когда великий физик продемонстрировал возможность преобразования электрической энергии в механическую. Казалось бы, электричество массово вошло в жизнь людей только во второй половине 20 века, но при этом первый электрический двигатель был сконструирован намного раньше — всего через 9 лет после Бородинской битвы! Магнетизм и электричество захватили умы ученых по всему миру, что привело к быстрому развитию данной области. Уже в 1828 году венгерский изобретатель Аньош Йедлик смог внедрить электромотор в игрушечную модель автомобиля и показать, что машина может успешно двигаться. Первая машина на электрическом двигателе с использованием гальванических элементов была создана в 1837 году изобретателем Робертом Дэвидсоном. Кроме автомобилей электродвигатели пытались внедрить и на другой транспорт: например, в 1839 году русским изобретателем Б.С. Якоби была создана лодка, которая успешно могла перевозить 14 человек. Этот случай стал первым применением электродвигателя для общественного транспорта. Правда, в промышленное производство электролодка так и не вышла.

С изобретением в 1859 году свинцово-кислотных аккумуляторов, поддерживающих перезарядку и позволяющих долгое время сохранять заряд, промышленники стали вкладывать значительные средства в развитие электромобилей. Вскоре европейские и американские города наводнили тестовые образцы электромобилей, которые наравне с конными экипажами гордо ехали по центральным улицам, удивляя зрителей. В 1890-х годах значительно повысилась емкость аккумуляторов, что сделало автомобили на электродвигателях более привлекательными.

Золотой век электромобилей наступил в конце 19 века: различные модели поступили в массовое производство, в крупных городах организовывались даже таксопарки из электромобилей. Их скорость обычно не превышала 35 км\ч, а дальность езды на одной зарядке составляла около 70 км. В 1892 году был построен и первый в мире электробус – его создал русский инженер Ипполит Романов. Электробус мог перевозить 17 пассажиров на дальность 60 км и развивал скорость до 40 км\ч.

О популярности электромобилей красноречиво говорит статистика: в начале 20 века в США автомобилей с электродвигателем было в 1,73 раза больше, чем бензиновых.

А как же обстояли дела с двигателем внутреннего сгорания (ДВС)? И хотя идея газового ДВС была известна еще с конца 18 века, и в течение последних десятилетий инженеры успешно внедряли и эксплуатировали работающие на газовом топливе двигатели, бензиновый ДВС был изобретен лишь в 1876 году немецким инженером Отто Николаусом.

Первые автомобили с бензиновыми двигателями начали выпускаться в конце 19 века несколькими независимыми производителями. Первый массовый выпуск бензиновых автомобилей начался в 1888 году Карлом Бенцом – в это время электромобили вовсю рассекали по улицам городов.

В начале 20 века бензиновые двигатели по массовости все еще проигрывали электрическим: сказывалась высокая цена на топливо и сложность в его получении. Запас хода и развиваемая скорость у электрических и бензиновых автомобилей были примерно одинаковыми.

Закат электромобилей произошел вследствие нескольких факторов. Во-первых, получение электроэнергии было дорогим удовольствием: отсутствовали привычные нам сегодня АЭС и «зеленые» источники электроэнергии. Первостепенной задачей стало обеспечение энергией городов вследствие всеобщей электрификации. Себестоимость же добычи нефти снижалась, открывалось все больше месторождений, а бензиновый ДВС претерпевал значительные усовершенствования куда быстрее, чем электрический. Постепенно человечество в большинстве своем перешло на бензиновые двигатели, а электромобили отошли на задний план, чтобы стать вновь популярными в 21 веке.

Иллюстрация: depositphotos | @ Sonar

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Сравнение Электромобиля и автомобился с ДВС

11 августа 2022

2 комментария

Сравнение электромобиля и бензинового ДВС — возможность оценить преимущества и недостатки каждого из вариантов по критериям надежности, стоимости обслуживания, безопасности и другим факторам. Покупка электрокара позволяет сэкономить на топливе и расходах на обслуживании , а бензиновые двигатели выгодно выделяются более доступной ценой и лучшим запасом хода. Рассмотрим сравнение двух видов машин и подведем итог.Выбирая электромобиль или автомобиль на бензине, многие начинают анализ именно с электрического транспорта. Для сравнения необходимо понимать его сильные и слабые места.

Преимущества:
 

• Снижение затрат на топливо. Владельцам электрокаров достаточно производить периодическую зарядку с помощью бытовой розетки или специальных станций. При этом стоимость 1 кВт много ниже, чем 1 литра бензина / газа. Так при среднем расходе у электрокара 20 кВт/100 км *1.68 грв/кВт=33.6 грв, у авто с ДВС 10 литров /100 км * 52 грв/литр=520 грв мы получаем экономию больше чем в 15 раз.
• Легкость обслуживания. Электрические моторы имеют более простую конструкцию, что упрощает процесс эксплуатации. Владельцу не нужно ничего постоянно чистить, проверять или менять. Это, в свою очередь, влечет за собой дополнительную выгоду в вопросе расходов.
•   Тишина в салоне. При сравнении электромобиля и бензинового ДВС многие отмечают больший уровень комфорта электрического авто. Он существенно тише работает, а в салон попадают только звуки шин при движении на большой скорости.
•   Безопасность. При сравнении электромобиля и автомобиля ДВС важно отметить вопрос защиты водителя и пассажира. Электрокары буквально напичканы современными системами, направленными на защиту и безопасность движения.
• Маневренность.Электрокары имеют низкий центр тяжести ,благодаря чему имеют хорошую устойчивость в поворотах
•  Следование тренду. На современном этапе машины с электрическими моторами очень модные, поэтому многие стараются обзавестись подобной техникой.
•   Экологичность. При сравнении разных видов автомобилей многие обращают внимание на экологическую чистоту электрокаров . Последние не имеют вредных выхлопов в отличие от классического бензинового мотора и меньше загрязняют атмосферу.
•  Динамика.Электромобили имеют постоянный крутящий момент двигателя ,и очень хороший показатель разгона 0-50 км. А более дорогие модели оставят далеко позади себя даже титулованных представителей автоспорта.
• Цена. Стоимость электромобилей последнее время пошла вниз, поэтому все больше людей могут себе позволить покупку такого транспорта. Кроме того, появляются новые государственные программы, льготы на транспортный налог  и прочие способы привлечь покупателей .Кроме того , в нашей компании вы можете приобрести электромобиль с небольшим пробегом ,что существенно снизит его стоимость

Сравнение будет неполным, если не отметить недостатки электромобиля. К минусам можно отнести:
 

• Плохая инфраструктура в плане станций для зарядки. В крупных городах эта проблема постепенно решается, а вот на дорогах с этим могут возникнуть проблемы. Люди вынуждены сами обустраивать точки или использовать обычные розетки.Но   с каждым днем появляеться все больше зарядных станции и это всего лишь вопрос времени
• Ограничение скорости и запаса входа. В сравнении с бензиновым ДВС электромобили не могут похвастаться способностью преодолевать большие расстояния на одном заряде АКБ . На самых обычных электрокарах можно проехать около 200 км. Правда, более современные машины могут похвастаться большим пробегом до 500-800 км и выше. Что касается скорости, эта разница также постепенно нивелируется.
•   Долгое время зарядки от домашней сети. На достижение полной емкости аккумулятора может потребоваться до 7-10 часов. Это требует заблаговременного планирования поездки с учетом временных затрат.
•   Небольшие размеры. В сравнении с авто с бензиновыми моторами электромобили более компактные и имеют меньшие размеры.Но все больше новых моделей которые не уступают размерам привычным нам авто.

Преимущества и недостатки бензинового ДВС

Рассматривая, что выгоднее — электромобиль или бензиновый транспорт, необходимо рассмотреть слабые и сильные места потенциального «конкурента».
К плюсам бензинового ДВС стоит отнести:

•   Простая и проверенная временем конструкция. Все узлы уже отточены, а само устройство отличается повышенной надежностью.
•  Более низкая цена. В вопросе стоимости бензиновый мотор выгоднее электрического, что делает такие автомобили более доступными для покупателей.
•   Простота обслуживания. В случае поломки бензинового ДВС с его ремонтом не возникает трудностей, ведь все СТО с легкостью берутся за работу. При этом стоимость облуживания также будет ниже.
•   Запас хода. В среднем одной заправки на бензине хватает на 400-600 км. Здесь многое зависит от расхода транспортного средства и размера бака.
•   Простой обогрев. Особенность бензинового ДВС состоит в том 
•  что КПД у ДВС всего 25 % ,а 75 % уходит в тепло .Соответсвенно проблем с печкой не возникнет , в отличие от электрокара .Там где на обогрев будет уходить дополнительная энергия .
• Быстрая заправка. Чтобы заправить бензиновый автомобиль, требуется не более пяти минут.
• Скорость. Классические ДВС, работающие на бензине, отличаются хорошими  скоростными качествами.

Минусы:
 

• Большие расходы на обслуживание и покупку горючего.
•   Сравнительно небольшой ресурс силового агрегата.
•   Необходимость постоянной замены свечей, масла,тормозных колодок  и других комплектующих.
•   Повышенная пожароопасность.
• Шум и вибрации.Даже самые новые двигатели не лишены этого
• Выхлоп.Не самое приятное явления ,особенно в пробках

Что лучше
С учетом сказанного выше можно провести сравнение по нескольким основным показателям. Если сравнивать, что дешевле — электромобиль или бензиновый транспорт, первый вариант немного дороже в вопросе покупки. Но в остальном можно рассчитывать на экономию. В частности, с электрокаром удается снизить расходы на обслуживание и топливо. По динамике в городской езде электромобиль выигрывает , но при  этом многие модели имеют максимальную скорость ограниченную в 160 км /час,и не очень любят быструю езду .
Вывод : электрокар выигрывает у ДВС практически во всем , за исключением доступности и скорости заправки.Если ваш ежедневный пробег не превышает 500 км,то электрокар однозначно ваш выбор.А обратившись в нашу компанию , вы сможете выбрать электромобиль на любой бюджет и вкус.

Рассказать

Поделиться

Поделится

Поделится

Теперь добавьте стоимость замены АКБ через 5 лет и выйдет что победил дизель.

Новый комментарий

Войти с помощью

Отправить

Электромобили, солнечная и чистая энергия

Запланируйте демо-драйв сегодня

Запланируйте демо-драйв сегодня

Начиная с 32 740 долларов США
После вычета федерального налога

От 32 740 долларов США
После федерального налогового кредита

Начиная с 40 240 долларов США
После вычета федерального налога

Начиная с 40 240 долларов США
После вычета федерального налога

Исследуйте инвентарь

Исследуйте инвентарь

Исследуйте инвентарь

Исследуйте инвентарь

Запланировать виртуальную консультацию

Запланировать виртуальную консультацию

Производите чистую энергию с вашей крыши

Производите чистую энергию с вашей крыши

Клиенты, получившие квалифицированную новую Tesla и соответствующие всем федеральным требованиям, имеют право на налоговый кредит в размере до 7500 долларов США. Сокращение текущего федерального налогового кредита возможно после 31 декабря.

Ограничения по скорректированному валовому доходу

• 300 000 долларов США для супружеских пар, подающих совместную декларацию
• 225 000 долларов США для глав домохозяйств
• 150 000 долл. США для всех остальных регистраторов

Пределы цен

Цена автомобиля на момент доставки не должна превышать следующих пределов. Эта цена включает в себя дополнительное оборудование, физически прикрепленное к автомобилю во время доставки, и не включает функции программного обеспечения, аксессуары, налоги и сборы.

• Модель 3: 55 000 долларов США
• Модель Y: 80 000 долларов США

Узнать больше

Право на получение каких-либо налоговых льгот зависит от вашей налоговой ситуации. Мы рекомендуем проконсультироваться со специалистом по налогам.

солнечных на каждый автомобиль | Sono Motors

Солнечная энергия на каждом транспортном средстве

Наша бизнес-модель направлена ​​исключительно на модернизацию и интеграцию нашей солнечной технологии в автомобили сторонних производителей. Это знаменует собой важный следующий шаг в развитии бизнеса Sono Motors. Наша технология уже применяется сегодня: 25 клиентов B2B в Европе и США тестируют нашу интегрированную солнечную технологию на различных архитектурах транспортных средств, включая легковые автомобили, автобусы, рефрижераторы и автомобили для отдыха.

Наш новый продукт — комплект Solar Bus Kit

Комплект Solar Bus Kit представляет собой комплексное и высокоэффективное решение для модернизации дизельных автобусов с использованием солнечной энергии. Этот комплект, оптимизированный для наиболее распространенных на европейском рынке типов 12-метровых автобусов, помогает операторам автобусных парков сократить потребление дизельного топлива, снизить выбросы CO2 и достичь своих целей в области устойчивого развития.

Информационный лист комплекта солнечной шины Видео Комплект Solar Bus Kit

Автобусы

Интеграция солнечной энергии для дизельных и электрических автобусов решает текущие проблемы отрасли, такие как ограничение пробега и зарядки для электрических автобусов, а также рост цен на электроэнергию как для электроэнергии из сети, так и для дизельного топлива. Преимущества интеграции солнечной энергии заключаются в снижении затрат на энергию по сравнению с электроэнергией из сети или дизельного топлива и, таким образом, в снижении совокупной стоимости владения; устойчивая солнечная энергия для сокращения городских выбросов и продления срока службы батареи; расширенный диапазон, более продолжительные часы работы и меньшее количество циклов зарядки.

Автобусы Sono Solar Infosheet

Транспортные средства-рефрижераторы

Наши солнечные решения для транспортных средств помогают частично покрыть потребности в энергии и охлаждении рефрижераторных грузовиков и больших прицепов (более 13 метров) за счет возобновляемой энергии. Это продлевает время работы и снижает риск порчи охлажденных продуктов. Ожидается, что полная интеграция солнечной энергии на крыше и по бокам 40-тонного полуприцепа покроет до 50% среднегодовой потребности в энергии охлаждающих устройств.

Автомобили для отдыха

Бесшовная полная фотоэлектрическая интеграция в складные крыши со спальными местами и пластиковые боковые части обеспечивает максимальную автономию. Это, в свою очередь, увеличивает независимость при длительных поездках, таких как поездки в районы с меньшим количеством инфраструктуры для зарядки или дозаправки, поскольку он управляет вспомогательными системами автомобиля.

OEM-производители автомобилей

Мы специализируемся на уникальном производственном методе бесшовной интеграции солнечных элементов в полимер для использования во внешней отделке легковых автомобилей. Солнечная зарядка обеспечивает большее удобство для владельца транспортного средства, меньшую зависимость от инфраструктуры зарядки аккумуляторов и снижение эксплуатационных расходов по сравнению с обычными электромобилями. производители автомобилей и операторы автопарков могут использовать наши запатентованные технологии в своих собственных продуктах для модернизации существующих или новых серийных автомобилей, для расширения модельного ряда электромобилей или для соблюдения норм выбросов.

Текущие клиенты

В настоящее время мы работаем в качестве партнера по развитию или поставщика с клиентами в Европе и США. В число клиентов входят CHEREAU, Kögel и Scania, дочерняя компания Volkswagen. В будущем мы намерены сосредоточиться на модернизации и интеграции нашей солнечной технологии в автомобили сторонних производителей в четырех основных отраслях: пассажирские автомобили, автобусы, рефрижераторы и автомобили для отдыха.

Очистить рабочие процессы — от определения варианта использования до производства

Будь то модернизация или серийное решение: Sono Motors предлагает индивидуальные фотоэлектрические решения в соответствии с вашими конкретными требованиями.

Больше информации? Связаться!

Наша запатентованная солнечная технология

Части видео показывают производственные площадки Valoe.

Обновите свое согласие YouTube на просмотр этого видео. Нажмите на значок cookie в левом нижнем углу, измените настройки и перезагрузите страницу.

Программа Sion

Мы закрыли программу Sion и намерены продать ее, включая инструменты и другие активы, третьим сторонам.