Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы :: РБК Тренды

Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?

С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.

Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.

История развития рынка водородных двигателей

Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.

Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.

В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.

В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.

Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].

Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.

В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.

В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.

Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.

Toyota Mirai 2016 года выпуска

Как работает водородный двигатель?

На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.

Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.

Схема работы водородного двигателя

По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.

Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai

Где применяют водородное топливо?

• В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
• В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
• В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
• В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
• На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
• Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
• В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
• В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.

Плюсы водородного двигателя

• Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
• Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
• Бесшумная работа двигателя;
• Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
• Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.

Минусы водородного двигателя

• Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
• Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
• Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
• Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.

Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв.

Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили

Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.

Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.

Водородный транспорт в России

В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy.

Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.

В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.

Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.

Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».

В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.

Перспективы технологии

Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.

Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.

С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.

Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.

Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.

Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].

Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:

1. Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
2. Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
3. Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.

Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.

Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.

Toyota собирается расширять производство автомобилей с водородным двигателем | Новости из Германии о событиях в мире | DW

Японский автопроизводитель Toyota собирается расширить выпуск машин с водородным двигателем. В компании полагают, что в перспективе оснащать такими моторами можно будет не только автомобили класса люкс, но и компактные модели. Об этом сообщил немецкой газете Welt am Sonntag пресс-секретарь концерна Toyota Хисаши Накаи. Материал будет опубликован в воскресенье, 24 марта.

В то же время при попытке найти замену классическому двигателю, сжигающему бензин или дизельное топливо, немецкие автопроизводители VW, BMW и Daimler договорились сконцентрироваться на создании электромобилей.

«В ближайшем будущем это будет лучшей и самой эффективной возможностью снизить выбросы в атмосферу углекислого газа», — прокомментировал этот решение глава концерна VW Герберт Дис (Herbert Diess).

Преимущества водородного двигателя

Однако японцы решили пойти иным путем и сделать ставку на термоэлектрический генератор, самым распространенным видом которого является водородный двигатель.

«Мы относимся с пониманием к тому, что кто-то, возможно, хочет сконцентрироваться только на одной технологии», — отметил представитель концерна Хисаши Накаи. — Однако считаем, что нам нужно и то, и другое — электробатарея и термоэлектрический генератор».

Главные преимущества водородного двигателя состоят в том, что он работает бесшумно и не производит вредных выбросов в атмосферу. Автомобиль Toyota Mirai, уже продающийся и в России, стал первой в мире автомоделью с водородным двигателем в серийном производстве. Сегодня автомобили с водородными двигателями выпускают и другие производители, такие как Hyundai. 

Принцип работы водородного двигателя

Принцип работы водородного двигателя состоит в следующем. Углеродные топливные баки автомобиля заправляются сжатым водородом. Потом через передний воздухозаборник поступает необходимый для работы двигателя воздух.

В результате химической реакции при взаимодействии водорода и кислорода из поступившего воздуха вырабатывается электроэнергия. При нажатии на педаль газа образовавшееся в результате реакции электричество приводит в действие электромотор, и автомобиль начинает движение.

Единственный побочный продукт этого процесса — вода, которая не наносит вреда окружающей среде, указывается на сайте японского автопроизводителя.

Компактные автомобили с водородным двигателем

До сих пор водородный двигатель не смог найти широкого применения в автостроении. Тем не менее специалисты Toyota полагают, что по мере проникновения таких машин на рынок их производственные расходы сократятся на столько, что автомобили с водородным двигателем станут рентабельными не только в среднем и премиум-классе и среди компактных автомобилей.

«Даже если на это потребуется время, в перспективе будут производиться и компактные автомобили с термоэлектрическими генераторами», — подчеркнул Накаи.

______________

Подписывайтесь на новости DW в | Twitter | Youtube | или установите приложение DW для | iOS | Android

Смотрите также:

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Скромная доля электромобилей на рынке Германии

  Почти 17 200 электромобилей было продано в Германии в первом полугодии 2018 года — и еще 16 700 машин с гибридным приводом. Это хотя и означает рост по сравнению с аналогичным периодом прошлого года на 51%, но в сравнении с продажами новых бензиновых и дизельных машин составляет лишь 1,8%. Ничтожно мало — по сравнению с почти 40% в Норвегии, являющейся мировым лидером по этому показателю.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Отставание по электромобильности

  Причин отставания две. Немецкий автопром слишком долго не верил в приход новой эры электромобильности, делая ставку на двигатели внутреннего сгорания, в производстве которых немцы были в числе мировых лидеров. В итоге, многие электромобили сегодня существуют в основном на бумаге (см. фото). Другая причина — предоставление властями льгот покупателям электромобилей началось в ФРГ лишь недавно.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Перелом с сентября 2018 года?

  Но сентябрь 2018 года может стать поворотным моментом. Прежде всего благодаря презентации электрического внедорожника e-tron. Это первая модель Audi, работающая полностью на электромоторе — и, как признают в самой компании-производителе, ее первая «вызревшая» серийная модель электромобиля. Поставки первым покупателям начнутся уже в конце 2018 года, а зарезервировать машину можно уже сейчас.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  E-tron на троне?

  Презентация Audi e-tron состоялась 17 сентября в США, что можно истолковать как готовность потягаться силами с мировым лидером в производстве элитных электромобилей, американской компанией Tesla. Так, e-tron будет иметь запас хода в 400 км, что сравнимо с Model 3 от Tesla.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Volkswagen пока не впечатляет

  У электромобилей других марок, которые, как и Audi, принадлежат концерну Volkswagen, цифры менее впечатляющие. Так, под брендом Volkswagen концерн сейчас продает клиентам только 2 электрические модели — E-Golf (с начала 2014 года) и E-Up (с конца 2013). Технические характеристики таковы: запас хода у E-Golf — 300 км (и это по старым, менее экологичным нормам), у E-Up — 160 км.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Будущее называется I.D.

  В этом году премьер электромобилей от VW не ожидается. Концерн сейчас перестраивает свой завод в немецком Цвикау, где в 2019 году начнется производство совершенно новой линейки электромобилей под общим брендом I.D. Среди прочего — и изображенного на фото микроавтобуса I.D. Buzz.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Другое будущее под названием EQC

  Пытаются наверстать упущенное и в концерне Daimler. Сайт автопроизводителя, оттенив прошлые эксперименты с электромобильностью, уже вовсю рекламирует новую линейку электромобилей марки Mercedes — EQC. Но в серию первая машина EQC — внедорожник — выйдет в середине 2019 года. Следом за внедорожником компания обещает полную линейку на новой технологии, от компакт-класса до премиум-сегмента.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Smart только электрический

  А вот принадлежащая Daimler марка Smart будет полностью переориентирована на электромобильность. С 2020 года машины Smart будут продаваться во всей Западной Европе только с электрическим двигателем. А в США, Канаде и Норвегии от бензиновых Smart отказались еще 2017 году.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  BMW удивит в 2020 году

  BMW уделяла внимание электромобильности больше других немецких автопроизводителей — так что уже имеет в активе две серийные модели машин с электрическими двигателями: i3 (на фото) и i8. Но с запасом хода в 200 км (i3) и у баварских автопроизводителей есть куда расти — поэтому с 2020 года BMW обещает вывести на рынок новые серийные модели электромобилей.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Porsche нужно еще время

  Миллиарды евро инвестирует сейчас в разработки и другая дочерняя фирма Volkswagen — Porsche. Полностью электрическая модель этого бренда ожидается в 2020 году. Предварительное название модели — Taycan.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Opel ждут перемены

  Поклонники выпускающейся в ФРГ марки Opel могли уже с 2012 года купить электромобиль Ampera. Но на самом деле он производился в США. Поэтому после приобретения компании Opel в 2017 году французским концерном PSA новый владелец объявил о планах по выпуску новых электромобилей: в 2020 году на рынок должна выйти новая Corsa с электрическим приводом, а к 2022 — еще четыре модели электромобилей.

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Стартапы в эру электромобильности

  Перспективы электромобильности увлекли не только гигантов немецкого автопрома, но и небольшие стартапы. Например, ахенская фирма e.GO Mobile AG, созданная всего лишь в 2015 году, уже к концу 2018 года собирается выпустить на рынок свою первую серийную модель e. GO Life (на фото).

• Немецкие электромобили: что можно уже купить и что нас ждет?

  Почтальон приезжает на электромобиле

  А немецкая почта — Deutsche Post, так и не найдя в 2014 года ни одного автопроизводителя, готового поставить небольшие автофургоны для развоза почты, сама приобрела никому не известную тогда фирму StreetScooter. Фирма прекрасно справилась с заданием, и сейчас по дорогам Германии разъезжает уже более 6 тысяч выпущенных ею желтых электромобилей.

  Автор: Инза Вреде, Павел Лось

Как работает двигатель автомобиля ‹ Автопортал

Дата: 04.09.2014

Просмотров: 3273

Тот, у кого есть автомобиль, просто обязан изучить, как говорят опытные водители и механики, матчасть. Нет, можно, конечно, во всем положиться на автосервис. Но никто не застрахован от ситуации, когда хотя бы понятие о том, как работает двигатель автомобиля, поможет быстрее здесь и сейчас, чем долгожданный эвакуатор.

Прежде всего, надо усвоить, что двигатель – это преобразователь бензина в движущую силу. Бензин, сжигаемый внутри мотора, заставляет машину ехать. Вот откуда название: двигатель внутреннего сгорания.

Принцип работы автомобильного двигателя

Автомобильные двигатели разные. Есть дизельные, есть бензиновые. Из названий понятно, каким видом топлива заправляется машина. А получить представление о том, как работает двигатель автомобиля, можно, исходя из представленных в нем деталей и узлов, причем, у всех свои задачи.

Не вникая слишком глубоко, все же получить представление о двигателе вашего любимого автомобиля можно, если рассматривать принцип простой работы пошагово:

• воздушный стандартный фильтр выполняет задачу очищения воздуха, который поступает в автомобильный цилиндр. Тем самым просто на просто обеспечивается более интенсивное сгорание;
• топливо из бензобака идет в топливную систему, где с помощью карбюратора смешивается с воздухом. В цилиндры поступает именно эта смесь;
• за клапаны отвечает распредвал, который обеспечивает их стандартное открытие и закрытие. Скорость вращения распредвала – это половина от скорости вращения автомобильного коленвала;
• коленвал и распредвал соединяются ремнем ГРМ, создавая условия для синхронной работы поршней и клапанов;
• во избежание утечки топлива воздуха из камеры сгорания и перерасхода масла на поршень устанавливаются поршневые кольца;
• чтобы снизить трение, система смазки транспортирует его ко всем узлам и элементам двигателя;
• стыкуясь с коленвалом, масляный насос дает возможность маслу поступать из поддона картера.

Стоит сказать и о том, что сегодня все, и конструкторы автомобилей не исключение, учитывают при своих разработках влияние того или иного изобретения на окружающую среду. А автотранспорт один из тех достижений научного прогресса, которого больше других обвиняют в ее загрязнении. Поэтому заслуживает внимания и система снижения выхлопов, их токсичности.

Основные причины поломки двигателя | Геликон АвтоСервис

Развитие автомобилей и автомобилестроения привело к тому, что современный автолюбитель не только не занимается ремонтом самостоятельно, но и часто не представляет, как устроен автомобиль и каким образом поддерживать его в надлежащем состоянии. Для многих двигатель автомобиля — черный ящик, который превращает бензин в лошадиные силы и ньютоно-метры (хотя, вероятнее всего, такой термин вряд ли знаком широкому кругу водителей). Все, что находится под капотом, вызывает благоговейный страх и, по этой причине, водитель старается заглядывать туда как можно реже. И современный автомобиль этому всячески способствует: из него ничего не капает, он не издает неприятных звуков и не источает неприятных запахов. Водитель каждое утро садиться в теплый салон и едет по своим делам, не задумываясь о том, что автомобиль — сложный механизм, требующий соответствующего внимания и обслуживания.

После кузова, двигатель — самая дорогостоящая деталь автомобиля, и его поломка может больно ударить по карману автовладельца. Чтобы не допустить его выхода из строя важно понимать, каким образом функционирует агрегат и каковы основные причины поломок.

По статистике, основная причина ремонта двигателя — несоблюдение правил обслуживания. И без того длинные межсервисные интервалы, доходящие до 30000 км, не соблюдаются владельцами, и автомобиль может пробежать и 60000 и 80000 без ТО. Но, как и лошадь, которую не кормили и заставляли бегать круглые сутки, при таком обращении двигатель попросту «умрет». Почему?

Современные масла позволяют автопроизводителям увеличивать требуемый пробег автомобиля между заменами масла. Но довольно весомый вклад в таком увеличении имеет желание производителя показать свой продукт с более привлекательной стороны, или проще говоря, маркетинг. Ведь больший пробег между ТО означает снижение затрат на эксплуатацию, и на неискушенный взгляд говорит о большей надежности автомобиля, что делает его более привлекательным в глазах потребителя. Но так ли хороши используемые сейчас масла? Несмотря на то, что технологии шагнули далеко вперед, законы физики (и химии), все так же продолжают действовать. Масло в двигателе подвержено воздействию высоких температур, в него попадает топливо, что приводит к окислению и выгоранию входящих в состав масла присадок. В условиях российской эксплуатации и нестабильного качества топлива, масло теряет основные свойства уже через 8 — 9 тысяч километров. Для минерального масла этот срок еще меньше.

Что же произойдет, если не заменить масло?

Смазывающие свойства и способность масляной пленки задерживаться на поверхности смазывающихся деталей падают, приводя к появлению «сухого» трения, т.е. случая, когда металл контактирует непосредственно с металлом. Такой режим работы приводит к повышенному износу трущихся частей, от трения увеличивается температура в зоне контакта и детали попросту свариваются между собой приводя к заклиниванию двигателя. Но это крайний вариант. В менее критических случаях износ деталей будет способствовать уменьшению мощности двигателя, увеличению расхода топлива и масла и другим неприятным явлениям.

Другая возможность повредить двигатель связана с тем, что в процессе эксплуатации, количество масло в двигателе уменьшается. Масло попадает в камеру сгорания и сгорает вместе с топливом, причем этот процесс тем интенсивнее, чем больше износ поршневой группы. Также масло может вытекать через различные уплотнители, которые также теряют эффективность со временем. Недостаточное количество масла приводит, например, к тому, что многие важные детали, например распредвал, находящиеся в головке блока цилиндров оказываются без смазки и изнашиваются ускоренными темпами и выходят из строя.
Также недостаток масла может сказаться на работе натяжителя цепи привода ГРМ, что может привести к ее ослаблению. Ненатянутая цепь может «перескочить» на несколько зубьев на звездочках коленчатого или распределительного валов, в результате чего нарушится правильное расположение этих валов, что приведет к столкновению поршней с открывшимися не вовремя клапанами.

Но кроме масла есть и другие возможные причины поломки двигателя.

Свечи зажигания в случае долгой эксплуатации без замены могут лишь беспокоить водителя ухудшением динамики автомобиля, увеличением расхода топлива и лампой «проверь двигатель». Известны случаи разрушения свечи непосредственно в двигателе с попаданием ее частей в цилиндр и являющиеся причиной дорогостоящего ремонта двигателя, но они довольно редки. К этому времени автомобиль обычно уже перестает ехать, поскольку топливо в двигателе не поджигается. Но, в это же время, несгоревшее топливо, попадая в каталитический нейтрализатор, будет догорать внутри него, приводя к «спеканию» ячеек нейтрализатора и способствуя выходу его из строя.

Еще одна очень частая причина поломок — приводные цепи и ремни.

О цепи мы поговорили ранее, а на ремнях хотелось бы остановиться. В среднестатистическом двигателе можно найти ремни привода ГРМ и ремни привода различных агрегатов: насоса ГУР, компрессора кондиционера, вентиляторов и т.д. И если обрыв последних не приведет к катастрофическим последствиям, то обрыв ремня привода ГРМ повлечет за собой те же печальные события, что и проблемы с цепью: поршни, клапаны, а возможно, что и другие детали придется менять.

Отдельно можно отметить “человеческий фактор”. При обслуживании двигателя важно соблюдать чистоту и внимательно следить за выполнением всех операций. Попадание грязи внутрь двигателя, незакрученные болты или неправильная установка деталей после их снятия может привести к печальным последствиям и дорогостоящему ремонту.

Подводя итог, хочется дать несколько советов:

1. Регулярно следите за уровнем масла и прочих жидкостей.
2. Соблюдайте рекомендованные производителем интервалы обслуживания, а лучше меняйте масло не реже, чем раз в 8000 — 9000 пробега.
3. Используйте качественное масло, фильтры, ремни и другие запчасти.
4. Не игнорируйте сигналы о неисправностях, которые подает вам автомобиль.
5. Доверяйте обслуживание и ремонт вашего автомобиля только квалифицированным специалистам.

есть ли у них будущее

Загрязнение атмосферы вызывает серьезную озабоченность общественности, организаций по защите окружающей среды. Реальной альтернативой ДВС являются водородные транспортные средства и автомобили на электротяге.

Электричество или водород

В настоящее время существует актуальная проблема, которая заключается в том, что 60% электроэнергии, потребляемой во всем мире, производится на тепловых электростанциях. Для того чтобы обеспечить возросший спрос на электричество, придется сжигать углеводороды в еще больших количествах. Даже при полной замене ДВС электродвигателями произойдет перераспределение вредных выбросов, уменьшение будет не столь значительным. Концентрация CO2 в воздухе снизится в мегаполисах, но возрастет в местах расположения ТЭС. Кроме того, автомобиль не единственный источник загрязнения окружающей среды: об электрических кораблях, самолетах пока не идет даже речи.

Водородная энергетика в этом смысле предпочтительнее. Добыча водорода сопровождается микроскопическими, по сравнению со сжиганием углеводородов, выбросами токсичных веществ. Выхлоп автомобиля на водороде на 99,99% состоит из чистого водяного пара, безвредного для окружающей среды. Но тут возникают другие проблемы, которые носят экономический, технологический, инфраструктурный характер.

Как устроен водородный двигатель

Разработаны два вида двигателей работающих на водороде:

• обычный ДВС, где вместо бензина используется водород;
• с применением топливных элементов.

В первом случае используется все тот же двигатель внутреннего сгорания. Инженерные решения направлены на оптимизацию горения смеси водорода с воздухом, разработку системы питания и снижение взрывоопасности. Данная концепция распространения не получила. Водород, который отличается высокой чистотой, в камере сгорания контактирует с маслом. Поэтому отработанные газы, пусть в значительно меньшем количестве, но содержат токсичные компоненты. Помимо этого, эксплуатация таких автомобилей небезопасна, требует значительных затрат.

При использовании топливных элементов транспортное средство, которое приводится в движение водородным двигателем, принципиально является тем же электромобилем. Разница в том, что на чистой электротяге батарея заряжается от внешних источников, а в водородном автомобиле электроэнергия непрерывно черпается из топливных элементов.

Они состоят из двух камер, одна из которых является анодом, а другая катодом. Между ними находится мембрана. Все компоненты покрыты дорогостоящими редкоземельными металлами, играющими роль катализатора. В результате реакции гидролиза водород, находящийся в анодной камере, соединяясь с кислородом из атмосферного воздуха в катоде, превращается в водяной пар. Процесс сопровождается выделением свободных электронов, которые поступают в электрическую сеть автомобиля.

Такая схема значительно эффективнее, практически отсутствуют вредные выхлопы. Львиная доля усилий конструкторов направлена на развитие двигателей на топливных элементах.

Преимущества и недостатки водородных двигателей

Достоинства и недостатки силовых агрегатов с топливными элементами вытекают из особенностей водорода как топлива, технического уровня двигателей. Факторы, считающиеся безоговорочным достоинствами:

• простота конструкции, соответственно, надежность;
• КПД, превышающий таковой у бензинового двигателя, но уступающий электрическому;
• отсутствие каких-либо шумов;
• почти полное отсутствие вредных выбросов;
• высокая мощность двигателей;

приемлемая автономность: современные водородные автомобили способны преодолевать на одной заправке до 500 километров.

Среди недостатков можно выделить следующие:

• увеличенная масса автомобиля;
• взрывоопасность водорода, которая резко повышается при наличии неисправностей в двигателе;
• высокая стоимость эксплуатации автомобиля.

Реальная эксплуатация показывает, что километр пути на автомобиле с водородным двигателем обходится минимум на 50% дороже, по сравнению с бензиновым ДВС. Расход водорода в несколько раз меньше, чем бензина, но все перекрывает его цена.

В этом кроется главная проблема водородной энергетики. В виде соединений с другими веществами запасы h3 на Земле безграничны, но в чистом виде его почти нет. Для его получения используется сложная технология. К этому добавляются проблемы хранения, транспортировки, создания инфраструктуры.

Перспективы водородных автомобилей

Для того чтобы полноценно осветить на этот вопрос, необходимо точно знать цель, с которой бензиновый двигатель пытаются заменить водородным. Если речь идет о внедрении технически более совершенного двигателя, то в этом ракурсе перспективы водородоавтомобилей почти такие же, как и у бензиновых агрегатов, немного выше. ДВС, как бы он не совершенствовался, имеет принципиальное ограничение: низкий коэффициент полезного действия.

Водородный двигатель в этом смысле предпочтительнее, но уступает электромобилям. С другой стороны, обогреть салон чистым электричеством, без снижения автономности, невозможно: запас на автомобиле ограничен. Водородные двигатели таких проблем не знают: при гидролизе выделяется тепло.

Если приоритетом является экология, здесь водородный двигатель имеет приоритет перед остальными. Но не все так однозначно. Современные технологии добычи водорода находятся на таком уровне развития, что дешевле всего получать h3 путем сжигания газа или угля. При этом выделяется углекислый газ, для борьбы с которым и внедряют водородный автомобиль. Экологически чистые способы добычи водорода не обладают достаточной производительностью, значительно повышают его стоимость, которая и так немаленькая.

Если удастся разработать экономичную, производительную, экологически чистую технологию добычи водорода, автомобиль на таком топливе, без сомнения, получит широкое распространение. По эксплуатационным характеристикам он уже сейчас превосходит ДВС.

По сравнению с электрическим у водородного двигателя существует ключевое преимущество: на заправку водородом потребуется около 5 минут, тогда как зарядка батареи на специальных станциях занимает несколько часов.

Строение двигателя автомобиля — как устроен и из чего состоит двигатель

Все мы передвигаемся на автомобилях совершенно разных марок и моделей. Но, немногие из нас даже задумываются над тем, как устроен двигатель нашего автомобиля. По большому счёту, знать на все 100% устройство двигателя автомобиля и не обязательно. Ведь мы все пользуемся, например, мобильными телефонами, но это не означает, что мы обязаны быть гениями радиоэлектроники. Есть кнопка «Вкл», нажал и говори. Но с автомобилем немного другая история.

Ведь неисправный телефон – это всего лишь отсутствие связи с друзьями. А неисправный двигатель автомобиля – это наша жизнь и здоровье. От правильного обслуживания двигателя автомобиля зависят многие моменты движения автомобиля вообще и безопасности людей в частности. Поэтому, скорее всего, будет правильно уделить десять минут, чтобы понять из чего состоит двигатель автомобиля и принцип работы двигателя.

Пара шагов в историю создания двигателя автомобиля

Видео — устройство двигателя

Мотор (двигатель) в переводе с латыни motor, значит – приводящий в движение. В современном понимании, двигатель – это устройство, которое преобразует какую-либо энергию в механическую. В автомобилестроение наиболее распространенными двигателями являются ДВС (двигатели внутреннего сгорания) различных типов. Годом рождения первого ДВС считается 1801 г. тогда француз Филипп Лебон запатентовал первый двигатель, работающий на светильном газе. Затем были Жан Этьен Ленуар и Август Отто. Именно Август Отто в 1877 г. получил патент на двигатель с четырёхтактным циклом работы. И до сегодняшнего дня работа двигателя автомобиля, в основе своей работает по этому принципу.

В 1872 г. американцем Брайтоном был представлен первый двигатель на жидком топливе –  керосине. Попытка была неудачной. Керосин не хотел активно взрываться внутри цилиндров. А в 1882 г. появился двигатель Готлиба Даймлера, бензиновый и работоспособный.

А теперь давайте разберемся какие все таки бывают типы двигателя автомобиля и к какому типу, прежде всего, можно отнести ваш автомобиль.

Какой у вас тип двигателя автомобиля?

С учетом того, что наиболее массовым в автомобилестроении является ДВС, рассмотрим, какие же типы двигателей установлены на наших автомобилях. ДВС не является самым совершенным типом двигателя, но благодаря своей 100% автономности, именно он и применяется в большинстве современных авто. Традиционные типы двигателей автомобиля:

• Бензиновые двигатели. Делятся на инжекторные и карбюраторные. Существуют разные типы карбюраторов и системы впрыска. Вид топлива – бензин.
• Дизельные двигатели. Дизельное топливо попадает в цилиндры через форсунки. Преимуществом дизельных двигателей является то, что им не нужно электричество для работы. Только для запуска двигателя.
• Газовые двигатели. Топливом может служить, как сжиженные и сжатые природные газы, так и генераторные газы, полученные путем преобразования твердого топлива (уголь, дерево, торф) в газообразное.

Разбираем устройство и принцип работы двигателя автомобиля

Как работает двигатель автомобиля? При первом взгляде на разрез двигателя, несведущему человеку хочется убежать. Настолько всё кажется сложным и запутанным. На самом деле, при более глубоком изучении, строение двигателя автомобиля просто и понятно для того, чтобы знать принцип его работы. Знать, и при необходимости применять эти знания в жизни.

• Блок цилиндров – его можно назвать рамой или корпусом двигателя. Внутри блока устроена система каналов для смазки и охлаждения двигателя. Он служит основой для навесного оборудования: головка блока цилиндров, картер и т.д.
• Поршень – пустотелый металлический стакан. Верхняя часть поршня (юбка) имеет специальные канавки для поршневых колец.
• Поршневые кольца. Верхние кольца – компрессионные, для обеспечения высокой степени сжатия воздушно-топливной смеси (компрессия). Нижние кольца – маслосъёмные. Кольца выполняют две функции: обеспечивают герметичность камеры сгорания и играют роль уплотнителей для того, чтобы масло не попадало в камеру сгорания.
• Кривошипно-шатунный механизм. Передаёт возвратно-поступательную энергию движения поршня  на коленвал.
• Принцип работы ДВС достаточно прост. Из форсунок топливо подается в камеру сгорания и обогащается там воздухом. Искра от свечи зажигания воспламеняет воздушно-топливную смесь и происходит взрыв. Образовавшиеся газы толкают поршень вниз, тем самым заставляя его передавать своё поступательное движение коленвалу.  Коленвал, в свою очередь, передаёт вращательное движение трансмиссии. Далее система шестерён передаёт движение колесам.

А уже колеса автомобиля везут несущий кузов вместе с нами в том направлении, куда нам необходимо. Вот такой принцип работы двигателя, мы уверены, будет вам понятен. И вы будете знать, что ответить, когда в автосервисе недобросовестные работники скажут, что вам нужно поменять компрессию, но на складе осталась одна, и та — импортная. Удачи вам в понимании устройства и принципа работы двигателя автомобиля.

Как работает предпусковой подогреватель двигателя: Eberspächer

Как устроен и как работает предпусковой подогреватель двигателя

Жидкостный подогреватель Eberspächer осуществляет предварительный прогрев двигателя и обеспечивает комфортную температуру салона автомобиля.

Предпусковые подогреватели серии Hydronic являются автономными, т.к. работают, не требуя запуска двигателя. Подогреватель встраивается в контур жидкостного охлаждения двигателя (поэтому их еще называют жидкостными отопителями). Отопитель прогревает охлаждающую жидкость, которая, в свою очередь, прогревает двигатель и салон (при подключении штатной климатической системы автомобиля).

Принцип работы подогревателя:

• При включении подогреватель автоматически запускает проверку системы, проверяя работу всех датчиков отопителя.
• Топливный насос и нагнетатель воздуха подают топливо и воздух в камеру сгорания. Штифт накаливания нагревается, происходит воспламенение топливовоздушной смеси.
• Тепло, выделяющееся при сгорании топливовоздушной смеси в камере сгорания, передаётся теплообменнику.
• Жидкостной насос обеспечивает движение охлаждающей жидкости через теплообменник отопителя.
• Охлаждающая жидкость проходит через теплообменник и нагревается.
• Горячая жидкость проходит по системе охлаждения, прогревая двигатель.
• По достижении температуры ОЖ 30 градусов Цельсия включается вентилятор штатной системы отопления автомобиля. Начинается прогрев салона и стекол.
• По достижении температуры ОЖ 85 градусов прекращается подача топлива. Работающий жидкостный насос обеспечивает циркуляцию антифриза через нагретый отопитель. Когда температура ОЖ падает до 70 градусов, процесс нагрева снова запускается.
• Указанные температурные значения при необходимости могут быть изменены в сертифицированном сервисном центре Eberspächer.

Прогрев двигателя ведет к снижению трения движущихся деталей, уменьшению износа двигателя и, как результат, экономии на его ремонте. Кроме того, запуск теплого двигателя не будет приводить к увеличенному расходу топлива, чем «грешит» холодный двигатель.
Подогреватели Эберспехер позволяют выбрать 1 из 3-х режимов работы: прогрев только двигателя, прогрев только салона, прогрев двигателя и салона. В средней полосе России достаточно 20-30мин прогрева двигателя перед поезкой. В районах с холодным климатом время прогрева может достигать 1 часа.

Преимущества отопителей Eberspächer:

• Надежность и долговечность
• Удобство эксплуатации
• Развитая дилерская сеть по всему миру
• Европейское качество
• Гарантия до 3 лет
• Управление по CAN (Hydronic S3)

Запуск и программирование работы отопителей обеспечивается линейкой устройств EasyStart, включающих в себя как стационарные, так и в виде брелока или с помощью мобильного приложения. Устройство подбирается, исходя из задач и пожеланий покупателя.

Более подробно устройство подогревателя двигателя и принцип работы можно посмотреть в нашем видео

Как работают автомобильные двигатели | HowStuffWorks

Используя всю эту информацию, вы можете начать понимать, что существует множество различных способов улучшить работу движка. Производители автомобилей постоянно играют со всеми перечисленными ниже параметрами, чтобы сделать двигатель более мощным и / или более экономичным.

Увеличение рабочего объема: Чем больше рабочий объем, тем выше мощность, поскольку вы можете сжигать больше газа за каждый оборот двигателя. Вы можете увеличить рабочий объем, увеличив цилиндры или добавив больше цилиндров.Двенадцать цилиндров кажутся практическим пределом.

Увеличьте степень сжатия: Чем выше степень сжатия, тем больше мощность, до определенного предела. Однако чем сильнее вы сжимаете топливно-воздушную смесь, тем больше вероятность самопроизвольного воспламенения (до того, как свеча зажигания воспламенит его). Бензины с более высоким октановым числом предотвращают такое преждевременное сгорание. Вот почему высокопроизводительным автомобилям обычно нужен высокооктановый бензин — их двигатели используют более высокую степень сжатия, чтобы получить больше мощности.

Добавьте больше в каждый цилиндр: Если вы можете втиснуть больше воздуха (и, следовательно, топлива) в цилиндр заданного размера, вы можете получить больше мощности от цилиндра (точно так же, как если бы вы увеличили размер цилиндр) без увеличения количества топлива, необходимого для сгорания. Турбокомпрессоры и нагнетатели сжимают входящий воздух, чтобы эффективно втиснуть больше воздуха в цилиндр.

Охлаждение поступающего воздуха: Сжатие воздуха повышает его температуру. Однако вы хотите, чтобы в цилиндре был как можно более холодный воздух, потому что чем горячее воздух, тем меньше он будет расширяться при сгорании.Поэтому многие автомобили с турбонаддувом и наддувом имеют интеркулер . Интеркулер — это специальный радиатор, через который проходит сжатый воздух, чтобы охладить его перед попаданием в цилиндр.

Пусть воздух поступает легче: Когда поршень опускается на такте впуска, сопротивление воздуха может лишить двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно значительно уменьшить, поместив по два впускных клапана в каждый цилиндр. В некоторых более новых автомобилях также используются полированные впускные коллекторы для устранения там сопротивления воздуха.Большие воздушные фильтры также могут улучшить воздушный поток.

Обеспечьте более легкий выход выхлопных газов: Если сопротивление воздуха затрудняет выход выхлопных газов из цилиндра, это лишает двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно уменьшить, добавив второй выпускной клапан к каждому цилиндру. Автомобиль с двумя впускными и двумя выпускными клапанами имеет четыре клапана на цилиндр, что улучшает рабочие характеристики. Когда вы слышите рекламу автомобиля, в которой говорится, что автомобиль имеет четыре цилиндра и 16 клапанов, в рекламе говорится, что двигатель имеет четыре клапана на цилиндр.

Если выхлопная труба слишком мала или глушитель имеет большое сопротивление воздуха, это может вызвать противодавление, которое имеет тот же эффект. В высокоэффективных выхлопных системах используются коллекторы, большие выхлопные трубы и глушители со свободным потоком для устранения противодавления в выхлопной системе. Когда вы слышите, что у автомобиля «двойной выхлоп», цель состоит в том, чтобы улучшить поток выхлопных газов, используя две выхлопные трубы вместо одной.

Сделайте все легче: Легкие детали помогают двигателю работать лучше.Каждый раз, когда поршень меняет направление, он использует энергию, чтобы остановить движение в одном направлении и запустить его в другом. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Это приводит к повышению топливной экономичности и производительности.

Впрыск топлива: Впрыск топлива позволяет очень точно дозировать топливо в каждый цилиндр. Это улучшает характеристики и экономию топлива.

В следующих разделах мы ответим на некоторые распространенные вопросы, связанные с двигателем, которые задают читатели.

Как работают автомобильные двигатели | HowStuffWorks

Используя всю эту информацию, вы можете начать понимать, что существует множество различных способов улучшить работу движка. Производители автомобилей постоянно играют со всеми перечисленными ниже параметрами, чтобы сделать двигатель более мощным и / или более экономичным.

Увеличение рабочего объема: Чем больше рабочий объем, тем выше мощность, поскольку вы можете сжигать больше газа за каждый оборот двигателя. Вы можете увеличить рабочий объем, увеличив цилиндры или добавив больше цилиндров.Двенадцать цилиндров кажутся практическим пределом.

Увеличьте степень сжатия: Чем выше степень сжатия, тем больше мощность, до определенного предела. Однако чем сильнее вы сжимаете топливно-воздушную смесь, тем больше вероятность самопроизвольного воспламенения (до того, как свеча зажигания воспламенит его). Бензины с более высоким октановым числом предотвращают такое преждевременное сгорание. Вот почему высокопроизводительным автомобилям обычно нужен высокооктановый бензин — их двигатели используют более высокую степень сжатия, чтобы получить больше мощности.

Добавьте больше в каждый цилиндр: Если вы можете втиснуть больше воздуха (и, следовательно, топлива) в цилиндр заданного размера, вы можете получить больше мощности от цилиндра (точно так же, как если бы вы увеличили размер цилиндр) без увеличения количества топлива, необходимого для сгорания. Турбокомпрессоры и нагнетатели сжимают входящий воздух, чтобы эффективно втиснуть больше воздуха в цилиндр.

Охлаждение поступающего воздуха: Сжатие воздуха повышает его температуру. Однако вы хотите, чтобы в цилиндре был как можно более холодный воздух, потому что чем горячее воздух, тем меньше он будет расширяться при сгорании.Поэтому многие автомобили с турбонаддувом и наддувом имеют интеркулер . Интеркулер — это специальный радиатор, через который проходит сжатый воздух, чтобы охладить его перед попаданием в цилиндр.

Пусть воздух поступает легче: Когда поршень опускается на такте впуска, сопротивление воздуха может лишить двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно значительно уменьшить, поместив по два впускных клапана в каждый цилиндр. В некоторых более новых автомобилях также используются полированные впускные коллекторы для устранения там сопротивления воздуха.Большие воздушные фильтры также могут улучшить воздушный поток.

Обеспечьте более легкий выход выхлопных газов: Если сопротивление воздуха затрудняет выход выхлопных газов из цилиндра, это лишает двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно уменьшить, добавив второй выпускной клапан к каждому цилиндру. Автомобиль с двумя впускными и двумя выпускными клапанами имеет четыре клапана на цилиндр, что улучшает рабочие характеристики. Когда вы слышите рекламу автомобиля, в которой говорится, что автомобиль имеет четыре цилиндра и 16 клапанов, в рекламе говорится, что двигатель имеет четыре клапана на цилиндр.

Если выхлопная труба слишком мала или глушитель имеет большое сопротивление воздуха, это может вызвать противодавление, которое имеет тот же эффект. В высокоэффективных выхлопных системах используются коллекторы, большие выхлопные трубы и глушители со свободным потоком для устранения противодавления в выхлопной системе. Когда вы слышите, что у автомобиля «двойной выхлоп», цель состоит в том, чтобы улучшить поток выхлопных газов, используя две выхлопные трубы вместо одной.

Сделайте все легче: Легкие детали помогают двигателю работать лучше.Каждый раз, когда поршень меняет направление, он использует энергию, чтобы остановить движение в одном направлении и запустить его в другом. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Это приводит к повышению топливной экономичности и производительности.

Впрыск топлива: Впрыск топлива позволяет очень точно дозировать топливо в каждый цилиндр. Это улучшает характеристики и экономию топлива.

В следующих разделах мы ответим на некоторые распространенные вопросы, связанные с двигателем, которые задают читатели.

Как работает автомобильный двигатель?

Изучение основ двигателя внутреннего сгорания может помочь вам принимать обоснованные решения о покупке и ремонте автомобилей. В этой статье вы познакомитесь с основами этих сложных машин; к концу вы должны понять, как обычный бензиновый двигатель преобразует энергию, выделяемую при сгорании, в движение.

Система сгорания

На самом базовом уровне сгорание — это процесс воспламенения высококалорийного топлива в контролируемой среде.В современных автомобильных двигателях чаще всего используется четырехступенчатый процесс получения энергии из топлива , поэтому они известны как четырехтактные двигатели. Четыре стадии процесса известны как впуск, сжатие, сгорание и выпуск.

Описание четырехтактного процесса: «4StrokeEngine Ortho 3D Small» Зефирис — собственная работа. Под лицензией CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons.

Во время такта впуска (1) воздух и топливо впрыскиваются в один из цилиндров двигателя, когда подвижный поршень движется вниз.Во время такта сжатия (2) поршень движется к верхней части цилиндра, сжимая топливную смесь. Затем загорается свеча зажигания, воспламеняя топливо во время такта сгорания (3) . Как только поршень достигает нижней точки своего движения, выпускной клапан открывается, и поршень снова движется вверх, вытесняя отработанные газы из цилиндра во время такта выпуска (4) .

Базовый цикл сгорания может показаться простым, но обеспечение правильной работы всех компонентов является серьезной инженерной задачей.Давайте поговорим об этих компонентах и ​​посмотрим, какова их роль в процессе.

Цилиндры Изображение предоставлено Натанаэлем Бертоном на Flickr, лицензия CC BY-SA 2.0

Цилиндры — это сердце вашего двигателя; они являются местом возгорания и источником энергии в вашем двигателе. Каждый цилиндр представляет собой прочную камеру, в основании которой находится подвижный поршень. Когда происходит сгорание, поршни начинают двигаться вверх и вниз, обеспечивая тем самым энергию для транспортного средства.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

У некоторых двигателей больше цилиндров, чем у других; каждый цилиндр обеспечивает дополнительные возможности сгорания, позволяя двигателям с большим количеством цилиндров передавать больше мощности автомобилю.Двигатели содержат четыре, шесть или восемь цилиндров, расположенных одним из трех способов: рядный, V или плоский.

• В рядном двигателе цилиндры расположены в ряд над коленчатым валом.
• В двигателях с V-образной конфигурацией цилиндры расположены в двух смещенных рядах под углом к ​​коленчатому валу, напоминая V.
• Плоские двигатели также разделяют цилиндры, но размещают цилиндры в плоской конфигурации по обе стороны от коленчатый вал.
• В большинстве 4-цилиндровых двигателей используется рядная конфигурация; Шести- и восьмицилиндровые двигатели обычно используют V-образную конфигурацию, которая является источником терминов V-6 и V-8.

Свечи зажигания Свеча зажигания воспламеняет топливо. Изображение любезно предоставлено Aidan на Flickr, лицензия CC BY 2.0

Каждый цилиндр имеет свечу зажигания в верхней части камеры. Во время такта сгорания свеча зажигания генерирует искру, воспламеняющую топливо. Эта искра должна быть точно рассчитана для максимальной эффективности; это должно произойти непосредственно перед тем, как поршень достигнет верхней части цилиндра, в противном случае двигатель может быть поврежден.

Клапаны и клапанный механизм Клапанный механизм регулирует синхронизацию клапанов двигателя.Фото Wapcaplet из англоязычной Википедии / CC BY-SA 3.0

Каждый цилиндр имеет впускной и выпускной клапаны. Впускной клапан позволяет воздуху и топливу поступать в цилиндр, а выпускной клапан открывается для выпуска отработавших газов при каждом такте сгорания. Эти клапаны точно по времени открываются только во время правильного хода цикла сгорания. Они остаются герметичными при сжатии и сгорании.

Клапанный механизм, также известный как распределительный вал, регулирует синхронизацию клапанов двигателя. Распределительный вал проходит над каждым клапаном; небольшой выступ, также называемый кулачком, прикреплен к распределительному валу над каждым клапаном. Когда распределительный вал вращается, движение каждого кулачка открывает и закрывает соответствующий клапан в соответствующее время.

Современные двигатели располагают распределительный вал непосредственно над клапанами; это называется верхним распределительным валом . Распределительный вал соединен с коленчатым валом через ряд шестерен; шестерни предназначены для вращения распределительного вала ровно на половину скорости вращения коленчатого вала.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

• Так как обычные двигатели имеют два клапана на цилиндр , большинство автомобилей имеют одинарный верхний распредвал (SOHC).
• Высокопроизводительные двигатели, однако, имеют двойные верхние кулачки (DOHC) ; каждый цилиндр имеет четыре клапана , что требует добавления второго распределительного вала.

Поршни и поршневые кольца

Поршни представляют собой металлические детали цилиндрической формы, прикрепленные к коленчатому валу двигателя; когда поршни двигаются вверх и вниз, они вызывают вращение коленчатого вала. Поршни используют энергию, выделяемую при сгорании.

Поршневые кольца обеспечивают скольжение цилиндра; они сохраняют содержимое каждого содержащегося цилиндра, и они предотвращают утечку моторного масла в цилиндр. Если кольца не уплотняются должным образом, масло может иногда протекать в цилиндр, что приводит к сгоранию масла в двигателе.

Шатун

Каждый поршень соединен с коленчатым валом через шатун.Эта высокопрочная деталь может вращаться с обоих концов, позволяя поршню и коленчатому валу двигаться без помех.

Коленчатый вал

Коленчатый вал преобразует движение поршней вверх и вниз в круговое движение. Коленчатый вал соединен с системой трансмиссии автомобиля; трансмиссия в конечном итоге поворачивает ведущие колеса автомобиля.

Поддон

Поддон окружает коленчатый вал и служит местом сбора моторного масла.

Подача топлива

Каждый цилиндр нуждается в постоянном количестве воздуха и топлива для поддержания работы двигателя. В двигателях внутреннего сгорания используются три основных метода подачи топлива:

• Карбюратор — Карбюраторы — одна из самых старых форм подачи топлива, но в настоящее время они используются только в старых автомобилях. Карбюраторы смешивают воздух и топливо в большой камере; затем эта смесь подается в систему подачи топлива до того, как клапаны втягивают смесь в цилиндры.Карбюраторы относительно просты и не требуют точной синхронизации, но они не могут доставлять точные воздушные и топливные смеси, необходимые для современных двигателей, а также они не так эффективны, как современные системы впрыска топлива.
• Впрыск топлива через порт — При впрыске топлива через порт топливо и воздух смешиваются в небольшом отверстии над клапаном двигателя ; когда клапан открывается, смесь втягивается в цилиндр. Портовый впрыск более эффективен, чем использование карбюратора, но требует некоторой точности, чтобы подать нужное количество топлива в нужное время.
• Прямой впрыск топлива — При непосредственном впрыске топлива топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр ; клапаны двигателя регулируют поток воздуха в цилиндр. Прямой впрыск топлива обеспечивает большую мощность и лучшую топливную экономичность, чем впрыск топлива через порт. Однако время должно быть исключительно точным, как и количество доставленного топлива. Детали, необходимые для прямого впрыска топлива, должны выдерживать высокие температуры и подавать топливо под высоким давлением, поэтому системы прямого впрыска топлива более дороги, чем другие системы.

По мере развития технологий прямой впрыск топлива становится все более распространенным явлением.

Электрические системы Изображение предоставлено PublicDomainPictures на Pixabay.com, размещено под CC0.

Современные двигатели включают в себя несколько электрических систем, включая систему зажигания, аккумулятор, генератор и стартер. Каждая из этих систем играет ключевую роль в работе двигателя.

Система зажигания

Система зажигания контролирует точную работу свечей зажигания. Состоит из распределителя, свечи зажигания и нескольких проводов. Распределитель имеет один провод, ведущий в блок, и несколько проводов, ведущих от него; количество проводов соответствует количеству цилиндров. Заряд поступает в распределитель по центральному проводу. Внутри распределителя крутится ротор. Во время вращения периодически контактирует с крышкой распределителя; когда это происходит, он замыкает цепь с одной из свечей зажигания, посылая заряд на свечу зажигания, которая воспламеняет содержимое цилиндра.Если вам когда-нибудь понадобится найти своего дистрибьютора, вы сможете определить его по подключенным к нему проводам.

Аккумулятор и генератор Аккумулятор обеспечивает электричество перед запуском двигателя. Изображение предоставлено Майком Моцартом на Flickr, лицензия CC BY 2.0

Батарея и генератор обеспечивают электричеством остальную часть двигателя. До того, как автомобиль завелся, аккумулятор обеспечивает электричество. Когда автомобиль находится в движении, автомобиль использует часть своей энергии для вращения генератора; Генератор вырабатывает электричество для питания некоторых подсистем двигателя и зарядки аккумулятора.

Система запуска

После того, как транспортное средство завелось, оно использует энергию, выделяемую при сгорании, для поддержания движения. Однако перед запуском двигателя он должен полагаться на стартер. Стартер раскручивает коленчатый вал, когда вы поворачиваете ключ зажигания, который, в свою очередь, запускает работу всех систем, зависящих от коленчатого вала. Помимо стартера, все автомобили имеют соленоид стартера, который переключает большой электрический ток на стартер после получения небольшого управляющего тока от замка зажигания.

Смазка двигателя Изображение предоставлено Sean MacEntee на Flickr, лицензия CC BY 2.0

В двигателях есть много движущихся частей, и каждая из этих частей должна иметь возможность свободно перемещаться. Многие детали не являются скользкими от природы, поэтому для смазки двигателя используется масло, особенно поршни и подшипники вокруг различных валов. Моторное масло собирается в поддоне картера; попав в поддон, насос всасывает масло через фильтр, а затем разбрызгивает масло там, где это необходимо. Масло стекает обратно в поддон, и процесс начинается снова.

Системы воздухозабора Изображение предоставлено fortfan на Flickr, лицензия CC BY-ND 2.0

Для горения требуется воздух, поэтому все двигатели включают в себя различные системы для подачи воздуха в цилиндры. Большинство двигателей безнаддувные, что означает, что они просто всасывают воздух вокруг автомобиля и позволяют ему поступать в цилиндр. Высокопроизводительные двигатели могут включать в себя турбонагнетатели или нагнетатели, которые повышают давление воздуха и позволяют двигателям загружать больше воздуха и топлива в каждый цилиндр.Это позволяет каждому цилиндру выдавать больше мощности.

Охлаждение двигателя

Взрыв топлива в вашем двигателе может привести к выделению большого количества тепла. Если не обратить внимание на , это тепло может легко повредить ваш двигатель. Обычно двигатели оснащаются сложной сетью водопроводных труб; вода течет рядом с тепловыделяющими элементами вашего двигателя и поглощает тепло. Затем вода поступает к радиатору, который подвергает ее воздействию более холодного наружного воздуха. Это охлаждает воду, а затем вода рециркулирует через двигатель, чтобы продолжить его охлаждение.

Выхлопная система Изображение предоставлено ClearFrost на Flickr, лицензия CC BY-SA 2.0

Выхлопная система контролирует отходящие газы из двигателя и состоит из трех основных частей: выхлопная труба, выхлопная труба глушитель и система контроля выбросов . Выхлопная труба — это просто канал, через который выхлопные газы могут выходить из автомобиля. Глушитель подавляет шум двигателя; без него вы бы слышали звуки тысяч крошечных взрывов каждый раз, когда ведете машину.

Система контроля выбросов состоит из нескольких частей. Основная часть — это каталитический нейтрализатор, который помогает уменьшить загрязнение, создаваемое сгоранием. В системе также есть несколько датчиков для контроля состава газов, выходящих из двигателя. На основе обратной связи от этих датчиков двигатель регулирует количество топлива или воздуха, впрыскиваемого в двигатель.

Различия между бензиновыми и дизельными двигателями Изображение предоставлено Клэем Джунеллом на Flickr, под лицензией CC BY-SA 2.0

Эта статья в основном посвящена бензиновым двигателям, но дизельные двигатели работают аналогично. Ключевое различие между ними — используемое топливо и метод зажигания. Дизельные двигатели не имеют свечей зажигания; вместо этого они воспламеняют топливо за счет сжатия. По мере сжатия топлива его температура увеличивается, что в конечном итоге приводит к самовозгоранию.

Заключение

История двигателей внутреннего сгорания полна инноваций. Стремление к повышению производительности и эффективности вынудило автопроизводителей постоянно совершенствовать свои конструкции, приводя к постоянному совершенствованию каждой подсистемы двигателя.

---

Вы узнали что-то новое?

Есть чем с нами поделиться?

Дайте нам знать в комментариях ниже!

---

Как работает двигатель автомобиля?

Наши автомобили — одна из самых важных вещей, которыми мы пользуемся каждый день. Он доставляет нас туда, где нам нужно, и с относительно быстрой скоростью. Используя автомобиль, вы можете быстро выполнить все необходимое. Чтобы мы могли пользоваться автомобилем, все его части должны работать безупречно.В машине много деталей, и все они очень важные. Однако двигатель должен быть наиболее неотъемлемой частью любого автомобиля. Двигатель — это машина в вашем автомобиле, которая преобразует тепло горящего газа в энергию, необходимую для работы колес. . По сути, двигатель автомобиля — это сердце автомобиля, и хотя процесс кажется простым, в том, как он работает, многое зависит. Так как же работает двигатель? Узнайте больше о том, как двигатель автомобиля движется, о проблемах с двигателем, ремонте двигателя и многом другом!

Как работает двигатель?

Четырехтактный цикл сгорания приводит в движение двигатель автомобиля.

Так как же двигатель заставляет машину двигаться? Чтобы автомобиль мог двигаться, ему нужен газ, который приводит его в движение — это также называется внутренним сгоранием, поэтому двигатель иногда называют двигателем внутреннего сгорания . Внутреннее сгорание работает, когда газ и воздух или создают небольшие взрывы, которые генерируют достаточно энергии, чтобы привести в движение поршень, приводящий в движение автомобиль. Для движения автомобиля двигатель использует четыре хода поршня, также известный как четырехтактный цикл сгорания.Многие спрашивают, есть ли у машины мотор? Ответ в том, что тип двигателя — это двигатель. Двигатель преобразует различные типы энергии в механическую энергию для создания движения, тогда как двигатель — это тип двигателя, в котором тепловая энергия приводит в действие машину. Будь то в лодке или автомобиле, если он использует сгорание, у него есть двигатель. Если горение не используется, то используется двигатель.

Для выработки энергии четырехтактный цикл повторяется снова и снова. Четыре такта в цикле — это впуск, сжатие, сгорание и выпуск.Все они являются неотъемлемой частью двигателя.

• Впускной : Воздух и газ должны быть введены в двигатель, чтобы мощность могла увеличиться, поэтому впускной клапан должен открываться, в то время как поршень опускается в цилиндр с помощью коленчатого вала.
• Сжатие : На стадии сжатия впускной клапан закрывается, и поршень движется вверх в цилиндре, сжимая воздух и газ, что делает его воспламеняющимся. Когда горючая смесь находится в таком маленьком пространстве, произойдет взрыв.
• Возгорание : После того, как поршень достигнет верхней части цилиндра, из смеси воздуха и газа воспламенится искра, что приведет к крошечному взрыву. Смесь газа и воздуха отдает энергию, которая заставляет поршень опускаться вниз и заправляет коленчатый вал.
• Выхлопная система : для выпуска газа, вызвавшего взрыв, выпускной клапан открывается, позволяя газу пройти через каталитический нейтрализатор в глушитель и через выхлопную трубу для выхода из автомобиля.

После завершения цикла он будет повторяться снова и снова.

Проблемы с двигателем автомобиля

Прежде чем мы перейдем к проблемам с двигателем автомобиля, важно знать различные части двигателя автомобиля. Двигатель состоит как из механических, так и из электрических компонентов. В двигателе механические детали включают

• Распредвал
• Шатун
• Картер двигателя
• Коленчатый вал
• Цилиндр
• Головка блока цилиндров
• Блок двигателя
• Маховик
• Топливный насос
• Поршень
• Коромысло
• Поддон
• Клапаны

Из электрических компонентов двигателя это

• Генератор
• Электронная топливная форсунка
• Катушка зажигания
• Свеча зажигания
• Стартер

В двигателе автомобиля есть множество деталей, которые могут быть повреждены в различных ситуациях.

Механическая и электрическая части работают вместе, чтобы двигатель работал эффективно. Несмотря на то, что эти детали прочные и изготавливаются, чтобы их потреблять много, будут моменты, когда двигатель перестанет работать так плавно, как должен. В основном это происходит из-за повреждения одной или нескольких частей. Знание того, что нужно искать, может предотвратить повреждение автомобиля и двигателя

• Неадекватная смазка: Нам нужна смазка в наших двигателях, чтобы детали работали бесперебойно. Низкая мощность двигателя может вызвать заклинивание деталей, перегрев или трение в двигателе.
• Утечка охлаждающей жидкости : Поддержание двигателя при определенной температуре предотвращает его перегрев, поэтому двигателю требуется охлаждающая жидкость. Если охлаждающая жидкость подтекает, значит, в машине что-то не так с системой охлаждения.
• Радиатор забит : В системе охлаждения автомобиля радиатор используется для отвода тепла от охлаждающей жидкости. Если охлаждающая жидкость в двигателе не заменялась в течение некоторого времени, радиатор может забиться и, в свою очередь, вызвать перегрев двигателя.
• Старая свеча зажигания : Ваш двигатель не запускается или работает с перебоями при попытке завести автомобиль? Это может быть связано с изношенной или старой свечой зажигания. Свеча зажигания воспламеняет топливо в вашем двигателе, поэтому, если она изношена, она не сможет привести двигатель в действие.
• Неисправный датчик кислорода : Датчик кислорода предназначен для предоставления точных данных о том, сколько еще не сгоревшего кислорода в выхлопных газах и сколько газа находится в баке. Когда датчик кислорода сломан, вы, вероятно, уменьшите расход бензина.
• Старое, грязное масло : Масло, которое не меняют периодически, может покрыться отложениями и стать коричневато-черными. Отложения в старом масле могут даже вызвать проблемы с камерой сгорания, впускными клапанами и свечами зажигания, поэтому важно регулярно менять масло.
• Неисправный масляный насос : Масляный насос обеспечивает двигатель маслом, необходимым для смазки. Если масляный насос сломан, масло не сможет смазать двигатель, что может привести к его перегреву и серьезным повреждениям.
• Недостаточное сжатие воздуха : Для внутреннего сгорания в двигателе необходимо сжать газ и воздух. Когда двигатель не может завершить цикл сгорания, это происходит из-за утечки воздуха в изношенные клапаны, цилиндры и поршневые кольца.

При перегреве двигателя автомобиля или в случае, когда двигатель автомобиля трясется, необходимо обратиться в ремонт двигателя. После ремонта двигателя профессиональным автомехаником они смогут быстро диагностировать проблему и вернуть двигатель в рабочее состояние.

Сколько стоит замена двигателя в автомобиле?

При ремонте двигателя звоните профессиональному автомеханику!

Во многих случаях ремонт двигателя может решить любые проблемы, которые возникают с вашим двигателем, но бывают случаи, когда замена двигателя является единственным возможным решением. Хотя владельцы автомобилей предпочли бы платить за ремонт двигателя, иногда с финансовой точки зрения, а также для вашего автомобиля лучше заменить двигатель. Когда людям нужно заменить двигатель, первое, что они хотят знать, — это сколько это стоит.Есть много факторов, которые определяют, сколько будет стоить. Эти факторы включают в себя замену короткого или длинного блока, какой у вас тип автомобиля, каковы затраты на рабочую силу при замене двигателя, если двигатель старый, и где вы получаете замену по цене . В общем, замена двигателя будет стоить тысячи долларов. Вот почему так важно сдать свой автомобиль на обслуживание двигателя, если вы думаете, что может возникнуть проблема. Механик может осмотреть ваш двигатель и выяснить, нужен ли вам ремонт или замена двигателя.Если вам нужен глушитель на заказ или ремонт двигателя для вашего автомобиля в Хопуэлле и Пеннингтоне, штат Нью-Джерси, вы должны рассчитывать на профессионала. Если вы хотите работать с механиками в European Plus, позвоните нам по телефону 609-737-7226.

Как работает автомобильный двигатель | Авто Кузов Чарли

Легко забыть о невероятной мощности, скрытой под капотом вашего автомобиля. Каждый день ваш автомобиль перевозит вас, и он весит две тонны, преодолевает десятки тысяч футов всего за несколько минут — и все это делается с помощью только бензина и вашего двигателя! Вот как они объединились, чтобы дать миру власть.

Процесс преобразования бензина в движение называется «внутренним сгоранием». Двигатели внутреннего сгорания используют серию контролируемых миниатюрных взрывов для получения энергии. Эти взрывы происходят в тесном замкнутом пространстве поршня двигателя, который затем использует энергию и приводит в движение ваш автомобиль. Ваш автомобиль производит сотни таких взрывов в минуту!

Эти небольшие взрывы заставляют поршни двигаться, и как только один взрыв заканчивается, начинается другой, заставляя колеса вращаться.В двигателях внутреннего сгорания используется четырехступенчатый цикл: впуск, сжатие, сгорание и выпуск.

Впуск:

Цикл начинается с приема. На первом этапе впускной клапан двигателя открывается, и поршень движется вниз. Этот этап втягивает воздух и бензин в двигатель и подготавливает его к сжатию.

Степень сжатия:

В начале стадии сжатия впускные клапаны закрываются, и поршень перемещается вверх, сжимая газ и воздух в более компактное пространство.Это меньшее пространство создает большее давление и более мощный взрыв!

Сгорание:

Если вы когда-нибудь задумывались, что делает свеча зажигания — когда воздух и бензин уплотняются в небольшом пространстве, искра свечи зажигает их обоих, высвобождая энергию, скрытую в топливе. Сила взрыва толкает поршень обратно в исходную точку.

Выхлоп:

В заключительной части цикла выпускной клапан открывается, чтобы удалить окись углерода, образовавшуюся в результате взрыва.Газ движется от двигателя к каталитическому нейтрализатору, где он очищается, а затем через глушитель к выхлопной трубе.

Итак, в следующий раз, когда вы сядете в машину, чтобы посмотреть представление в Арт-центре Янсена, найдите секунду, чтобы оценить, сколько всего творится под капотом каждую секунду, чтобы попасть туда! Вы совершаете серию своевременных взрывов.

Теперь, когда вы знаете, как работает двигатель, прочитайте наш последний блог, где вы найдете простые советы по обслуживанию автомобилей.

Как работает современный двигатель

Вы поворачиваете ключ в замке зажигания, и двигатель заводится.Вы нажимаете на газ, и машина движется вперед. Вы вынимаете ключ, и двигатель глушится. Так работает твой двигатель, верно? Он намного более подробный, чем многие из нас думают, и закулисные процессы происходят каждую секунду.

Внутреннее устройство вашего двигателя

Двигатель вашего автомобиля состоит из двух основных компонентов: блока цилиндров и головки блока цилиндров.

Блок двигателя

Блок составляет основную часть размера и веса вашего двигателя.Скорее всего, это цельный кусок чугуна или алюминия. В рядном двигателе все цилиндры расположены по прямой линии, чаще всего в четырехцилиндровых двигателях и в некоторых конфигурациях с шестью цилиндрами. V-образный блок используется в некоторых шестицилиндровых двигателях и практически во всех восьмицилиндровых двигателях. Эта конструкция разделяет ряд цилиндров на две группы, которые образуют V-образную форму.

В блоке двигателя находится коленчатый вал. Коленчатый вал представляет собой прочный вращающийся кусок металла, подвергнутого прецизионной механической обработке. В нем есть ступеньки, называемые каналами, которые соответствуют количеству цилиндров в двигателе.Это места крепления шатунов поршня к коленчатому валу. Мощность, генерируемая в двигателе, заставляет коленчатый вал вращаться, начиная процесс передачи мощности на колеса автомобиля.

Поршни входят в цилиндры блока цилиндров. Они перемещаются вверх и вниз в цилиндрах во время работы двигателя для передачи энергии коленчатому валу. Поршневые кольца создают уплотнение в цилиндре, предотвращая потерю мощности в блоке цилиндров. Позже мы рассмотрим работу поршней.

Головка блока цилиндров

Верхняя часть двигателя называется головкой блока цилиндров. Он содержит клапаны, которые открываются и закрываются для регулирования потока топливовоздушной смеси и выхлопных газов из отдельных цилиндров. На каждом цилиндре должно быть не менее двух клапанов: один для впуска (впускание несгоревшей топливовоздушной смеси в цилиндр) и один для выпуска (для выхода отработанной топливовоздушной смеси из двигателя). Многие двигатели используют несколько клапанов для впуска и выпуска.

Распределительный вал прикреплен либо через середину, либо вверху головки блока цилиндров для управления работой клапанов. Распределительный вал имеет выступы, называемые лепестками, которые заставляют клапаны точно открываться и закрываться.

Распределительный вал и коленчатый вал тесно связаны. Они должны работать в идеальное время, чтобы двигатель вообще работал. Они соединяются с помощью цепи или ремня ГРМ для поддержания этого времени. Распредвал должен совершать два полных оборота на каждый оборот коленчатого вала.Один полный оборот коленчатого вала — это два хода поршня в его цилиндре. Энергетический цикл — процесс, который фактически производит мощность, необходимую для движения вашего автомобиля, — требует четырех ходов поршня. Давайте подробнее рассмотрим работу поршня внутри двигателя и четыре различных этапа:

• Впуск : Чтобы начать энергетический цикл, первое, что нужно двигателю, — это топливовоздушная смесь, которая поступает в цилиндр. Впускной клапан открывается в головке блока цилиндров, когда поршень начинает двигаться вниз.В цилиндр поступает топливовоздушная смесь примерно в соотношении 15: 1. Когда поршень приближается к нижней части своего хода, впускной клапан закрывается и герметизирует цилиндр.

• Сжатие : Поршень движется вверх в цилиндре, сжимая топливно-воздушную смесь. Поршневые кольца уплотняют стороны поршня в цилиндре, чтобы предотвратить потерю сжатия. Когда поршень достигает вершины этого хода, содержимое цилиндра находится под чрезмерным давлением. Нормальное сжатие составляет от 8: 1 до 10: 1.Это означает, что смесь в цилиндре сжата примерно до одной десятой своего первоначального несжатого объема.

• Power : Когда содержимое цилиндра сжимается, свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь. Происходит управляемый взрыв, который толкает поршень вниз. Это называется рабочим ходом, потому что это сила, которая вращает коленчатый вал.

• Выпускной клапан : Когда поршень находится в нижней части рабочего хода, выпускной клапан в головке блока цилиндров открывается.Когда поршень снова движется вверх (приводимый в действие одновременными циклами включения питания, происходящими в других цилиндрах), сгоревшие газы в цилиндре вытесняются вверх и выходят из двигателя через выпускной клапан. Когда поршень достигает вершины этого хода, выпускной клапан закрывается, и цикл начинается снова.

• Рассмотрим этот : если ваш двигатель работает на холостом ходу со скоростью 700 об / мин или оборотов в минуту, это означает, что коленчатый вал полностью вращается 700 раз в минуту. Поскольку цикл питания происходит каждый второй оборот, в каждом цилиндре каждую минуту на холостом ходу происходит 350 взрывов.

Как смазывается двигатель?

Масло — незаменимая жидкость в работе двигателя. Во внутренних компонентах двигателя есть небольшие каналы, называемые масляными каналами, через которые проходит масло. Масляный насос всасывает моторное масло из масляного поддона и заставляет его циркулировать по двигателю, позволяя плотно закрытым металлическим компонентам двигателя работать плавно. Этот процесс не просто смазывает компоненты. Он предотвращает трение, которое вызывает чрезмерное нагревание, охлаждает внутренние детали двигателя и создает плотное уплотнение между деталями двигателя, например, между стенками цилиндра и поршнями.

Как создается топливно-воздушная смесь?

Воздух засасывается в двигатель вакуумом, создаваемым при работе двигателя. Когда воздух входит в двигатель, топливная форсунка распыляет топливо, которое смешивается с воздухом в соотношении примерно 14,7: 1. Эта смесь втягивается в двигатель во время каждого цикла впуска.

Это объясняет основные внутренние механизмы современного двигателя. Десятки датчиков, модулей и других систем и компонентов работают во время этого процесса, что позволяет двигателю работать.Подавляющее большинство автомобилей на дорогах имеют двигатели, работающие таким же образом. Если вы примете во внимание точность, необходимую для того, чтобы сотни компонентов вашего двигателя могли работать плавно, эффективно и надежно на протяжении тысяч миль в течение многих лет использования, вы можете начать ценить работу, которую инженеры и механики делают, чтобы доставить вас туда, где вам нужно. идти.

Понимание того, как работает ваш автомобильный двигатель

Если вы покупаете автомобиль или у вас он уже есть, важно понимать, как он работает, чтобы знать, что делать в случае возникновения проблем.Когда нужно менять шину? Как вы узнаете, нужно ли заменить батареи? Что может быть признаком того, что механизму под вашим капотом нужен эксперт? Знание того, как работает ваш автомобиль, поможет вам понять, что ему нужно.

Вот что можно найти под капотом:

• Цилиндр: количество и расположение зависят от типа используемого транспортного средства и показывают, насколько он мощный.
Клапан
• : это то место, где воздух и топливо попадают, а выхлопные газы выходят наружу.
• Свеча зажигания: воспламеняет смесь топлива и воздуха, вызывая сгорание.
• Поршень: Расположенный внутри цилиндра, этот кусок металла перемещается вверх и вниз.
• Поршневое кольцо: предотвращение утечки воздуха и топливной смеси и выхлопных газов во время сгорания и сжатия. Он также удерживает масло в поддоне.
• Шатун: соединяет поршень с коленчатым валом.
• Коленчатый вал: Превращает поршень из движения вверх и вниз в круговое движение.
• Поддон: окружает коленчатый вал. В нем есть какое-то количество масла.
• Свинцово-кислотный аккумулятор: обеспечивает «электричество» в автомобиле.

Теперь, когда вы знаете некоторые важные части автомобиля, позвольте мне объяснить вам , как это работает . Позвольте мне использовать все возможные термины непрофессионала, чтобы вы могли хорошо их понять.

Ваш аккумулятор должен быть хорошо заряжен, так как он будет источником электричества для его работы. Вы должны следить за тем, чтобы он содержался в хорошем состоянии, так как выходящий из строя свинцово-кислотный аккумулятор повлияет на производительность вашего автомобиля.Холодные зимние месяцы могут быть особенно тяжелыми для аккумулятора.

Основное назначение двигателя — преобразование бензина в энергию.

Помимо бензина, еще одной важной частью вашего двигателя является аккумулятор. Он вырабатывает до 12 В, достаточного для поддержания работы автомобиля, а также других частей, требующих электричества, таких как радио, кондиционер и т. Д.

Четырехтактный цикл сгорания:

1. Ход всасывания
2. Ход сжатия
3. Ход горения
4. Ход выхлопа

Чтобы вы могли представить, как автомобиль получает энергию, представьте активированный поршень, который приводится в действие свинцово-кислотной батареей.