1. Такт всасывания 2. Такт сжатия

3. Рабочий ход 4. Такт выпуска

Ход всасывания

В такте всасывания впускные клапаны открываются, и поршень движется вниз. Выпускной клапан остается закрытым, и всасывается воздух или смесь воздуха и топлива.

Такт сжатия

В этом такте оба клапана закрыты, и поршень движется вверх. Взятый заряд сжимается при движении вверх.

Смесь воспламеняется свечой зажигания.

Рабочий ход

После воспламенения топлива выделяется большое количество тепла, которое толкает поршень вниз. Нисходящий

движение поршня в этот момент называется рабочим ходом. Шатун или штифт передает мощность от поршня к коленчатому валу, и коленчатый вал вращается. Оба клапана остаются закрытыми во время рабочего такта.

Такт выпуска

В этом такте открывается выпускной клапан, и поршень движется вверх, вытесняя сгоревшие газы. Впускной клапан остается закрытым.

остается закрытым.

Таким образом, установлено, что из четырех тактов в четырехтактном двигателе имеется только один рабочий такт и три холостых такта. Рабочий ход обеспечивает необходимый импульс для полезной работы.

ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ)

В двухтактных двигателях все процессы, т. е. всасывание,

сжатие, мощность и выхлоп совершаются за два хода поршня (т. е. за один оборот коленчатого вала).

В этом типе двигателя нет клапана.

Движение газа происходит через отверстия в цилиндре, называемые портами. Картер двигателя герметичен, в котором вращается коленчатый вал.

Двухтактный цикл

Ход поршня вверх (всасывание и сжатие)

Когда поршень движется вверх, он закрывает два порта: выпускной и передаточный, которые обычно почти противоположны друг другу. В результате он захватывает заряд топливно-воздушной смеси, уже всосавшейся в цилиндр. Дальнейшее движение поршня вверх сжимает заряд и открывает впускное отверстие. Вслед за ним свежая смесь всасывается через это отверстие в картер. Непосредственно перед концом этого такта смесь в цилиндре воспламеняется свечой зажигания, и, таким образом, во время этого такта завершаются процессы всасывания и сжатия.

Ход вниз (мощность + выпуск)

Сгорание газов увеличивает давление и толкает поршень вниз. Когда поршень движется вниз, он закрывает всасывающее отверстие, которое улавливает свежий заряд, втянутый в картер во время предыдущего хода вверх. Дальнейшее движение поршня вниз открывает сначала выпускное отверстие, а затем перепускное отверстие. Теперь свежий заряд в картере подается в цилиндр через передаточный порт. Сгоревшие газы выводятся через выпускное отверстие. Головка поршня специальной формы отклоняет поступающую смесь вверх вокруг цилиндра, что помогает вытеснять выхлопные газы. Во время хода поршня вниз завершаются процессы мощности и выхлопа.

СРАВНЕНИЕ (2-ТАКТНЫЙ И 4-ТАКТНЫЙ)

Двухтактный двигатель срабатывает один раз за один оборот, что дает ему вдвое большую мощность, чем четырехтактный двигатель, который срабатывает только один раз за второй оборот. Двухтактный двигатель имеет более высокое отношение веса к мощности, потому что он намного легче четырехтактного. Он дешевле из-за более простой конструкции.

Эти качества делают двухтактные двигатели очень популярными для самых разных применений: от мотоциклов для бездорожья, гидроциклов, мопедов и небольших подвесных моторов до оборудования для газонов и сада, такого как косилки, воздуходувки, кромкообрезные станки, кусторезы и цепные пилы.

Многие двухтактные двигатели являются простыми двигателями и не имеют клапанов. Таким образом, синхронизация впуска и выпуска не может быть оптимальной для двухтактного двигателя. С другой стороны, синхронизацией впуска и выпуска можно управлять с помощью зубчатой ​​передачи в 4-тактных двигателях. В результате они горят менее чисто, чем 4-тактные.

Двухтактные двигатели изнашиваются быстрее и имеют более короткий срок службы, чем четырехтактные, из-за отсутствия специальной системы смазки. Еще одна вещь, которую следует учитывать, это то, что в двухтактных двигателях смазочное масло смешивается с топливом, из-за чего это приводит к неполное сгорание топлива. Что, в свою очередь, также влияет на эффективность и часто приводит к большему загрязнению.

Двухтактные двигатели также производят более высокий уровень шума в децибелах. Поэтому он запрещен в некоторых местах.

Таким образом, 4-тактные двигатели в некотором смысле более экономичны, чем 2-тактные двигатели.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Из общей тепловой энергии, выделяемой при потреблении бензина , около 70-75% отбрасывается в виде тепла, не превращаясь в полезную работу, т.е. коленчатому валу. Примерно половина этого отводимого тепла уносится выхлопными газами, а половина проходит через стенки цилиндра или головку блока цилиндров в систему охлаждения двигателя и выбрасывается в атмосферу через радиатор системы охлаждения. Часть произведенной работы также теряется из-за трения, шума, турбулентности воздуха и работы, используемой для вращения машинного оборудования и устройств, таких как водяные и масляные насосы, а также электрический генератор, в результате чего остается только около 25-30% энергии, выделяемой топливом. потребляется, доступная для движения транспортного средства. Таким образом, доступную энергию необходимо использовать эффективно, чтобы получить от нее максимальную отдачу.

1. Вес

Один из лучших способов повысить топливную экономичность транспортных средств — уменьшить вес. Это означает замену более тяжелых деталей более легкими. Это необходимо сделать без ущерба для безопасности, производительности и потребительских предпочтений автомобиля.

Самым легким материалом для кузовов автомобилей является углеродное волокно, хотя и дорогое. В настоящее время он зарезервирован для очень дорогих автомобилей и индустрии спортивных автомобилей высокого класса.

Десять лет назад углеродное волокно стоило 150 долларов за фунт. Сейчас оно стоит около 10 долларов за фунт. С другой стороны, сталь стоит меньше доллара.

Замена стальных компонентов на карбоновые позволяет снизить вес автомобиля примерно на 60 процентов. Это 60-процентное снижение веса уменьшит расход топлива автомобиля на 30 процентов и сократит выбросы парниковых газов на 10-20 процентов.

2. Рабочий объем

Рабочий объем — это объем воздуха, который двигатель может потреблять за один оборот. Обычно указывается в литрах.

Чем больше воздуха может прокачивать двигатель, тем больше топлива он может сжечь.

Таким образом, двигатель небольшого компактного велосипеда будет более эффективным, чем двигатель грузовика.

3. Степень сжатия

В большинстве бензиновых (бензиновых) двигателей степень сжатия рассчитывается исключительно на основе геометрии механических частей (геометрическая степень сжатия). 10:1 (топливо премиум-класса) или 9:1 (обычное топливо), причем в некоторых двигателях соотношение достигает 12:1 и более. В принципе, чем выше степень сжатия, тем эффективнее двигатель. Обычные двигатели с более высокой степенью сжатия в принципе нуждаются в бензине с более высоким октановым числом. Высокое октановое число придает топливу склонность к почти мгновенному сгоранию (известному как детонация или детонация) в условиях высокой степени сжатия.

4. Забор топлива

Карбюраторная система приспособлена для впуска топлива.

Карбюратор содержит форсунки, которые толкают газ в камеры сгорания. Количество топлива, которое может пройти через эти форсунки, полностью зависит от количества воздуха, которое может быть втянуто в карбюратор.

Основная проблема с получением наилучших характеристик при использовании карбюратора заключается в том, что он не может контролировать соотношение воздуха и топлива для каждого отдельного цилиндра.

С другой стороны, системы впрыска топлива становятся все более популярными из-за лучшей производительности двигателей.

Основным преимуществом использования прямого впрыска является то, что количество топлива и воздуха может быть идеально высвобождено и затем впрыснуто в цилиндр в соответствии с условиями нагрузки двигателя. Электроника, используемая в системе, будет рассчитывать эту информацию и постоянно корректировать ее. Этот тип контролируемого впрыска топлива приводит к более высокой выходной мощности, большей эффективности использования топлива и значительному снижению выбросов. Основная проблема заключается в том, что эти системы сложны и будут стоить намного дороже, чем карбюратор.

В последние годы системы непосредственного впрыска повысили КПД двигателей, оснащенных этой системой подачи топлива, до 35%.

5. Кислород

Если кислорода недостаточно для правильного сгорания, топливо не сгорит полностью и будет производить меньше энергии. Относительно чрезмерно богатое соотношение воздух-топливо увеличивает выброс загрязняющих веществ из двигателя.

Топливо сгорает в три этапа. Во-первых, водород сгорает с образованием водяного пара. Во-вторых, углерод сгорает до угарного газа и, наконец, угарный газ сгорает до двуокиси углерода. Эта последняя ступень производит большую часть мощности двигателя.

Если весь кислород израсходован до этого этапа, мощность двигателя снижается.

Чтобы увеличить количество кислорода, нам нужно увеличить воздухозаборник.

Одним из способов является принудительное искусственное всасывание. Компрессор может быть добавлен для обеспечения большего заряда. Это может быть сделано с помощью наддува с механическим приводом или турбонаддува с приводом от выхлопных газов.

6. Механическая стойкость

Тип сопротивления, на который обращают внимание производители автомобилей, называется механическим сопротивлением, которое больше связано с механическими компонентами автомобиля, чем с шинами. Механическое сопротивление описывается как количество усилий, необходимых для перемещения каждой отдельной части трансмиссии автомобиля.

Автоматические коробки передач создают большее сопротивление, чем их аналоги с механической коробкой передач.

Механическое сопротивление обычно является причиной примерно 15-процентного падения мощности по сравнению с мощностью, которую производит двигатель, по сравнению с тем, что фактически достигает дорожного покрытия. Это означает, что если двигатель производит 100 лошадиных сил, то только около 85 из этих лошадей доходят до земли.

В двигателе много движущихся частей, создающих трение. Некоторые из этих сил трения остаются постоянными, в то время как некоторые из этих потерь на трение увеличиваются по мере увеличения частоты вращения двигателя, например, боковые силы поршня и соединительные силы подшипников.

Синтетические смазочные материалы, легкие материалы и более жесткие производственные допуски могут способствовать снижению механической прочности автомобиля.

7. Аэродинамика

На высоких скоростях и в исключительно ветреные дни сопротивление воздуха (силы, действующие на движущийся объект со стороны воздуха, также называемые сопротивлением) оказывает огромное влияние на то, как автомобиль разгоняется, управляется и расходует топливо.

Инженеры разработали несколько способов его снижения. Например, более округлые конструкции и формы на внешней стороне автомобиля предназначены для направления воздуха таким образом, чтобы он обтекал автомобиль с наименьшим возможным сопротивлением. Некоторые высокопроизводительные автомобили даже имеют детали, которые плавно перемещают воздух по днищу автомобиля. Многие также включают в себя спойлер, также известный как ареальное крыло, чтобы воздух не поднимал колеса автомобиля и делал его неустойчивым на высоких скоростях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Даже после нескольких лет своего открытия в 19 ^ом веке бензиновые (бензиновые) двигатели являются наиболее используемыми двигателями в настоящее время, намного опережая своих дизельных аналогов, что достаточно очевидно, чтобы обозначить нашу зависимость от бензина. Однако бензин, как известно, является ограниченным ресурсом. скорость, с которой он пополняется, намного ниже, чем скорость, с которой мы его потребляем. Кроме того, сжигание топлива вызывает загрязнение.

Имея это в виду и следуя контексту моего исследования, я считаю, что президент Обама сделал отличный шаг, приказав автомобильной промышленности удвоить валовую экономию топлива своих автомобилей к 2025 году.

Поделись этим: Фейсбук Логотип Facebook Твиттер Логотип Твиттера Реддит Логотип Reddit LinkedIn Логотип LinkedIn WhatsApp Логотип WhatsApp

Какой тип автомобильного двигателя лучше?

Сегодня при покупке автомобиля возможностей больше, чем когда-либо прежде. Один из самых больших вариантов выбора — какой тип двигателя вам нужен. Производители постоянно придумывают различные типы автомобильных двигателей, чтобы удовлетворить требования современных автомобилей. Здесь мы объясняем различия между ними и их плюсы и минусы.

Не забудьте проконсультироваться со своим страховым агентом перед покупкой автомобиля. Некоторые марки и модели могут повлиять на то, сколько вы потратите на страхование автомобиля.

В бензиновых двигателях используется внутреннее сгорание, что означает, что воздух поступает в двигатель и соединяется с топливом и, короче говоря, заставляет двигатель автомобиля работать. Эти двигатели работают на бензине, который представляет собой топливо, изготовленное из сырой нефти и других нефтяных жидкостей.

Преимущества автомобиля на газу – цена и удобство. Бензиновые автомобили производятся десятилетиями, поэтому существует множество новых и подержанных вариантов. Они также удобны тем, что бензин в настоящее время является наиболее распространенным видом топлива для транспортных средств, относительно недорогим и легкодоступным.

Одним из недостатков газовых автомобилей является то, что они не экономят топливо. Лучший пробег для бензинового автомобиля по-прежнему находится в диапазоне 30 миль на галлон. Бензин также способствует загрязнению воздуха. По данным Управления энергетической информации США, пары, выделяемые при испарении бензина, и вещества, образующиеся при сгорании бензина (окись углерода, оксиды азота, твердые частицы и несгоревшие углеводороды), способствуют загрязнению воздуха. При сжигании бензина также образуется углекислый газ, парниковый газ.

Как работает газовый двигатель?

Зависит от конфигурации. Существует множество различных конфигураций, включая V-образный, встроенный, плоский (или боксер) и вращающийся.

• V-образная форма: в этой настройке цилиндр расположен рядом с коленчатым валом в форме буквы «V». Эти двухцилиндровые агрегаты содержат по 3, 4 или 6 цилиндров с каждой стороны. Эти дорогие и сложные конфигурации лучше всего подходят для семейных внедорожников и пикапов, где требуется большая мощность и возможности буксировки. Вы найдете обозначения V6, V8 и V12 в стиле V.
• Двигатели W: Двигатели W представляют собой переработанную и, по мнению некоторых, улучшенную версию V-образного двигателя. Двигатели W еще более компактны, хотя и очень редки, поскольку в большинстве случаев по умолчанию используется V.
• Рядный или прямой двигатель: в прямолинейном двигателе все цилиндры расположены на одной линии, а поршни вращаются на 360 градусов. Благодаря 3-х или 4-х цилиндровому двигателю эти рядные двигатели компактны и легки и идеально подходят для небольших компактных автомобилей и седанов, таких как Ford Focus.
• Плоские двигатели или оппозитный двигатель: в плоском двигателе (или оппозитном двигателе) цилиндры расположены под углом 180 градусов в этой конструкции с низким центром тяжести. Обычно встречается в двухцилиндровых мотоциклах, таких как BMW 2021 года, а также в дорогих роскошных автомобилях и автомобилях, работающих на высокой скорости, таких как JaguarXK6.
• Роторный двигатель: В реактивном двигателе встречается больше, чем в обычных автомобилях, он имеет один коленчатый вал в центре поршней.
• Двухтактный двигатель: хотя они имеют многие из тех же компонентов ДВС, они намного легче и обычно используются в небольших ситуациях, таких как газонокосилки и картинги, в которых используется одноцилиндровый двигатель.

Каковы важные компоненты газового двигателя?

Этот тип двигателя имеет множество различных функций, и каждая из них играет свою роль. Вот несколько.

• Цилиндр: Ваши цилиндры во многом зависят от мощности, которую вы получаете, когда запускаете свой автомобиль. Цилиндров могло быть четыре, шесть или восемь. Внутри находится поршень, который сжимает топливо.
• Головка блока цилиндров: Головка блока цилиндров отвечает за уплотнение камеры сгорания. В камере сгорания воспламеняется топливно-воздушная смесь.
• Свечи зажигания: Свечи зажигания находятся внутри цилиндра и обеспечивают искру, воспламеняющую воздушно-топливную смесь.
• Выпускные клапаны: Клапаны расположены в части двигателя, называемой головкой. Они пропускают топливовоздушную смесь в цилиндры и выпускают из них. Выпускные клапаны несут особую ответственность за выпуск выхлопных газов от сгорания топлива из цилиндров.
• Поршни: Поршни являются основным элементом тепловых двигателей. Они отвечают за перемещение газа из цилиндра к коленчатому валу.
• Коленчатый вал: эта часть играет важную роль, поскольку она принимает силу сгорания от поршней и направляет ее в направлении вращения для привода цепи, которая управляет многими различными функциями, такими как указание трансмиссии повернуть колеса, также известное как возвратно-поступательное движение поршня.

Почему существует так много видов бензина?

Когда вы подъедете к заправке, вы заметите, что обычно есть два вида топлива для тех из нас, кто не ездит на дизеле. Доступные типы бензина зависят от уровня октанового числа, который измеряет стабильность топлива и то, как оно будет вести себя при сгорании, что необходимо для запуска автомобиля. Как узнать, какой тип газа следует использовать? Ответ:

• Обычный (рейтинг 87) — этот сорт бензина идеально подходит для большинства автомобилей и имеет дополнительный бонус, заключающийся в том, что он намного дешевле.
• Midgrade (рейтинг 89-90) — это специальное топливо доступно для некоторых внедорожников.
• Premium (91-94) — как правило, для высокопроизводительных двигателей и автомобилей класса люкс, обеспечивает оптимальную топливную экономичность и более высокую стоимость. Это не улучшит топливную экономичность или производительность вашего автомобиля, если производители специально не рекомендуют это.

Дизельные двигатели работают так же, как бензиновые двигатели, так как оба они используют внутреннее сгорание. Однако тип зажигания различается для бензиновых и дизельных двигателей. Другим важным отличием является топливо.

Дизельное топливо — это общий термин для нефтяного дистиллятного жидкого топлива, продаваемого для использования в автомобилях с двигателем с воспламенением от сжатия. Дизельное топливо гуще бензина, поэтому испаряется медленнее. Дизельное топливо имеет большую плотность энергии, а это означает, что его преимущества заключаются в том, что оно содержит больше энергии на каждый галлон, чем газовое топливо, что делает его в целом более экономичным.

Одним из основных преимуществ дизельного автомобиля является то, что хотя дизельное топливо обычно стоит дороже бензина, большинству дизельных двигателей требуется меньше его для выполнения того же объема работы, что и бензиновому двигателю. Дизельные двигатели также имеют меньше компонентов, чем газовые двигатели, а это означает, что в вашем автомобиле меньше потенциальных частей, которые могут выйти из строя.

К недостаткам дизельных автомобилей можно отнести меньшее удобство и шумность. Не каждая заправка предлагает дизельное топливо, поэтому водителям иногда приходится ходить на поиски топлива. Дизельные двигатели, особенно старые модели, часто издают более громкий звук, чем бензиновые двигатели, и могут издавать темные выхлопные газы.

Как работает дизель?

Как и газовый, он также работает на основе внутреннего сгорания. В отличие от ДВС, в дизеле используется компрессионная, а не искровая система. Это означает, что в дизеле нет свечей зажигания. Вместо этого используются свечи накаливания. Свечи накаливания нагревают камеру сгорания, превращая дизельное топливо в летучий туман. Последующий взрыв обеспечивает мощность высокого давления более эффективным способом, на 300 фунтов на квадратный дюйм больше, чем у бензинового двигателя.

Гибридные автомобили (или гибридные электромобили/ГЭМ) приводятся в действие двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем, который использует энергию, хранящуюся в батареях. Эти автомобили заправляются бензином для работы двигателя внутреннего сгорания, а аккумулятор заряжается за счет рекуперативного торможения, а не от сети.

Гибриды могут быть как мягкими, так и полными гибридами. Мягкие (или микрогибридные) системы не могут приводить транспортное средство в действие только за счет электричества, но обычно стоят меньше, чем полные гибриды. По данным Министерства энергетики США, у полных гибридов аккумуляторы большей емкости и более мощные электродвигатели, которые могут питать транспортное средство на коротких дистанциях и на низких скоростях. Эти автомобили стоят дороже, чем мягкие гибриды, но обеспечивают лучшую экономию топлива.

Другой тип гибрида — это подключаемые гибридные электромобили (PHEV), которые используют батареи для питания электродвигателя и другое топливо, такое как бензин или дизельное топливо, для питания двигателя внутреннего сгорания или другого источника движения. В основном это электромобили, у которых в качестве резервного двигателя используется бензиновый двигатель.

Преимущества гибрида включают хороший расход бензина и снижение выбросов углерода. Гибридные седаны меньшего размера имеют экономию топлива в диапазоне 50 и 60 миль на галлон, в то время как более крупные внедорожники и грузовики, а также более спортивные модели — в диапазоне 40 миль на галлон. Еще одним привлекательным качеством гибридных автомобилей является то, что они, как правило, новее и тише, но более доступны по цене, чем электромобили.

Недостатками гибридов являются их цена и универсальность. Гибридные модели редко разрабатываются как спортивные автомобили или большие грузовики для перевозки тяжелых материалов. Они также могут быть дороже, чем их бензиновые или дизельные аналоги.

Полностью электрические транспортные средства (ЭМ) используют аккумуляторную батарею для хранения электрической энергии, питающей двигатель. Аккумуляторы электромобилей заряжаются путем подключения автомобиля к источнику электроэнергии.

Основным преимуществом электромобиля является отсутствие выбросов углекислого газа. Электростанции по-прежнему необходимы для производства электроэнергии, которая может способствовать загрязнению воздуха, поскольку они используют двигатели внешнего сгорания. Однако Агентство по охране окружающей среды США классифицирует полностью электрические автомобили как автомобили с нулевым уровнем выбросов, поскольку они не производят прямых выбросов выхлопных газов или выхлопных газов.