Ремонт ДВС и КПП

Компания «АЛЬЯНС ТРАКС» профессионально занимается комплексной диагностикой и ремонтом любой сложности ДВС и КПП.

Ремонт двигателей внутреннего сгорания

К сожалению, двигатель любого автомобиля имеет ограниченный срок службы. Неизбежно наступает момент, когда появляется излишняя шумность мотора, стуки, падение мощности. Как правило, это сопровождается характерным сизым цветом дыма, увеличенным расходом моторного масла, нестабильной работой или плохим пуском.

Наиболее популярными причинами выхода из строя двигателя являются — плохое качество топлива, агрессивная манера вождения, превышение максимальной грузоподъемности, климатические условия, несоблюдение сроков регламентного обслуживания или его качества и конечно, естественный износ.

Для предотвращения крупных поломок и обеспечения безопасности автомобиля и водителя советуем немедленно обратиться в технический центр для проведения диагностических работ.

По результатам диагностики и дефектовки определяется размер ущерба двигателя, при необходимости — ремонта, в том числе капитального.

Ремонт ДВС может быть:

• «текущим» — устранение мелких неисправностей;
• «средним» — частичная разборка/сборка двигателя без снятия + замена или восстановление поврежденных деталей;
• «капитальным», включающим в себя снятие/установку двигателя, разборку, детальную диагностику, ремонт или восстановление всех поврежденных и изношенных элементов.

Любой ремонт двигателя значительно дешевле, чем замена ДВС, услуги эвакуатора и простой транспорта из-за снятия автомобиля с рейса.

Ремонт КПП

Вторым по значимости агрегатом в автомобиле является коробка переключения передач.

Стоит отметить, что управление транспортным средством с неисправностями в КПП в первую очередь небезопасно для водителя и участников дорожного движения.

Наиболее популярными показателями неисправной работы являются:

• помехи во время переключения передач,
• шумы во время движения,
• нагрев,
• следы масла или самопроизвольные выключения передачи в КПП.

При том, выход из строя одной из деталей может вызвать цепную реакцию и привести к серьезным поломкам.

В нашем сервисном центре:

• Применяется только самое современное диагностическое оборудование и специальный инструмент;
• Все работы по ремонту ДВС и КПП проводят опытные сотрудники, прошедшие обучение на различных заводах;
• Широкий ассортимент запасных частей позволяет проводить работы в самые кратчайшие сроки;
• На все виды работ распространяется гарантия.

Подробную информацию  вы можете получить по телефону +7 (495) 543-94-49. Или оставьте заявку записаться на сервис.

перспективы ДВС, продленная гарантия Hyundai и другие события индустрии — Авторевю

В концерне Volkswagen считают, что автопром еще очень далек от полного забвения двигателей внутреннего сгорания. По мнению инженеров компании, такие агрегаты могут получить вторую жизнь после начала массового использования синтетического топлива. Несмотря на ряд преимуществ электрических силовых установок перед дизельными и бензиновыми двигателями, батарейные автомобили по-прежнему серьезно проигрывают в массе и дальности хода, а значит, говорить о доминировании пока рано.

Второй страной после Германии, где началось производство хэтчбеков Volkswagen Golf восьмого поколения, стал Китай. Местное СП FAW-Volkswagen отчиталось о начале тестовой сборки машин, серийный выпуск будет развернут до конца весны, а на рынок машины выйдут летом. Китайский Golf сохранит внешность, интерьер и оснащение немецкого исходника, а отличаться будет, прежде всего, набором силовых агрегатов. Пока он не рассекречен, но в нем обязательно появится атмосферный мотор, от которого уже отказались в Европе.

Список обновок для суперкара Chevrolet Camaro SS 2021 модельного года, который представят через несколько месяцев, будет включать пересмотренный трековый пакет 1LE Track Performance Package. Прежде такие машины предлагались только с механической коробкой передач, однако теперь Camaro SS с атмосферным мотором LT1 V8 6.2 в трековом исполнении можно будет заказать с десятиступенчатым «автоматом». Хотя с учетом того, что концерн GM откладывает плановые обновления большинства популярных моделей из-за пандемии коронавируса, дебют новой модификации, по всей видимости, будет перенесен.

Будущий электрический Mercedes-Benz EQS

, который представят в этом году, в самой дорогой версии обзаведется силовой установкой с отдачей более 600 л.с. и 900 Нм. Как сообщает издание Autocar, такой седан подоспеет после дебюта более доступных модификаций, а это значит, что раньше 2022 года его можно не ждать. По предварительной информации, топ-версия сможет похвастать разгоном до 100 км/ч примерно за три секунды, то есть такой электромобиль может оказаться даже быстрее нового S-класса в AMG-модификации.

Nissan не собирается использовать вертикальные экраны медиасистемы по примеру Теслы. Несмотря на то, что другие производители все чаще заимствуют подобную компоновку передней панели, в компании считают, что на более привычных горизонтальных дисплеях информация читается гораздо быстрее. За рулем глаза водителя чаще всего двигаются в горизонтальной плоскости, так что при работе с мультимедийкой ему не придется сильно отвлекаться, ведь все необходимое находится практически на одном уровне с дорогой.

А еще в компании Nissan нашли преимущество в том, что флагманский суперкар Nissan GT-R выпускается уже 13 лет без серьезных изменений. Как заявил главный менеджер компании по продукту Хироши Тамура, минимальные изменения в GT-R позволяют удерживать его цену на относительно низком для подобных машин уровне. В России Nissan GT-R не продается, но, скажем, в США за базовое купе с мотором мощностью 574 л.с. просят 113540 долларов, тогда как Porsche 911 Turbo S уходящего поколения (580 л.с.) стоит минимум 192 тысячи.

К флешмобу с измененным логотипом, в котором уже участвуют Audi, Volkswagen и Mercedes, присоединилась компания Hyundai. Такой креатив призывает людей сохранять дистанцию, чтобы избежать заражения коронавирусом. Но куда важнее, что из-за пандемии компания продлила гарантию на 1,21 млн автомобилей в 175 странах по всему миру. В программе участвует и российское подразделение Hyundai: первоначальная гарантия на все автомобили Hyundai, действие которой истекает в период с 30 марта по 30 апреля 2020 года, продлена до конца мая 2020-го.

Также сегодня мы рассказали о будущем пикапе Hyundai Santa Cruz, обновленном внедорожнике Maxus D90 Pro, продлении выпуска модели Volkswagen e-Golf, тюнинговом универсале ABT RS6-R и состоянии российского автобизнеса в период пандемии.

Что такое ДВС-синдром? | Все о коронавирусе | Здоровье

Коронавирусная инфекция COVID-19 может вызывать осложнение в виде синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром). В связи с этим Комитет Госдумы по охране здоровья планирует направить в Минздрав предложение о корректировке клинических рекомендаций по лечению пациентов с коронавирусной инфекцией.

 

Что такое ДВС-синдром?

Синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания — это универсальное неспецифическое нарушение системы гемостаза (функциональная система организма, позволяющая поддерживать жидкое состояние крови, а также предупреждающая и тормозящая кровотечения; она обеспечивает устойчивость основных физиологических функций). Нарушение характеризуется внутрисосудистым свертыванием крови и образованием в ней множества микросгустков фибрина и скоплений клеток крови: тромбоцитов и эритроцитов. Эти клетки оседают в капиллярах органов, в результате чего в них возникают глубокие микроциркуляторные и дистрофические нарушения. 

Согласно Справочнику фельдшера, во время ДВС-синдрома активируются свертывающая и фибринолитическая системы (растворяет тромбы и сгустки крови), после чего наступает их истощение. В тяжелых случаях это приводит к полной несвертываемости крови.

В медицинских источниках этот патологический процесс также называют коагулопатией потребления, тромбогеморрагическим синдромом (ТГС), синдромом рассеянного внутрисосудистого свертывания (РВС), гиперкоагуляционным синдромом.

Из-за чего возникает ДВС-синдром?

Медикам известно огромное количество причин, способных вызвать у больного развитие ДВС-синдрома. По данным Справочника фельдшера, его развитие неизбежно или высоковероятно при акушерской патологии (предлежание плаценты, преждевременная отслойка плаценты, закупорка сосудов матки околоплодными водами, внутриутробная смерть плода), сепсисе, деструктивных процессах в печени, почках, при панкреатите. 

ДВС-синдром возникает во время шока любого происхождения (геморрагический, травматический, ожоговый, анафилактический и т. д.). При этом степень тяжести синдрома прямо пропорциональна выраженности и продолжительности шокового состояния. Этот синдром также развивается при остром внутрисосудистом гемолизе (разрушение клеток внутри кровеносных сосудов), в том числе при несовместимых переливаниях крови, которые не подходят больному по групповой принадлежности.

Согласно Медицинскому справочнику, ДВС-синдром также могут вызывать оперативные вмешательства, ставшие особо травматичными для больного. Например, операции при злокачественных новообразованиях, на паренхиматозных органах (почки, печень, легкие, селезенка, поджелудочная железа, щитовидная железа), с использованием аппарата искусственного кровообращения (АИК) а также внутрисосудистые вмешательства. 

Его вызывают опухоли, особенно гемобластозы, лейкозы, рак легкого, печени, поджелудочной, предстательной железы, почки. ДВС-синдром возникает при иммунных и иммунокомплексных болезнях (в том числе при системной красной волчанке, ревматизме, ревматоидном артрите с висцеральными поражениями и пр.).

ДВС-синдром учащают кровотечения, коллапс, переливания большого объема крови. Этот патологический процесс может возникать на фоне аллергических реакций, отравления змеиными ядами, лечения определенными препаратами.

Как протекает ДВС-синдром и какие у него симптомы?

ДВС-синдром может протекать как в острой форме — при всех видах шока и терминальных состояниях, так и иметь затяжное, волнообразное течение. Его клиническая картина включает симптомы основного заболевания, послужившего его причиной, признаки развившегося шока (при острых формах), глубокие нарушения системы гемостаза, возникновение тромбозов и кровотечений, анемию (снижение в крови красных телец), нарушения функций в органах, нарушения метаболизма.

ДВС-синдром имеет четыре стадии (или фазы) протекания. На первой агрегантные свойства тромбоцитов повышаются, что приводит к распространенному свертыванию крови и образованию множественных тромбов в сосудах различных органов. Из-за образования тромбов в большом количестве расходуются факторы свертывания и наступает переходная стадия, во время которой нарастает коагулопатия (нарушение свертываемости крови) и тромбоцитопения — количество тромбоцитов в периферической крови сильно снижается, в результате чего повышается кровоточивость и замедляется процесс остановки кровотечений из мелких сосудов. Также во время переходной фазы могут происходить сдвиги в свертываемости крови как в сторону гипер-, так и в сторону гипокоагуляции.

Первая фаза — гиперкоагуляции и микротромбозов — может быть кратковременной при остром ДВС-синдроме или протекать скрыто, из-за чего патология может сразу проявиться в виде кровотечений.

На третьей стадии возникает глубокая гипокоагуляция, способность крови к свертыванию может полностью утрачиваться. Последняя стадия — восстановительная. В случае неблагоприятного течения синдрома на последней стадии возникают различные осложнения, которые в большинстве случаев приводят к летальному исходу.

Как лечат ДВС-синдром?

Больные с синдромом диссеминированного внутрисосудистого свертывания проходят лечение в отделениях реанимации либо в палатах интенсивной терапии. Они нуждаются в интенсивном наблюдении и лечении, во время которого специалисты следят за эффективностью дыхания и кровообращения, проводят частые повторные лабораторные исследования. 

Терапия ДВС-синдрома комплексная. Во-первых, врачи проводят лечение, направленное на устранение причины синдрома. Например, при сепсисе назначается антибактериальная терапия, при акушерской и гинекологической патологии применяются радикальные меры (экстирпация матки, кесарево сечение и т. д.). 

Пациенту назначают противошоковую терапию, а также лечение, направленное на поддержание необходимого объема циркулирующей крови. Для этого показано переливание свежезамороженной плазмы с гепарином, которая содержит все факторы свертывания. Параллельно с медикаментозным лечением, направленным на восстановление системы гемостаза, врачи ведут борьбу с полиорганной недостаточностью. Пациенту может потребоваться поддержка функций легких, почек, желудочно-кишечного тракта, надпочечников и других органов.

Устройство ДВС автомобиля

Наверное, уже всем известно, что ДВС автомобиля называют сердцем автомобиля. В современном мире без автомобиля никуда, поэтому следует изучить принцип работы двигателя автомобиля и изучить устройство автомобиля.

Общее устройство ДВС предполагает наличие поршня, который является деталью кривошипно-шатунного механизма автомобиля. Поршень ДВС выливается в форме стакана и состоит из следующих частей: днище, головка поршня, направляющая часть поршня (юбка), канавки для компрессионных и маслосъемных колец. Поршневые кольца ДВС обеспечивают герметичность во время движения поршня в цилиндре, что необходимо для исключения попадания масла в камеру сгорания и газов в картер двигателя. Поршневые кольца представляют собой уплотнители. Бывают компрессионные поршневые кольца и маслосъемные поршневые кольца. Компрессионные поршневые кольца ДВС обеспечивают высокую степень сжатия при работе двигателя.

Когда из топливной системы подается топливная смесь, поршень двигается вверх-вниз. Когда поршень поднимается вверх, то горючая смесь сжимается, после чего начинает работать система зажигания — свеча зажигания подает искру и горючая смесь воспламеняется (карбюраторные и инжекторные ДВС). В дизельных ДВС происходит самовоспламенение от высокой степени сжатия.

После сгорания горючей смеси выделяется огромное количества газов, которые воздействуют на поршень, толкая его вниз, и передавая усилие через шатун коленчатому валу, тем самым раскручивая его.

Как работает ДВС

Принцип работы ДВС заключается в преобразовании кинетической энергии в механическую работу (преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала).

Как возвратно-поступательно движение поршня-шатуна преобразуется во вращательное движение коленчатого вала?

Поршень крепится к шатуну с помощью поршневого пальца, который располагается внутри юбки поршня и фиксируется стопорными кольцами. Для стопорных колец в юбке поршня имеются специальные канавки. Коленчатый вал ДВС вращается на подшипниках скользящего типа в картере ДВС.

Крутящий момент коленчатого вала ДВС через трансмиссию (сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал, полуоси) передается на ведущие колеса автомобиля.

Названо одно из самых опасных осложнений при COVID-19

Фото: АГН Москва

На этой неделе в Москве возобновился рост числа госпитализированных больных с подозрением на COVID-19 — если четыре дня назад в стационары попали 1300 таких пациентов, то в четверг уже 1900 человек. Всего в России более 45 тысяч пациентов с коронавирусом находятся в стационарах, из них 2,3 тысячи в тяжелом состоянии. Комитет Госдумы по охране здоровья направил в Минздрав свои предложения по лечению больных, у которых развился ДВС-синдром (синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови).

От чего умирают пациенты с COVID-19

ДВС-синдром — жизненно опасное нарушение комплекса реакций организма, направленных на предупреждение и остановку кровотечений. Лечение «тяжёлых» пациентов с коронавирусом, у которых он начал развиваться, необходимо скорректировать, считают парламентарии.

«Понимаем, что разработка подобных рекомендаций — это не обязанность депутатов, однако в нашем Комитете работают действительно сильные специалисты. И профессоры Валерий Анатольевич Елыкомов и Наталья Петровна Санина подготовили существенные изменения в рекомендации по лечению тяжёлых пневмоний, ассоциированных с ДВС-синдромом или имеющих его в своей основе», — сказал председатель Комитета Госдумы по охране здоровья Дмитрий Морозов.

Как пояснил «Парламентской газете» член Комитета Госдумы по охране здоровья Валерий Елыкомов, во всём мире самые тяжёлые формы COVID-19 лечатся плохо. При этом когда стали появляться результаты вскрытия умерших пациентов с коронавирусной инфекцией, оказалось, что многие погибли от полиорганной недостаточности.

«То есть страдают не только лёгкие, но и печень, и почки, и селезёнка, и ряд других органов, — резюмировал депутат. — Полиорганная недостаточность характерна для ДВС-синдрома. При нём образуются микротромбы в кровотоке, поражающие кровоснабжение жизненно важных органов, которые в результате перестают функционировать. Если это — почки, то развивается почечная недостаточность, если лёгкие — лёгочная недостаточность… Эти данные передавались и по каналам ВОЗ, и из Китая. Причём установлено: развитие ДВС-синдрома наступало на четвёртые сутки у 70 процентов невыживших пациентов».

В России имеется достаточный опыт успешного лечения ДВС-синдрома с преимущественным поражением лёгких, соответствующие наработки велись с 80-х годов, отметил депутат. «В нашей клинике мы применяли эти методы при лечении осложнений «свиного гриппа» в 2009 году и с хорошими результатами», — напомнил Елыкомов.

Спасти больного можно

Именно успешное лечение ДВС-синдрома стало краеугольным камнем в спасении жизней пациентов с крайне тяжёлыми формами SARS в 2009 году, подчеркнула первый заместитель председателя Комитета Госдумы по охране здоровья Наталья Санина.

«ДВС-синдром порождает ситуацию, когда пациент начинает погибать от поражения многих органов, — пояснила депутат. — Однако при правильном подходе к лечению спасти жизнь человека можно».

В то же время лечение ДВС-синдрома требует от врача высокого уровня профессионализма. «Доктор должен контролировать целый ряд маркёров для того, чтобы понять, в каком направлении развивается состояние больного с учётом предпринимаемых действий при использования тех или иных препаратов — того же гепарина, антитромбина III», — констатировала Санина.

как российский автопром может завоевать мир

Просто один пример, как это будет работать. В сегодняшнем технологическом укладе автомобили BMW, Mercedes, Audi считаются продуктами самой высокой технологии, вершиной современной конструкторской мысли. В каждом из них примерно 1500 трущихся деталей, требующих длинной и фондоёмкой цепочки оборудования для особо точной обработки различных металлов, много подшипников, масел и тд. Это самые сложные и ответственные элементы автомобиля: двигатели, коробки передач, мосты, карданы, тормозные и рулевые системы и т.д. Для производства автомобилей по традиционной технологии добываются миллионы тонн разных видов руды, уголь, производится метал очень сложных составов со строгими физико-химическими характеристиками, требуется оборудование для дорогостоящих процессов литья, прокатки, штамповки, сварки, окраски…Крутится гигантская производственно-технологическая цепочка с миллионами рабочих мест. Так изготавливается любой автомобиль. Именно поэтому господдержка направляется прежде всего производителям с глубокой локализацией. Но… наступает новый технологический уклад. Появляется один из первых образцов-автомобиль Tesla (Model 3). В этом автомобиле ещё только первого поколения нового технологического уклада — кузов композитный, двигатель электрический. Всего 140-150 трущихся деталей. Это означает, что дорогостоящее оборудование заготовительных производств автозаводов (металлургия, кузница, прессовое, арматурное,) и особо точного механообрабатывающего (двигатели, КПП, мосты, карданы) можно сдать в металлолом. Туда же скоро можно отправить сварку и окраску, поскольку композиты и пластики можно окрашивать при приготовлении массы для формования. Mercedes недавно обнародовал, что инвестиции в строительство его завода в России (пока без мощностей по производству двигателей, КПП и других сложных механических узлов и литейного производства) мощностью 25 000 авто в год составили около €300 миллионов. На мощность 100 000 автомобилей (даже бюджетного сегмента) с полным набором локализации производства традиционных узлов и агрегатов потребуются существенно более высокие инвестиции. Это цена пути углубления традиционной технологии для автопрома. Есть над чем задуматься. Но гораздо более существенные и дорогостоящие изменения автопром потребует от других отраслей. С точки зрения нового технологического уклада производства автомобиля, это означает, что автопрому больше в таких масштабах не нужна прежняя металлургия и традиционная металлообработка, радикально меняются требования к продукции таких отраслей, как химия и нефтегазохимия.

Изящное решение без потери мощности

Аббревиатура VTEC полностью расшифровывается следующим образом — Variable Valve Timing and Lift Electronic Control. В переводе на русский язык означает «электронная система управления временем открытия и высотой подъема клапанов» или, если говорить языком специалистов, электронная система регулировки фаз газораспределения. Этот механизм предназначен для того, чтобы оптимизировать прохождение воздушно-топливной смеси в камеры сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию, накопленную в топливе, в тепловую. Такое преобразование происходит во время сгорания горючей смеси. При этом возрастает температура и давление в цилиндре. Под давлением поршни двигателя опускаются вниз и, толкая коленчатый вал, приводят его в движение. Так химическая энергия преобразуется в механическое движение. Механическая сила определяется величиной крутящего момента. Способность двигателя поддерживать некоторую величину крутящего момента при некотором числе оборотов в минуту определяется как мощность. Мощность определяет, какую работу может производить двигатель. Весь процесс, осуществляемый двигателем внутреннего сгорания, не эффективен на 100%. На самом деле всего около 30% энергии, содержащейся в топливе, преобразуются в механическую энергию.

Теоретическая физика говорит о том, что при данном КПД для достижения высокой отдачи от мотора необходимо использовать больше топлива: в результате существенно возрастет мощность. Очевидно, что в этом случае нужно использовать двигатель с огромным рабочим объемом и поступиться принципами экономичности. Другой метод диктует необходимость предварительно сжимать топливную смесь посредством турбины и затем сжигать ее в цилиндрах небольшого размера. Однако и в этом случае расход топлива будет пугающим. В свое время концерн Honda пошел по иному пути, начав исследования с целью оптимизации работы двигателя внутреннего сгорания. В результате появилась технология VTEC, наделяющая мотор отменной экономичностью на низких оборотах и высокой мощностью при его «раскручивании».

Два алгоритма

Если сравнить скоростные характеристики различных двигателей, то нетрудно заметить, что у одних максимум крутящего момента достигается на низких оборотах (в диапазоне 1800-3000 об/мин), у других — на более высоких (в диапазоне 3000-4500 об/мин). Оказывается, есть зависимость между тем, каким образом на распределительном валу установлены кулачки, открывающие клапаны, и тем, какую мощность развивает мотор на различных оборотах коленчатого вала. Чтобы понять, чем это вызвано, представьте себе двигатель, работающий крайне медленно. Например, при 10-20 оборотах в минуту рабочий цикл в одном цилиндре занимает 1 секунду. При опускании поршня впускной клапан открывается, позволяя горючей смеси наполнить цилиндр, и закрывается, когда поршень достигает нижней мертвой точки. После завершения цикла сгорания поршень начнет движение вверх. При этом откроется выпускной клапан, позволив отработавшим газам покинуть рабочий объем цилиндра и закроется, когда поршень достигнет верхней мертвой точки. Такой алгоритм был бы идеален, если бы мотор работал на минимуме оборотов. Однако в реальной жизни двигатель куда энергичней.

С ростом ритма работы мотора описанный алгоритм просто не выдерживает критики. Если число оборотов коленвала достигает 4000 в минуту, клапаны открываются и закрываются 2000 раз ежеминутно, или 30-40 раз каждую секунду. На такой скорости поршню чрезвычайно сложно всосать в цилиндр необходимый объем горючей смеси. То есть в результате впускного сопротивления возникают насосные потери, и это главная причина, по которой уменьшается эффективность работы двигателя. Для облегчения участи мотора при работе на больших оборотах приходится, например, шире открывать впускной клапан. Разумеется, это упрощенное описание работы, но оно дает общее представление. Однако на малых оборотах такой алгоритм не годится: настройка распредвала «на скорость» лишь увеличит расход топлива. Следовательно, для лучшей эффективности нужно сочетать оба алгоритма работы, которые воплощены в механизме VTEC.

Появившись в 1989 году, система VTEC дважды модернизировалась, и сегодня мы имеем дело с ее третьей серией. Система VTEC использует возможности электроники и механики и позволяет двигателю эффективно распоряжаться возможностями сразу двух распредвалов, или, в упрощенных версиях, одного. Контролируя число оборотов и диапазоны работы силового агрегата, его компьютер может активизировать дополнительные кулачки с тем, чтобы подобрать наилучший режим работы.

DOHC VTEC

В 1989 году на внутренний японский рынок поступили две модификации Honda Integra — RSi и XSi, использовавшие первый двигатель с системой DOHC VTEC. Ее силовой агрегат модели B16A при объеме 1,6 литра достигал мощности в 160 л.с., но при этом отличался хорошей тягой на низах, топливной экономичностью и экологической чистотой. Поклонники марки Honda до сих пор помнят и ценят этот великолепный мотор, тем более что его многократно усовершенствованный вариант и по сей день используется на моделях Civic.

Двигатель с системой DOHC VTEC имеет два pаспpедвала (один для впускных, другой для выпускных клапанов) и 4 клапана на цилиндр. Для каждой пары клапанов предусмотрена особая конструкция — группа из трех кулачков. Следовательно, если мы имеем дело с 4-цилиндровым 16-клапанным мотором с двумя распредвалами, то таких групп будет 8. Каждая группа занимается отдельной парой клапанов. Два кулачка расположены на внешних сторонах группы и отвечают за действие клапанов на низких оборотах, а средний подключается на высоких оборотах. Внешние кулачки непосредственно контактируют с клапанами: опускают их при помощи коромысел (рокеров). Отдельный средний кулачок до поры до времени вращается и вхолостую нажимает на свое коромысло, которое активируется при достижении определенного высокого числа оборотов коленвала. В дальнейшем эта центральная часть отвечает за открытие и закрытие клапанов, хотя и действует как специальный промежуточный механизм.

Когда двигатель работает на малом ходу, пары впускных и выпускных клапанов открываются соответствующими кулачками. Их форма, как и у большинства аналогичных моторов, выполнена в виде эллипса. Однако эти кулачки способны обеспечивать лишь экономичный режим работы двигателя и только на малых оборотах. При достижении высокой скорости вращения распредвала задействуется специальный механизм. «Незанятый» до этого работой средний кулачок вращался и без какого-либо эффекта нажимал на среднее коромысло, никак не связанное с клапанами. Однако во всех трех коромыслах предусмотрены отверстия, в которые под высоким давлением масла загоняется металлический пруток. Таким образом, группа жестко фиксируется и в дальнейшем работает как одно целое. Тут в работу вступает отдыхавший до этого средний кулачок. Он имеет более продолговатую форму и поэтому при его нажатии все три коромысла, а значит и клапана, опускаются гораздо ниже и на больший промежуток времени остаются открытыми. В этом случае двигатель может «дышать» свободнее, развивать и поддерживать высокий крутящий момент и хорошую мощность.

SOHC VTEC

После успеха системы DOHC VTEC компания Honda с еще большим рвением подошла к развитию и использованию своей новации. Моторы с VTEC проявили себя как надежные и экономичные, стали реальной альтернативой увеличению рабочего объема или использованию турбин. Поэтому несколько позднее была представлена система SOHC VTEC. Подобно своему «коллеге» DOHC новинка также предназначалась для оптимизации работы двигателя в разных режимах. Но из-за простоты своей конструкции и более скромных показателей мощности двигатели с SOHC VTEC выпускались меньшими объемами. Одним из первых двигателей, использующих упрощенную систему, стал обновленный агрегат D15B, выдававший 130 л.с. при объеме в 1,5 л. Этот мотор с 1991 устанавливался года на Honda Civic.

В моторе SOHC предусмотрен один-единственный распредвал на весь блок цилиндров. Поэтому кулачки впускных и выпускных клапанов располагаются на одной оси. Однако здесь также предусмотрены группы-тройки, в каждой из которых есть один специальный центральный кулачок. Простота конструкции заключается в том, что в двух режимах — для низких и для высоких оборотов — могут работать только впускные клапана. Промежуточный механизм с дополнительным кулачком и коромыслом также как и в случае с DOHC VTEC перехватывает на себя открытие и закрытие впускных клапанов, в то время как выпускные всегда работают в постоянном режиме.

Может создаться впечатление, что SOHC VTEC в чем-то хуже, чем DOHC VTEC. Однако это не так: эта система имеет ряд преимуществ, среди которых простота конструкции, компактность двигателя за счет его незначительной ширины, меньший вес. Кроме того SOHC VTEC возможно вполне легко использовать на двигателях пpедыдущего поколения, тем самым модернизируя их. В итоге силовые агрегаты с SOHC VTEC достигают тех же результатов, пусть и не столь ярких и удивительных.

SOHC VTEC-E

Если назначение описанных выше систем VTEC состоит в сочетании максимальной мощности на предельных оборотах и довольно уверенной, но экономичной работе на «низах», то VTEC-E призвана помочь двигателю в достижении предельной экономии.

Но прежде чем рассмотреть очередное изобретение Honda необходимо разобраться с теорией. Известно, что топливо предварительно смешивается с воздухом и затем воспламеняется в цилиндрах (есть еще иной вариант — непосредственный впрыск, при котором воздух и топливо поступают в цилиндры отдельно). На мощность двигателя также влияет и то, насколько однородна такая смесь. Дело в том, что на малых оборотах невысокая скорость потока при всасывании препятствует смешению топлива и воздуха. В результате на холостом ходу двигатель может работать неуверенно. Чтобы предотвратить это, в цилиндры поступает обогащенная топливом смесь, что сказывается на экономичности. Система VTEC-E способна обеспечить уверенную работу двигателя на малых оборотах на обедненной топливом горючей смеси. При этом также достигается существенная экономия. В отличие от других механизмов, в системе VTEC-E нет никаких дополнительных кулачков. Так как эта технология нацелена на снижение потребления топлива на малых оборотах, то и затрагивает она действие впускных клапанов. VTEC-E применяется только в SOHC-двигателях (с одним распредвалом) с четырьмя клапанами на цилиндp из-за его «склонности» к низкому расходу топлива.

В отличие от других VTEC-моторов, где кулачки имеют приблизительно одинаковый профиль, в силовых агрегатах с VTEC-E используются две конфигурации. Таким образом, впускные клапана приводятся в движение кулачками различной формы. Профиль одного из них имеет традиционную форму, а другой практически круглый — слегка овальный. Поэтому один из клапанов опускается в нормальном режиме, а другой едва приоткрывается. Горючая смесь проходит через нормальный клапан легко, а через приоткрытый — весьма скудно. Из-за несимметричности потоков поступающей смеси в цилиндре возникают причудливые завихpения, в которых воздух и топливо смешиваются должным образом. В результате двигатель может pаботать на бедной смеси. С увеличением оборотов концентрация топлива растет, но режим, при котором реально работает лишь один клапан, становится помехой. Поэтому, приблизительно при достижении 2500 об/мин коромысла замыкаются и приводятся в движение нормальным кулачком. Замыкание происходит точно так же как и в других системах VTEC.

Систему VTEC-E часто незаслуженно считают изобретением, нацеленным исключительно на экономию. Тем не менее, по сравнению с простыми моторами, агрегаты с таким механизмом не только экономичнее, но и мощнее. За экономию отвечает первый режим, в котором работает один клапан, а за показатели мощности — «чистокровный» VTEC, подразумевающий широкое открытие впускных клапанов. Если сравнить два аналогичных мотора, один из которых оборудован механизмом VTEC-E, то простой агрегат окажется на 6-9% слабее и прожорливей.

Трехрежимный SOHC VTEC

Этот механизм представляет собой объединение системы SOHC VTEC и SOHC VTEC-E. В отличие от всех описанных выше систем эта имеет не два режима работы, а три. В зоне низких оборотов система обеспечивает экономичный режим работы двигателя на обедненной топливовоздушной смеси (как VTEC-E). В этом случае используется только один из впускных клапанов. На средних оборотах в работу включается второй клапан, но фазы газораспределения и высота подъема клапанов не изменяются. Двигатель в этом случае реализует высокий крутящий момент. На режиме высоких оборотов оба клапана управляются одним центральным кулачком, отвечающим за снятие с двигателя максимальной мощности. Эта система достаточно универсальна. Так, например, двигатель объемом 1,5 литра с таким газораспределительным механизмом проявляет неплохую удельную мощность: 86 л. с. на 1 л. рабочего объема. Одновременно с этим, если двигатель работает в первом, экономичном 12-клапанном режиме, расход при движении с постоянной скоростью 60 км/ч на автомобиле Honda Civic составляет около 3,5 л на 100 км.

i-VTEC

Буква «i» в названии означает intelligent, то есть «умный». Прежние версии VTEC способны регулировать степень открытия клапанов лишь в 2-3 режимах. Конструкция нового газораспределительного механизма i-VTEC предполагает использование помимо основной системы VTEC дополнительную систему VTC (Variable Timing Control), непрерывно регулирующую момент начала открытия впускных клапанов. Открытие впускных клапанов задается в зависимости от нагрузки двигателя и регулируется посредством изменения угла установки впускного распределительного вала относительно выпускного. В двигателях с i-VTEC распредвал крепится к приводному шкиву через специальную гайку-шестерню, которая способная «доворачивать» его на угол до 600.

Применение системы VTC на ряду с VTEC позволяет эффективнее наполнять цилиндры двигателя топливо-воздушной смесью, а также улучшить полноту ее сгорания. Использование механизма i-VTEC позволяет достичь приемистости эквивалентной двигателям с рабочим объемом 2 литра, при этом топливная экономичность даже лучше чем у 1,6 литрового двигателя.

Семейство газораспределительных механизмов VTEC не представляет собой ничего волшебного, но дает просто поразительный эффект. Моторы Honda прямо-таки умеют подстраиваться под нагрузку, предоставляя удивительную мощность при скромном рабочем объеме. И в то же время на холостом и малом ходах японские моторы поражают выдающейся экономичностью. Вполне возможно, что следующим этапом в развитии систем VTEC станет механизм с отдельными соленоидами на каждый клапан, что позволит с хирургической точностью регулировать открытие клапанов.

Автор: Евгений Дударев

Двигатель внутреннего сгорания | Определение двигателя внутреннего сгорания в Оксфордском словаре на Lexico.

com также означает

двигатель внутреннего сгорания

Перевести двигатель внутреннего сгорания на испанский язык

существительное

• Двигатель, который генерирует движущую силу за счет сжигания бензина, масла или другое топливо с воздухом внутри двигателя, при этом образующиеся горячие газы используются для приведения в действие поршня или выполнения другой работы по мере расширения.

  «Двигатель внутреннего сгорания заменил паровую энергию для сельскохозяйственных машин, а усовершенствованный транспорт привел к развитию мирового рынка некоторых сельскохозяйственных продуктов.’

  Другие примеры предложений

  • ‘ Предыдущий технический прогресс начался в конце 19 века и был обусловлен главным образом разработкой как электродвигателя, так и двигателя внутреннего сгорания. ‘
  • ‘ Счет за энергию также включает новую налоговую скидку для покупателей гибридных автомобилей, в которых электродвигатель сочетается с двигателем внутреннего сгорания. ‘
  • ‘ Гибридный автомобиль использует как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель.’
  • ‘ В параллельном гибриде двигатель внутреннего сгорания и трансмиссия соединены с электродвигателем / генератором с постоянной связью с ведущими колесами. ‘
  • ‘ Если распределительный вал является мозгом двигатель внутреннего сгорания, то коэффициент интеллекта современного двигателя, безусловно, намного выше, чем он был, когда на улицах и драгстрипах управляли солидные подъемники ».
  • « Говорят, что распределительный вал — это «мозг», который регулирует поток топлива и воздуха через двигатель внутреннего сгорания, открывая и закрывая клапаны.«
  • » В двигателе внутреннего сгорания давление, создаваемое расширяющимися газами, действует через поршни и шатуны, давя на коленчатый вал, создавая крутящий момент. «
  • » Топливный элемент может в конечном итоге заменить двигатель внутреннего сгорания, потому что это гораздо больше, чем просто лучший выбор для окружающей среды. ‘
  • ‘ Вдалеке облако песка и пыли плыло ввысь, и повторяющиеся обратные вспышки двигателя внутреннего сгорания эхом разносились над холмистыми дюнами.«
  • » Обычный двигатель внутреннего сгорания будет иметь КПД в диапазоне от 20 до 25 процентов. «
  • » В типичном бензиновом двигателе внутреннего сгорания топливо поступает в камеру сгорания при открытии впускного клапана. «
  • » Для получения дополнительной информации о двигателе внутреннего сгорания см. «Как работают автомобильные двигатели». «
  • » При использовании гибридных технологий, сочетающих электричество с двигателем внутреннего сгорания, такие легковые автомобили будут производить огромное количество нефти. экономия.«
  • » Двигатель внутреннего сгорания идет по пути крытого вагона, потому что автомобили, работающие на топливных элементах, соответствуют всем требованиям по стоимости и производительности. «
  • » Другая теория, выдвинутая в воскресенье, заключается в том, что эти инопланетяне имеют разработали способ путешествовать без двигателя внутреннего сгорания, факт, который, если он обнаружится, может угрожать самому сердцу американской экономики ».
  • « США, в свою очередь, стали ведущей мировой державой в мире. 20-го века, потому что это была первая страна, которая использовала свои огромные запасы нефти с помощью двигателя внутреннего сгорания.«
  • » Это не означает, что потребители смогут покупать автомобили на топливных элементах в ближайшее время, или что для двигателя внутреннего сгорания должны быть написаны некрологи. «
  • » В книге он предложил решительные меры по ограничению выбросов, включая отказ от двигателя внутреннего сгорания. ‘
  • «Кислород — самый важный газ для любого двигателя внутреннего сгорания».

Как происходит внутреннее сгорание двигатель работает?

Большинство серийно выпускаемых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в автомобилях работают на 4-тактной системе с тактом впуска, тактом сжатия, сгоранием, которое вызывает быстрое расширение газов, и рабочий такт с поршнем, движущимся с высокой скоростью вниз цилиндр.

Поршень соединен — ​​достаточно предсказуемо — с шатуном или шатуном, который приводит в движение коленчатый вал. Чтобы сгладить импульсы, за двигателем установлен маховик, который действует как накопитель энергии.

Есть поворотная конструкция, но только Mazda придерживалась ее, и она не стала популярной, в основном из-за проблем с надежностью уплотнения наконечников.

В течение многих лет было трудно снимать фактический процесс горения, но современные материалы означают, что теперь это возможно. Вот классное видео процесса, на самом деле происходящего с разными видами топлива.Определенно не пытайтесь делать это дома.

В основном автомобили используют бензин (он же бензин) или дизельное топливо. Оба эти варианта сделаны из очищенной сырой нефти, но на самом деле существует множество альтернатив, которые мы обсудим в сопутствующей статье на следующей неделе.

Для бензина искра используется для воспламенения топливно-воздушной смеси, в то время как в дизельном топливе она самовоспламеняется при огромных температурах и давлении двигателя с более высокой степенью сжатия. Это означает, что дизельные двигатели должны быть более прочными, что обычно приводит к более тяжелому двигателю.Причина, по которой некоторые транспортные средства, такие как грузовики, автобусы и промышленные автомобили, такие как экскаваторы, используют дизельное топливо, связана с кривой крутящего момента. Крутящий момент — вращающая сила на коленчатом валу измеряется силой x расстояние, часто указывается в Нм, т.е. сколько ньютонов силы на один метр.

В бензиновых двигателях он достигает пика при более высоких оборотах в минуту, что отлично подходит для гоночного автомобиля, но не подходит для самосвала.

Какие проблемы у двигателей внутреннего сгорания?

Топливо в основном производится из сырой нефти, тяжелой углеводородной смеси, запертой в земле, где она не может причинить никакого вреда.После сгорания в двигателе выбросы образуются в выхлопных газах. Таким образом, водород является топливной частью, прикрепленной к углероду, чтобы поддерживать его в жидком состоянии, а другими составляющими являются азот и кислород в воздухе.

Это создает несколько нежелательных проблем. Идеальное сгорание невозможно, поэтому двигатели неэффективны с термодинамической точки зрения — большая часть энергии топлива используется для нагрева, а не для приведения в движение автомобиля.

Выбросы выхлопных газов включают диоксид углерода, монооксид углерода, оксиды азота (Nox) и твердые частицы сажи (PM).Сэм Акехерст, профессор современных систем трансмиссии Института перспективных автомобильных силовых установок (IAAPS) Университета Бата на западе Англии, говорит: «Если взять среднее значение между дизельным и бензиновым двигателями, то у типичного нового двигателя будет пик. тепловой КПД тормозной системы двигателя около 42%. Мы ожидаем, что этот показатель вырастет примерно до 48% к 2025 году и до 53% к 2035 году, а с тяжелыми транспортными средствами — до 60%. Сначала это будет высокоэффективное, очень разбавленное, низкотемпературное сгорание и рекуперация тепла, а затем, возможно, с помощью новых циклов сгорания. NOx и PM будут в основном решены к 2025 году, независимо от топлива: при надлежащем управлении сгоранием и последующей очисткой уровни выхлопных газов могут быть ниже уровней окружающей среды, характерных для большинства зон с нулевым уровнем выбросов. (Полная статья здесь ).

Значит улучшения идут. Акехерст продолжает: «Термин« поршневой двигатель »включает в себя множество новых архитектур, но все они находятся в десятилетнем или более крупном производстве. Изучая дорожную карту автомобильных технологий, разработанную правительством Великобритании, мы получили убедительные аргументы в пользу многих подходов, включая концепции с разделенным циклом и линейные поршневые генераторы.Когда ДВС развивается до уровня, когда он становится младшим партнером в системе электрифицированной трансмиссии, он может быть любым из них, может быть роторным, или даже что-то, что еще не предлагалось. Между электрификацией и ДВС гибридных автомобилей существует большая синергия. Когда уровень гибридизации достаточно высок, тогда двигатель может быть намного более эффективно оптимизирован для более ограниченного рабочего диапазона ».

На следующей неделе мы более подробно рассмотрим альтернативы топливу, а также возможности электромобилей.

Двигатель внутреннего сгорания еще не мертв

Вопрос в том, насколько лучше могут быть газовые двигатели. Обычные поршневые двигатели прошли долгий путь, и теперь широко распространены технические усовершенствования, такие как прямой впрыск топлива, регулируемые фазы газораспределения и системы отключения цилиндров. Наряду с инновациями в легких материалах кузова и трансмиссиях с двойным сцеплением, неуклонно растет пробег, поэтому, естественно, теперь труднее получить дальнейший прирост — обычно в процентах, выражаемых однозначными числами.

Почему электромобили не приживаются быстрее?

Это зависит от того, что подразумевается под словом «электрический». Сегодня в Соединенных Штатах только около дюжины новых моделей работают исключительно на двигателях, работающих от батарей; В пять раз больше моделей в выставочных залах используют комбинацию бензинового или дизельного двигателя и электродвигателя. Эти гибриды, некоторые из которых имеют большие батареи, которые можно перезарядить, подключив их к электросети, могут быть очень эффективными. Но из-за дополнительного оборудования их начальная стоимость выше.Электрифицированные автомобили всех типов продаются бодро по сравнению с предыдущими годами, но они по-прежнему составляют крошечную часть от общего рынка в этой стране. В июле на долю гибридов и электричества пришлось 44 000 продаж на общем рынке в 1,4 миллиона автомобилей.

Даже планы в Европе по запрету продажи новых автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем потребуют десятилетий, чтобы полностью реализовать их. Правила вступят в силу только через 20 лет. Кроме того, средний возраст 270 миллионов легковых автомобилей на дорогах в Соединенных Штатах сегодня приближается к 12 годам, поэтому даже если продажи новых бензиновых автомобилей прекратятся немедленно, автопарку потребуется более десяти лет. переключиться.

Но такие автомобили, как Toyota Prius, все же могут быть более экономичными, не так ли?

Гибриды, такие как Prius, могут продолжать экономить деньги при каждой заправке, но это еще не все. В своем тесте минивэна Chrysler Pacifica Hybrid 2017 года, модели с подключаемым модулем, которая, по утверждению правительства, может проехать 33 мили только от аккумулятора, Car and Driver подсчитала, что окупаемость гибридной премии в размере 2100 долларов составит более восьми лет (на основе данных о вождении. 12 000 миль в год и до налоговых льгот). Так что да, есть экономия, если вы проезжаете много миль или долго держитесь за транспорт.Расчет меняется, если газ становится дороже. Тем не менее, гибрид более безопасен для планеты с точки зрения выбросов выхлопных газов и парниковых газов.

Чего еще нам следует ожидать от двигателей в будущем?

К 2050 году, согласно исследовательскому проекту доктора Хейвуда, сегодняшняя экономия топлива может быть увеличена вдвое. «От четверти до трети этих улучшений будет связано с улучшением автомобиля, — сказал он, — в таких областях, как аэродинамика и снижение веса. Другие многообещающие области включают переменную степень сжатия — технологию, которую Nissan планирует внедрить в следующем году, — и более эффективное использование доступного топлива.

Вот вопрос: учить ли горению или электрохимии? Доктор Хейвуд все еще борется с этим, хотя и признает, что ответ — «оба из вышеперечисленных». Эта тема стала темой подготовленной им презентации, а концепцию электрификации можно найти на большинстве страниц.

Двигатель внутреннего сгорания отказывается умирать — Проблема 7: Отходы

Двигатель внутреннего сгорания — это пережиток прошлого. Это пережиток пара. Его детали были усовершенствованы, его материалы улучшены, а его мощность увеличена, но основной механизм — поршень, перемещающийся вверх и вниз в отверстии цилиндра — был изобретен до фонографа или лампочки.

Являясь продуктом эпохи дешевой энергии в изобилии, двигатель внутреннего сгорания также является явно расточительным. В четырехтактном бензиновом двигателе — двигателе, который, скорее всего, установлен в вашей машине, моторной лодке, может быть, даже в вашем генераторе — поршень сначала приводится в движение вниз, всасывая воздух в цилиндр. Затем поршень совершает движение вверх, сжимая воздух; затем искра воспламеняет топливно-воздушную смесь, которая взрывается, толкая поршень вниз. Последний ход вверх выталкивает отработанную смесь.В этом цикле, состоящем из четырех тактов поршня, современный бензиновый двигатель обычно преобразует от 14 до 30 процентов энергии, запасенной в топливе, в полезную работу. Остальное теряется в виде тепла и трения.

Установка этого двигателя на транспортное средство приводит к образованию отходов. Такие аксессуары, как водяные насосы и компрессоры кондиционеров, потребляют энергию, не способствуя движению вперед. Сопротивление качению шин приводит к потере топлива, как и трение в подшипниках и шестернях трансмиссии. Аэродинамическое сопротивление заставляет двигатель усердно работать, чтобы поддерживать постоянную скорость на шоссе.В общем, автомобиль, на котором вы едете, потребляет около 20 процентов энергии топлива при движении по дороге. Ясно, что эту машину с выбросом парниковых газов из нефти уже давно пора сломать. Неудивительно, что каждый новый электромобиль, прорыв в химии аккумуляторов или обещание серийного производства автомобилей на топливных элементах звучит как объявление о смерти двигателя внутреннего сгорания.

Электромобили, похоже, вот-вот забьют последние гвозди в гроб. Благодаря небольшому количеству движущихся частей, создающих трение, электродвигатели значительно более эффективны — до 96 процентов потребляемой энергии превращается в полезную работу.Они выделяют очень мало отработанного тепла и, при использовании альтернативной энергии, могут производить электроэнергию без выбросов. К тому же автомобиль с электродвигателем имеет явные конструктивные преимущества. Его почти пологая кривая крутящего момента (фунт-фут в зависимости от скорости вращения двигателя) означает, что ему не нужна сложная трансмиссия, что снижает стоимость и в то же время повышает эффективность. Двигатели внутреннего сгорания обычно должны вращаться со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (об / мин) для достижения максимального крутящего момента, но электрические двигатели развивают максимальный крутящий момент в момент вращения вала.Вот что делает электромобили и гибриды такими приятными, даже если они не останавливаются.

По всем этим причинам аргументы против поршневого двигателя очевидны. Кажется, его дни сочтены. Но реальность такова, что внутреннее сгорание никуда не денется. Не говорите Илону Маску, но тепловой двигатель, если использовать удобное прозвище, вероятно, будет править дорогами, по крайней мере, до 2050 года. Масло.Он выдерживает — и доминирует — потому что так легко приспосабливается. Миниатюрные версии приводных триммеров и бензопил. Огромные высокоэффективные модели приводят в движение бульдозеры и грузовые суда. В автомобиле этот двигатель может быть сконфигурирован как газовый сиппер с умеренными манерами или как гоночное устройство с высокими оборотами.

Он прекрасно подходит для транспортировки, поскольку использует топливо, которое в высшей степени портативно и энергоемко. «Жидкие углеводороды — это жидкое золото», — говорит Джон Б. Хейвуд, инженер-механик, почетный профессор Сун Джэ в M.ЭТО. Бензиновый двигатель заправляется за несколько минут, после чего он может проехать от 400 до 500 миль. И топливо тоже можно приспосабливать: в прошлом веке, когда дороги улучшились и автомобили стали ездить быстрее, бензин был переработан, чтобы помочь двигателям извлекать его энергию.

Короче говоря, долгая и насыщенная жизнь бензинового двигателя является результатом того, что палеоантрополог Рик Поттс называет отбором по изменчивости: идея о том, что в быстро меняющейся среде выживают только универсальные. Поттс, специалист по происхождению человека из Смитсоновского института, считает, что первые гоминиды преобладали благодаря своей гибкости.Климат, с которым наши предки столкнулись в раннем плейстоцене, сильно колебался, с частыми изменениями температуры, водоснабжения, источников пищи, растительности и конкуренции. По словам Поттса, они пережили это смутное время, потому что были универсальными специалистами. Обладая длинными руками и длинными ногами, они могли лазить по деревьям в лесу или преодолевать километры по саванне. Обладая большим мозгом, они могли понять, как адаптироваться к меняющимся обстоятельствам, и изобрести социальные системы и технологии, которые помогут им справиться с этим. Они не были быстрее, сильнее или эффективнее других существ — они были более приспособлены.

Поршневой двигатель выглядит как еще один пример выживания благодаря приспособляемости. Он дешев в строительстве, соответствует требованиям различных видов топлива и физических схем, а также идет в ногу с достижениями в области металлургии и борьбы с загрязнением. Постоянные усовершенствования означают, что сегодняшний двигатель внутреннего сгорания выбрасывает на 99 процентов меньше загрязнения, чем его предшественники в 1960-х годах.Автопроизводители напоминают нам, что в регионах с плохим качеством воздуха современные двигатели фактически выталкивают более чистый воздух через выхлопную трубу, чем поглощают. Сегодня, столкнувшись с задачей сокращения выбросов углекислого газа и ограничения использования энергии, инженеры, отраслевые эксперты и инвесторы, которые лучше всего разбираются в двигателях, далеки от того, чтобы отказаться от внутреннего сгорания. Фактически, они увеличивают свои вложения. У этой старой технологии еще много миль.

Немногие машины сегодня развились так же сильно, как двигатель внутреннего сгорания.Самые ранние версии были примитивными, медленными и ненадежными. Улучшения пришли с достижениями в металлургии и более глубоким пониманием процесса горения. Стартеры превратились из ручных кривошипов в кнопочные электрические устройства; электрические свечи зажигания гарантируют более стабильную и плавную работу. Изобретение жидкостного охлаждения позволило конструкторам перейти от примитивных одноцилиндровых двигателей к шести- и восьмицилиндровым двигателям, которые доминировали в автомобильной промышленности в середине 20-го века.Совсем недавно такие управляемые компьютером инновации, как точное управление распределением топлива в двигателе и улучшенная синхронизация открытия и закрытия клапана, позволили объединить высокую выходную мощность с плавной, равномерной работой на низких скоростях.

Новые требования к двигателям внутреннего сгорания сосредоточены на выбросах, и профессор Джон М. ДеЧикко из Института энергетики Мичиганского университета считает, что бензиновый двигатель им также удовлетворит. «Существует множество возможностей для повышения эффективности, которые всегда будут подрывать альтернативы, насколько хватит глаз, — говорит ДеЧикко.«Горизонт эффективности простирается очень далеко в будущее». Чтобы справиться с этой новой задачей, производители доводят до совершенства все, от конструкции камеры сгорания до параметров трансмиссии и способа подачи топлива и воздуха в сердце двигателя.

Уже распространены на рынке турбокомпрессоры, система отключения цилиндров, прямой впрыск топлива и бесступенчатые коробки передач. По словам Майка Андерсона, главного инженера по бензиновым четырехцилиндровым двигателям в General Motors, уменьшение соотношения площади поверхности к объему в цилиндре за счет использования меньшего диаметра и более длинных ходов коленчатого вала уже увеличило количество миль на галлон.Так же улучшилась конструкция камеры сгорания с помощью компьютерного моделирования.

Андерсон также объясняет, что способ работы двигателя имеет решающее значение, поскольку каждый двигатель внутреннего сгорания имеет свою максимальную эффективность. «Мы хотим сделать этот островок эффективности как можно большим», — говорит он. Простое снижение трения также может принести большую выгоду: снижение его всего на 8 процентов сокращает расход топлива на 1 процент. Последняя версия 2-литрового двигателя GM с турбонаддувом снизила трение на 16 процентов по сравнению с его предшественником.

Грядут изменения и в доставке топлива. Томас Апостолос, президент Ricardo, Inc., американского подразделения глобальной инженерной консалтинговой компании с почти 100-летним опытом разработки двигателей, ожидает включения прямого впрыска топлива с распылителем и обедненной стратифицированной заправки, в которой соотношение количество топлива в воздух уменьшается, но топливо концентрируется именно там, где оно наиболее необходимо.

Бензиновый двигатель также может быть на грани объединения со своим целующимся кузеном, дизельным двигателем. В научных кругах этот брак был постоянной темой для обсуждения. Дизели выигрывают от отсутствия дросселирования: они контролируют скорость двигателя, изменяя подачу топлива, а не ограничивают поступление воздуха с помощью механического дросселя, который создает сопротивление и трение. Поскольку дизели инициируют сгорание с помощью внутреннего тепла, а не искры, они обычно имеют очень высокую степень сжатия — большое «сжатие» воздуха внутри цилиндра. Эти высокие давления позволяют извлекать больше работы из химической энергии, хранящейся в топливе.Пока инженеры экспериментируют с понижением степени сжатия в дизельных двигателях для снижения выбросов и повышением их в бензиновых двигателях, эти две технологии уже приближаются друг к другу, говорит Билл Вёбкенберг, старший инженер, отвечающий за топливо, технические и нормативные вопросы Mercedes-Benz. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ.

Один многообещающий пример: двигатель с воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI). В этом гибриде, ставшем возможным благодаря усовершенствованиям компьютерного моделирования и управления двигателем, внутреннее тепло двигателя воспламеняет равномерно распределенную смесь воздуха и топлива внутри цилиндра. Результатом является чистый двигатель, который, по словам исследователей General Motors, может быть на 80 процентов эффективнее дизельного двигателя при примерно 50 процентах стоимости.

Двигатели HCCI испытывали проблемы с поддержанием бесперебойной работы, поэтому в настоящее время планируется создать один двигатель с двумя режимами работы. Обычное горение будет использоваться для резкого ускорения, а режим HCCI будет использоваться для легких нагрузок, таких как круиз по шоссе. По словам Woebkenberg, Mercedes уже добился успеха с этой моделью в европейских приложениях.

Назревают еще более радикальные идеи. Новые способы организации механической компоновки двигателей внутреннего сгорания могут обещать значительное повышение эффективности. EcoMotors International в Мичигане, например, разрабатывает двигатель с оппозитными поршнями и оппозитными цилиндрами, который может производить одну лошадиную силу на фунт веса двигателя. Другие компании разрабатывают двигатели с двойным сжатием и двойным расширением, которые распределяют работу по дополнительным цилиндрам, разделяя циклы сжатия и мощности.

Бензиновый двигатель — быстро движущаяся цель.Фактически, ирония заключается в том, что он развивается быстрее, чем некоторые из технологий, которые угрожают ему на смену. По словам ДеЧикко, выбросы углерода от автомобилей в США будут сокращаться на 2,1 процента в год, в то время как выбросы от электростанций сокращаются с прогнозируемой скоростью менее 1 процента в год. Именно на этих заводах, две трети которых используют ископаемое топливо, используются электромобили. Фактически, Союз обеспокоенных ученых заявил в своем отчете, что транспортные средства с батарейным питанием не обладают явным преимуществом в парниковых условиях перед лучшими бензиновыми или гибридными моделями в США.С. утверждает, что в значительной степени полагается на электроэнергию, вырабатываемую углем.

Даже средний бензиновый двигатель может скоро приблизиться к своему электрическому сопернику по количеству выбросов углекислого газа в граммах на милю. «Ничего не позаимствовав из« Звездного пути », мы разработали программу Ford Focus с выбросом углекислого газа 97 граммов на километр», — говорит Апостолос о Рикардо. «К 2040 году мы получим это количество до 30 граммов, что сделает двигатели внутреннего сгорания конкурентоспособными с электромобилями». И, конечно же, есть стоимость: батареи должны стать в 10 раз дешевле и в 100 раз повысить их удельную энергию, чтобы соответствовать бензиновым.Подключаемый гибрид Chevrolet Volt, например, оснащен аккумулятором на 16 киловатт-часов, что составляет около 8000 долларов стоимости автомобиля. В нем хранится энергетический эквивалент одного галлона бензина. «До масштабируемого бизнес-кейса еще далеко, — говорит ДеЧикко.

Это не означает, что программы развития электричества и водорода бесполезны — они явно таковы. Но в борьбе с бензиновым двигателем им придется иметь дело не только с выдающимся исполнителем: им придется победить настоящего инженерного хамелеона.

Норман Майерсон (Norman Mayersohn) — редактор раздела «Автомобили» в The New York Times. Его транспортный парк включает гибрид Prius (седьмой Prius в семье), Camaro SS350 1967 года, хорошо подержанный универсал Volvo и два мотоцикла. Бывший дрэг-рейсер и органический фермер, он всегда увлекался изучением того, как все работает.

Двигатель внутреннего сгорания, объяснение

Современный двигатель внутреннего сгорания — это чудо техники, чудо механики, для использования которого не требуется больших знаний о его работе.Если вы не автомобильный фанат, вы, вероятно, не так много думаете о двигателе своей машины.

Конечно, пока что-то под капотом не пойдет не так. Когда дела идут плохо, проблемы и причины могут сбивать с толку многих водителей, для которых такие термины, как «поршень» и «картер» являются непонятной терминологией, а «боксер» напоминает Мухаммеда Али, а не Фердинанда Порше.

Итак, чтобы немного прояснить, что происходит под капотом, мы в Gear Patrol собрали воедино краткое руководство о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, и краткое изложение различных типов двигателей внутреннего сгорания, доступных массовому потребителю. автомобили.

Термины, которые необходимо знать

Карбюратор: Устройство, которое смешивает воздух и топливо в надлежащем соотношении для сгорания. Система механическая, а не электронная, как современные двигатели с впрыском топлива или с прямым впрыском; как таковой, он менее эффективен.
Картер: Часть блока двигателя, в которой находится коленчатый вал. Обычно изготавливается из одного или двух кусков алюминия или чугуна.
Коленчатый вал: Компонент двигателя, соединенный с поршнями, который обеспечивает вращательное движение при сгорании.
Цилиндр: Часть блока двигателя, в которой находятся поршень и шатун, а также место, где происходит сгорание.
Прямой впрыск: Метод, с помощью которого бензин нагнетается под давлением и впрыскивается в камеру сгорания цилиндра. В отличие от впрыска топлива, когда газ впрыскивается во впускной канал цилиндра.
Гармонический балансир: Также известный как демпфер, круглое устройство из резины и металла, прикрепленное к передней части коленчатого вала для поглощения вибрации и уменьшения износа коленчатого вала. Он уменьшает гармоники двигателя, возникающие при движении нескольких цилиндров по коленчатому валу.
Поршень: Компонент, расположенный внутри стенок цилиндра и закрепленный поршневыми кольцами. Он перемещается вверх и вниз во время четырехтактного процесса сгорания, создавая силу при взрыве топлива, а воздух перемещает его.
Rev Matching: Технология в автомобилях с механической коробкой передач, в которой используются датчики педали сцепления, переключения передач и трансмиссии, отправляющие сигналы электронному блоку управления, которые сообщают ему, чтобы он автоматически увеличивал обороты двигателя, если обороты в минуту падают слишком низко.Согласование оборотов также происходит во время переключения на пониженную передачу, повышая обороты, чтобы соответствовать более низкой передаче. Это снижает износ двигателя и упрощает процесс переключения передач.
Вибрация кручения: Вибрация, возникающая из-за вращающихся валов внутри автомобиля.

Двигатель внутреннего сгорания

Как только вы преодолеете защитную пластиковую крышку двигателя, которая есть на большинстве новых автомобилей, становится ясно сердце автомобиля: двигатель, окруженный радиатором, резервуарами для жидкости, воздушной камерой и аккумулятором. Независимо от того, насколько сложными могут быть двигатели — отчасти благодаря таким функциям, как прямой впрыск, согласование оборотов и т. Д.- в большинстве автомобилей используется так называемый четырехтактный цикл сгорания для преобразования топлива в кинетическую энергию. Короче говоря, ваш двигатель 1. втягивает воздух и топливо, 2. сжимает его, 3. зажигает его, толкая поршни вниз и создавая механическую силу, которая перемещает автомобиль, а 4. выталкивает. воздух, чтобы освободить место для следующего цикла цикла.

Хотя реальный процесс значительно сложнее, четыре этапа в основном можно суммировать следующим образом:

Такт всасывания: Воздух и топливо втягиваются в цилиндр по мере того, как поршень движется вниз.
Ход сжатия: Воздух, подаваемый в двигатель, и топливо сжимаются, когда цилиндр перемещается в положение хода вверх.
Ход сгорания: Искра от свечи зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, создавая давление. Расширяющаяся смесь толкает поршень вниз.
Ход выхлопа: Образовавшаяся газовая смесь, образовавшаяся в результате воспламенения и расширения, выбрасывается из цилиндра как отходы.

Мощность двигателя сильно различается в зависимости от количества цилиндров, конфигурации двигателя и таких технологий, как турбонаддув и наддув.Лошадиная сила — это не только добавление цилиндров или рабочий объем; Фактически, многие из сегодняшних высокопроизводительных четырехцилиндровых двигателей могут легко соответствовать или превосходить мощность своих шестицилиндровых собратьев. В наши дни это еще и технологическая игра; Соедините бензиновый двигатель меньшего размера с электродвигателем, и вы получите рецепт дополнительного ускорения. (Показательный пример: BMW i8, который сочетает в себе 1,5-литровый рядный трехцилиндровый двигатель с турбонаддувом и электродвигатель общей мощностью 357 лошадиных сил и 420 фунт-фут крутящего момента.)

Типы двигателей

Современные двигатели внутреннего сгорания прошли долгий путь с 1876 года, когда уроженец Германии Николай Отто построил первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Сегодня автомобильные инженеры регулярно творят чудеса, извлекая из конструкции максимальную мощность и эффективность. И хотя гибридные и электрические силовые агрегаты находятся на подъеме, на данный момент двигатели внутреннего сгорания — рядные / прямые, V-образные и оппозитные / плоские, работающие на бензине или дизельном топливе, ‚владеют дорогой.

Рядные / прямые двигатели

Примеры рядных / прямых двигателей
Рядные / прямые-тройки: BMW i8
Рядные / прямые-четыре: Honda Civic Si
Рядные / прямые-шестерки: BMW X3 / X4 M

В «рядном» или «прямом» двигателе цилиндры расположены по прямой линии. Подавляющее большинство автомобилей с четырьмя цилиндрами на дорогах — это двигатели с «рядным четырехцилиндровым двигателем», поэтому в промышленности они обычно именуются «четырехцилиндровыми». Рядные четырехцилиндровые двигатели, как правило, используются в автомобилях эконом-класса, поскольку они менее дороги в сборке и проще в обслуживании — цилиндры выстраиваются вдоль единого коленчатого вала, который приводит в движение поршни.

Рядный / рядный шестицилиндровый двигатель по своей сути сбалансирован из-за того, что отсутствуют вторичные гармоники, генерируемые парами поршней, движущихся под нечетными углами или на разных осях друг от друга, что приводит к гораздо меньшей вибрации, чем у рядных четырехцилиндровых двигателей. -цилиндровые двигатели.В настоящее время только BMW и Mercedes-Benz производят рядные / рядные шестицилиндровые двигатели для своих легковых автомобилей, и они имеют звездную репутацию благодаря плавности хода и сбалансированности.

V-образные двигатели

Примеры V-образных двигателей
V-4: Porsche 919 Hybrid Le Mans
V-6: Toyota 4Runner
V-8: Dodge Challenger
V- 10: Lamborghini Huracán
V-12: Ferrari 821 Superfast

«V-6» и «V-8» настолько встроены в американский словарь, что некоторые люди могут не знать, что двигатели бывают в каком-либо другом формате. V-образные двигатели обычно имеют два ряда цилиндров, установленных под углом 90 градусов друг к другу — отсюда V-образная форма — причем каждый ряд имеет половину общего числа цилиндров. В результате V-образные двигатели короче и занимают меньше места, чем прямые, что позволяет автопроизводителям уменьшить размер моторного отсека и увеличить зоны деформации и пространство для пассажиров. Кроме того, их легче установить ниже в автомобиле, что улучшит управляемость.

Если вы считаете себя фанатом автоспорта, вы цените V-образные двигатели из-за их частого использования в гоночных автомобилях.Жесткая конструкция и прочные материалы, используемые в двигателях V-типа, позволяют им выдерживать высокие нагрузки. Это также обеспечивает низкие силы крутильной вибрации, обеспечивая плавность подачи при переключении передач и высоких оборотах.

Boxer / Flat Engine

Примеры двигателей Boxer / Flat
Flat-Four: Subaru WRX
Flat-Six: Porsche 911 Carrera

Термин «оппозитный» двигатель происходит от расположения поршней, которые лежать горизонтально друг к другу, как два боксера-соперника, которые касаются перчаток в начале боя. Поршни в оппозитном / плоском двигателе образуют два ряда — по одному с каждой стороны одного коленчатого вала.

Двигатель оппозитного типа делает больше, чем устрашающий звук; он обеспечивает более низкий центр тяжести, чем рядные / прямые двигатели и V-образные двигатели, что улучшает управляемость. (Есть причина, по которой Porsche использует оппозитный двигатель в своих спортивных автомобилях 911, 718 Boxster и 718 Cayman.) Однако оппозитные двигатели имеют тенденцию быть более громоздкими и иметь более неудобную форму, что затрудняет их размещение в переднем моторном отсеке. . (Subaru — единственный производитель автомобилей, использующий в настоящее время оппозитный двигатель — однако, это удается довольно успешно.)

Дизельные двигатели

Примеры дизельных двигателей
Турбодизель V-6: Ram 1500 EcoDiesel
Турбодизель V-8: Ford F-250 Super Duty

Избавьтесь от старого представления о выбросе дыма хриплых 18-колесных автомобилей; современные дизельные двигатели, работающие на экологически чистом топливе, используемые в легковых автомобилях, намного менее грубы. Сгорание, которое происходит в дизельном двигателе, не требует искры; скорее, высокоэнергетическое дизельное топливо воспламеняется из-за сильного сжатия поршней: воздух сжимается, нагревая его до очень высоких температур; топливо впрыскивается, и смесь воспламеняется.

Хотя дизельные двигатели имеют разное количество цилиндров, они отличаются от своих газовых аналогов тем, что они используют сжатие, а не искру для воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси. Но не только то, как происходит сгорание, отличает эти силовые установки от других: в силу того, что для сгорания требуется более высокое давление, дизельный двигатель должен быть построен как резервуар, чтобы противостоять неправильному обращению. В результате они, как правило, служат дольше, чем стандартные двигатели внутреннего сгорания.Дизельные двигатели также более эффективны; они извлекают из своего топлива больше энергии, чем бензин.

И, наконец, у дизельных двигателей есть одно преимущество, которое нравится многим энтузиастам: больший крутящий момент на более низких оборотах двигателя, что заставляет их чувствовать себя более быстрыми вне очереди.

Подробнее Обзоры Gear Patrol

Горячие отзывы и подробные обзоры заслуживающих внимания, актуальных и интересных продуктов. Прочитать историю

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

Двигатель внешнего сгорания: типы и применение — общий класс (видео)

Двигатели внешнего и внутреннего сгорания

Разница между двигателями внешнего и внутреннего сгорания довольно проста и очевидна благодаря разнице в их названиях. В двигателе внешнего сгорания топливо не сжигается внутри двигателя. В двигателе внутреннего сгорания камера сгорания находится прямо посередине двигателя.

Внешние двигатели имеют рабочую жидкость, нагреваемую топливом. Двигатели внутреннего сгорания для выполнения работы полагаются на взрывную силу топлива внутри двигателя. В двигателях внутреннего сгорания взрыв с силой выталкивает поршни или выталкивает горячий газ под высоким давлением из двигателя на больших скоростях. Как движущиеся поршни, так и выбрасываемый с высокой скоростью газ могут выполнять свою работу. В двигателях внешнего сгорания при сгорании нагревается жидкость, которая, в свою очередь, выполняет всю работу.

Типы двигателей внешнего сгорания

Паровая машина — это один из типов двигателей внешнего сгорания. В паровом двигателе топливо, такое как уголь, сжигается в камере сгорания. Это тепло превращает воду в бойлере в пар. По трубам пар поступает в турбину, к валу которой прикреплен ряд лопаток. При прохождении через турбину высокотемпературный пар расширяется, давит на лопасти и заставляет их вращать вал. Вращающийся вал может приводить в действие электрогенератор, приводить в движение гребной винт или выполнять другую полезную работу.

Другая конфигурация включает нагнетание пара высокого давления в камеру с поршнем. Пар давит на поршень, соединенный с коленчатым валом. Коленчатый вал может преобразовывать возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение, которое может вращать колеса или винты.

Второй тип двигателя внешнего сгорания — это двигатель Стирлинга . Двигатель Стирлинга отличается от парового двигателя тем, что его рабочая жидкость всегда находится в газовой фазе, в отличие от парового двигателя, который превращает жидкую воду в газообразный пар.Кроме того, двигатель Стирлинга непрерывно рециркулирует свою рабочую жидкость, тогда как паровые двигатели сбрасывают конденсированный пар, как только он проходит через двигатель.

В двигателях Стирлинга горячий газ, нагретый от внешнего источника, подается через поршни, вращающие коленчатый вал. В сложной конфигурации газ циркулирует между горячим и холодным концом поршневой камеры, расширяясь при нагревании и сжимаясь при охлаждении. Расширенный газ толкает поршень вперед, в то время как сжимающийся газ толкает поршень назад. Тепло, генерируемое при сгорании, используется для производства работы и непрерывного цикла рабочего тела в горячих и холодных циклах.

Использование двигателей внешнего сгорания

Паровые двигатели были первыми изобретенными удачными двигателями, и именно они стали движущей силой промышленной революции. Именно они питали знаменитый паровоз, струйка пара которого вырывалась из трубы. В настоящее время они используются для выработки большого количества электроэнергии в мире. Любая угольная или атомная электростанция приводится в действие паровыми двигателями.Любой, кто когда-либо ездил на электростанции, видел гигантские белые клубы пара, поднимающиеся из нескольких труб.

Двигатель Стирлинга имеет более ограниченное применение и не так широко распространен, как паровой двигатель. Двигатели Стирлинга используются для выработки электроэнергии в некоторых частях мира. Они также используются на подводных лодках и для отопления жилых домов. Недавно они были объединены с солнечными фермами для выработки электроэнергии.

Резюме урока

Таким образом, двигатель внешнего сгорания классифицируется как таковой, потому что он работает на сгорании топлива, но сгорание происходит в камере, внешней по отношению к двигателю.Таким образом, он отличается от двигателя внутреннего сгорания , поскольку в двигателе внутреннего сгорания сгорание происходит внутри двигателя.

Двигатели внешнего сгорания могут быть паровыми двигателями или двигателями Стирлинга. Паровые двигатели превращают жидкую воду в газообразный пар и работают на паровозах и электростанциях, и они очень широко используются. Двигатели Стирлинга отличаются от паровых двигателей тем, что в них рабочая жидкость всегда находится в газовой фазе, ограничены в их использовании.В некоторых частях света они вырабатывают электроэнергию, обогревают дома и подводные лодки.

Разница между автомобильными двигателями

Автомобильные инженеры при проектировании автомобилей заботятся о соотношении массы к мощности. Несмотря на то, что в отрасли большое внимание уделяется облегчению, исследователи также ищут более эффективную конструкцию двигателя. Двигатель внутреннего сгорания (IC) в настоящее время является предпочтительным двигателем для транспортных средств, но растущая озабоченность по поводу изменения климата с годами привлекла к электромобилям повышенное внимание.

Понимание разницы между этими двигателями и того, как они влияют на ресурсы, не говоря уже о соотношении веса и мощности, позволяет выявить ключевые свойства, которые могут указывать на то, когда или если двигатель внутреннего сгорания может выйти из строя.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания

Исследователи обнаружили, что путем регулировки фаз газораспределения поршневого двигателя производительность может быть значительно улучшена. Некоторые компании, например Ferrari, разработали динамические клапаны. Один пример может похвастаться трехмерным кулачком со скользящим распределительным валом, который изменяет синхронизацию двигателя по мере изменения требований к двигателю. (Кредит: Drivingtestsuccess.com)

КПД поршневого двигателя в целом составляет от 28 до 45%. Он может иметь сотни движущихся частей, которые могут быть источником большего количества технического обслуживания, шума и потерь энергии, чем в роторных или электрических двигателях, которые имеют меньше деталей и меньшую сложность. Несмотря на эти проблемы, соотношение веса и мощности пока удерживает поршневые двигатели IC на высоте.

Самым распространенным двигателем на дорогах сегодня является четырехтактный поршневой двигатель IC. Каждый ход выполняет задачу в цикле сгорания, который вращает коленчатый вал или ведущий вал.С каждым ходом поршень перемещается из верхней мертвой точки (самое верхнее положение, которое поршень может достичь в цилиндре) в нижнюю мертвую точку (самое нижнее положение).

Первый ход, такт впуска или впуска, втягивает воздух и топливо в цилиндр. В дизелях этот ход только втягивает воздух; топливо впрыскивается непосредственно перед рабочим тактом. Когда поршень возвращается наверх, он сжимает смесь; свеча зажигания воспламеняет его. Дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия, что приводит к более высоким температурам, что вызывает сгорание, когда топливо впрыскивается без свечи зажигания.Дизельные двигатели имеют нагревательные элементы, называемые свечами накаливания, в которых расположены свечи зажигания, которые помогают прогревать камеру сгорания при холодном пуске.

Топливо-воздушная смесь воспламеняется во время следующего такта, рабочего такта, и расширяющиеся газы от поршня с малой силой взрыва до нижней мертвой точки. Наконец, четвертый ход, такт выпуска, возвращает поршень в верхнюю мертвую точку и выталкивает газы из цилиндра.

Линейные моменты поршней преобразуются во вращательное движение через шатуны, которые поворачивают коленчатый вал.В свою очередь, коленчатый вал приводит в движение трансмиссию. Коленчатый вал также соединяется с распределительным валом (-ами) — обычно с помощью ремня, хотя иногда используется роликовая цепь. Распределительный вал вращает кулачки, чтобы открывать и закрывать клапаны, контролируя время впуска и выпуска газов в цилиндрах.

Роторный двигатель Ванкеля является модульным — при условии, что коленчатый вал достаточно длинный, чтобы вместить роторы. В 1991 году Mazda использовала четырехроторный двигатель, чтобы стать единственной японской автомобильной компанией, выигравшей 24-часовой Ле-Ман.Это будет единственный роторный двигатель, который когда-либо выигрывал этот титул, поскольку руководящий орган гонки объявил роторные моторы вне закона в 1992 году.

Чтобы получить максимальную мощность от каждого хода, дизайнеры в основном уделяют внимание конструкции поршней, кулачков и клапанов. . Повышение производительности и эффективности часто зависит от увеличения скорости или об / мин и давления на эти компоненты. Это может быть непросто: для чего-то столь же простого, как увеличение давления во время тактов сжатия (например, степени сжатия), может потребоваться совершенно новая головка блока цилиндров, поршни и шатун, изготовленные из материалов, которые выдерживают более высокие нагрузки. Более высокие нагрузки также могут потребовать топлива с более высоким октановым числом для правильного зажигания. Игнорирование любой из этих проблем может привести к чрезмерному износу двигателя и неэффективной работе.

Роторный двигатель внутреннего сгорания

Роторный двигатель, в частности роторный двигатель Ванкеля, не имеет поршней, а имеет трехлопастный треугольный ротор. Ключевые отличия от поршневого двигателя — это уменьшение количества деталей, снижение вибрации и способность двигателя работать на высоких скоростях (об / мин). Двигатель поставляется в относительно небольшом корпусе с высокой удельной мощностью.По сравнению с поршневыми двигателями простая концепция и сложная геометрия роторного двигателя вызвали страстные споры о том, почему он не пользуется большей популярностью.

Чтобы представить себе внутреннюю часть роторного двигателя, сначала необходимо знать, что такое эпитрохиод (также называемый эпициклоидой). Эпитрохиоды — это геометрические фигуры, образованные путем отслеживания точки по радиусу формы, которая выкатывается или находится внутри другой формы. Если вы когда-либо использовали спирограф, вы играли с эпитрохиодами. Корпус роторного двигателя представляет собой простой эпитрохиод из двух окружностей.Ротор эксцентрично вращается внутри корпуса, тем самым изменяя объем трех пространств (камер), образованных между ними.

Отношение веса к мощности важно, и хотя электромобили и гибриды более эффективны, чем двигатели внутреннего сгорания, это соотношение необходимо улучшить, чтобы они могли конкурировать на рынке транспортных средств. Электромобили не представлены, так как количество включенных может сильно различаться. Однако в целом эконом-модели весили больше, чем гибриды. Цифры используются только для того, чтобы дать общее представление о соотношении массы автомобиля к мощности с течением времени.

Роторные двигатели имеют ту же четырехтактную последовательность поршневых двигателей: впуск, сжатие, мощность и выпуск. Вращение ротора увеличивает объем первой камеры всасывания воздуха и топлива — такта впуска. По мере того как ротор продолжает вращаться, объем в камере сжимается, сжимая содержимое камеры, вызывая такт сжатия. Проблема на следующем этапе заключается в том, что геометрия между корпусом и ротором разделяет камеру на два пространства. Эта удлиненная и разделенная камера зажигания может препятствовать полному сгоранию, поскольку часть воздушно-топливной смеси отсекается от свечи зажигания.

Чтобы помочь, есть либо две свечи зажигания, либо одна свеча зажигания с исключением или выемкой в ​​роторе, чтобы позволить смеси проникнуть в оба пространства камеры. Обычно используются две свечи зажигания, и Mazda даже использовала три свечи зажигания в своих гоночных автомобилях. Расширяющиеся газы вращают ротор дальше в такт расширения или рабочего такта. В конце концов, расширение приводит в движение ротор туда, где в корпусе есть выхлопное отверстие. Объем между корпусом и ротором снова сжимается, выталкивая выхлопные газы из камеры — такт выхлопа.

Роторные двигатели не должны переходить от линейного к вращательному движению, что исключает резкие изменения направления поршней, поэтому роторные двигатели генерируют гораздо более низкие вибрации. Поворотная конструкция также позволяет рабочему ходу работать при более продолжительном вращении вала, тем самым уменьшая спорадический крутящий момент на коленчатом валу (от зажигания до выпуска происходит угол поворота около 270 градусов по сравнению с 180 градусами в поршневых двигателях). В конечном счете, один ротор роторного двигателя можно сравнить с тремя поршнями в поршневом двигателе.Роторные двигатели часто имеют два ротора для плавной работы и сопоставимы с двигателями V6.

Еще в 1960-х годах некоторые руководители и обозреватели автомобилей полагали, что роторные конструкции станут предпочтительным вариантом для легковых и грузовых автомобилей. Но Mazda, первая компания, которая начала массовое производство роторных двигателей, прекратила производство после 2012 года. Mazda заявила, что, если компания не сможет оправдать ежегодное производство 100 000 единиц, двигатель Ванкеля больше не будет производиться. Однако исследования по улучшению двигателя все еще продолжаются.

Что случилось с роторным двигателем, имея столько преимуществ? Роторный двигатель может работать всего с тремя движущимися частями, что делает его простым и легким в обслуживании. Базовые поршневые двигатели имеют не менее 40 движущихся частей. Это привело к появлению некоторых теорий заговора о том, как автомобиль с таким малым количеством деталей может потерять миллионы компаний, производящих запчасти. Но лучший аргумент в пользу поршневых двигателей — это сложные уплотнения, низкий крутящий момент и тепловой КПД.

Базовый двигатель постоянного тока изменяет поток электричества, чтобы катушка не совпадала по фазе с магнитным полем, чтобы она вращалась непрерывно.(Кредит: Expainthatstuff.com)

Хотя Mazda решила некоторые проблемы, все же было некоторое межкамерное загрязнение и непреднамеренный расход масла, что привело к проблемам с выбросами и эффективностью. По мере ужесточения норм выбросов пострадали роторные транспортные средства. Кроме того, коленчатый вал вращается три раза за один оборот ротора. Это соотношение 3: 1 не обеспечивает конкурентоспособный крутящий момент на низких оборотах (по сравнению с поршневым двигателем). Вот почему роторные двигатели отлично подходят для приложений среднего и высокого уровня, таких как самолеты, морские и гоночные автомобили, но не для повседневных поездок.

Тепловой КПД роторных конструкций снижен из-за большей площади поверхности (по сравнению с поршневыми двигателями) в камере сгорания. Это позволяет теплу проникать в корпус и ротор. Следует также отметить, что около трети охлаждения роторного двигателя осуществляется с помощью масла, поэтому охлаждение масла является обязательным. Выбросы — еще одна проблема роторных двигателей. Например, последний серийный двигатель RX-8 не может соответствовать текущим стандартам миссии, поэтому нынешний дизайн не может быть создан сегодня без улучшения выбросов.

Преимущества роторных двигателей — уменьшение количества деталей и вибраций — могли быть причиной того, что некоторые компании начали исследовать двигатели с оппозитным поршнем / оппозитным цилиндром (OPOC). Это поршневые двигатели с поршнями в одной плоскости, но в противоположных цилиндрах. Когда четыре поршня работают в двух противоположных цилиндрах и находятся в прямом противостоянии, вибрации снижаются за счет уравновешивания возвратно-поступательных сил со смежным поршнем. Это также увеличивает такт сгорания до одного поворота коленчатого вала, а не до каждого другого поворота, как это наблюдается в традиционных поршневых двигателях.

В 2010 году Ecomotors заявила, что может получить от двухтактного двигателя OPOC в четыре раза больше мощности по сравнению с четырехтактным двигателем той же массы. Одним из способов добиться этого было уменьшение количества деталей. Двигатель OPOC мощностью 300 л.с. состоит из 62 подвижных частей. Обычный двигатель с аналогичной мощностью имеет около 385 движущихся частей. Кроме того, противодействующие силы означают, что на основные подшипники коленчатого вала нет (или нет номинальных) сил. А с меньшими усилиями конструкторы смогли сделать корпус из легкого магния.

Электродвигатели

Трудно найти точный рейтинг эффективности электромобилей (EV). Хотя двигатель может иметь КПД от 85 до 95%, после того, как питание проходит через инвертор, аккумулятор и зарядное устройство, КПД электромобиля приближается к 70%. Однако электрические двигатели и аккумуляторы могут быть относительно чувствительны к холмистой местности и перепадам температуры, которые могут снизить эффективность даже отца. Таким образом, с более высокой эффективностью, чем двигатель внутреннего сгорания, практически без движущихся частей в двигателе, нулевым выбросом и возможностью использовать рекуперативное торможение для повышения эффективности на 9-16% (как опубликовано в исследовании), почему продажи электромобилей ниже, чем у некоторых автомобилей аналитики думали, что они будут?

В целом, ограниченный запас хода, время зарядки аккумулятора и более высокие цены делают электромобили вне досягаемости для обычного человека.С технологической точки зрения главный недостаток электромобилей — это аккумулятор. Литий-ионные батареи — самые мощные из серийно выпускаемых аккумуляторов. Но они тяжелые, дорогие и имеют способность перегреваться до теплового разгона (воспламенения). Большинство новых аккумуляторных технологий ориентированы на более низкое напряжение, характерное для батареек AA. Эти нововведения не масштабируются для транспортных средств.

В электромобилях используются два типа электродвигателей: бесщеточные двигатели постоянного тока и трехфазные асинхронные двигатели переменного тока.

Двигатели

постоянного тока работают от катушки или контура, подвешенного между полюсами магнита. Постоянный электрический ток создает временное магнитное поле, заставляя его поворачиваться и выравниваться с полярностью. Затем электрический переключатель (коммутатор) меняет направление тока, изменяя полярность. Это позволяет катушке вращаться бесконечно.

Просто объясните

Некоторые из преимуществ двигателей постоянного тока включают немедленный высокий крутящий момент, и они относительно рентабельны. С другой стороны, они не должны работать без нагрузки, так как это может повредить двигатель.Вот почему использование двигателя постоянного тока для вращения ремня может быть плохой конструкцией. Если ремень тормозит, нагрузка отсутствует, и двигатель может выйти из строя. Двигатели постоянного тока также не идеальны для поддержания скорости при различных условиях нагрузки — например, электромобиль с этим двигателем может не работать на холмистой местности. И хотя регулировка напряжения может управлять скоростью двигателя постоянного тока, двигатель имеет максимальную скорость вращения, превышающую которую он не может выходить, поэтому скорость вращения ограничена.

В двигателях

переменного тока используется кольцо из ламинированного металла для создания магнитного поля при приложении переменного тока.Электромагниты окружают ротор. Переменный ток заставляет напряженность магнитного поля электромагнитов повышаться и понижаться, создавая смещающееся магнитное поле, которое создает крутящий момент.

Есть две пары электромагнитных катушек, которые по очереди возбуждаются переменным током. Пары установлены в противофазе друг с другом, так что повышение и понижение переменного тока будет изменять магнитное поле между ними. Это изменение вызывает электрический ток в роторе, который создает собственное магнитное поле. Ротор будет пытаться противодействовать магнитному полю катушек, но, поскольку поле изменяется с переменным током, ротор будет вращаться.Двигатели

переменного тока обладают более высоким крутящим моментом и скоростью по сравнению с двигателями постоянного тока. Они также лучше адаптируются к переменной скорости и нагрузкам, поэтому лучше подходят для холмов. Он также легче принимает энергию от рекуперативного торможения, чем двигатель постоянного тока. Но обмотка катушки может быть тяжелой, и при использовании батарей необходим инвертор. Как правило, общая стоимость двигателя переменного тока выше, чем у сопоставимого двигателя постоянного тока.

Двигатели переменного и постоянного тока применяются в автомобилях и внедорожниках. Но для того, чтобы электродвигатели и электромобили стали жизнеспособными, потребуются серьезные достижения в области аккумуляторных технологий.Текущий накопитель энергии, необходимый для питания электромобилей, добавляет слишком большой вес, что делает соотношение веса и мощности слишком высоким. Также существуют проблемы медленной подзарядки и экологически чистой утилизации.

Комплексный анализ, опубликованный Союзом обеспокоенных ученых, показывает, что электромобиль с пробегом в 84 мили создает примерно на 15% больше выбросов при производстве, чем обычный автомобиль. Эту разницу можно компенсировать за год вождения, и автомобиль будет выделять вдвое меньше загрязняющих веществ в течение всего срока службы, включая производство.По мере того, как в ближайшие годы заключаются сделки, такие как Парижское соглашение, в сторону углеродно-нейтрального общества, мы можем увидеть больше электромобилей на дорогах.

Однако, как и многие технологии, для достижения оптимальной эффективности необходимо несколько. Из-за текущего состояния батарей меньшие двигатели IC сочетаются с технологиями электропривода, которые делают даже стандарты выбросов 2025 года (54,5 миль на галлон) более легкими для достижения, чем некоторые могли первоначально подумать. Если гибридные инновации в конструкции двигателя внутреннего сгорания не улучшают характеристики и рост поршневого двигателя, они, по крайней мере, увеличивают наклон его убывающей отдачи и продлевают срок существования двигателей внутреннего сгорания — по крайней мере, на данный момент.

.