Двигатели виды: 8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

Содержание

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

После прочтения нашего обзора вы будете понимать, как работают восемь типов двигателей в мире. 

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия  

Двигатель – это агрегат, который может преобразовать одну энергию в механическую. В эту категорию входит множество видов двигателей, начиная от паровых (двигатели внешнего сгорания) и электрических и заканчивая двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные моторы и т. д.). Мы покажем вам восемь самых известных в мире двигателей, а также просто и интуитивно понятно расскажем вам, как они работают, описав принципы их работы. 

 

1. Оппозитный двигатель

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия 

В горизонтально противоположном двигателе (оппозитном) поршни двигаются по обеим сторонам коленчатого вала влево и вправо в горизонтальном направлении. В этом случае высота двигателя уменьшена. За счет использования оппозитного двигателя уменьшается центр тяжести транспортного средства – автомобиль движется более плавно. Крутящий момент, создаваемый поршнями с обеих сторон, компенсирует друг друга, значительно уменьшая вибрацию транспортного средства во время движения.

 

Также подобная конструкция позволяет сделать двигатели высокооборотистыми. Но, несмотря на высокие обороты, оппозитные моторы имеют меньше шума, чем обычные ДВС. 

Двигатели с горизонтальным ходом поршней использует компания Porsche почти во всех моделях. Но, например, в Porsche Cayenne и Panamera оппозитные двигатели не применяются. 

 

2. Рядный двигатель

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

 

В рядном двигателе все его цилиндры расположены рядом друг с другом в одной плоскости. Конструкция цилиндров и коленвала довольно-таки проста. Головка блока цилиндров имеет небольшую стоимость при изготовлении. Также рядные двигатели отличаются высокой стабильностью, характеристиками крутящего момента на низких оборотах, низким расходом топлива и компактным размером. Рядные двигатели обычно обозначаются латинской буквой «L-n», где n – количество цилиндров рядного двигателя. Современные автомобили в основном имеют двигатели с обозначением L3, L4, L5, L6.

 

3. Двигатель V-типа (V-образный силовой агрегат)

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

 

V-образный двигатель разделяет все цилиндры на две группы друг напротив друга под определенным углом. В итоге мотор образует плоскость под углом. Если посмотреть на этот тип двигателя со стороны, то он будет иметь V-образную форму. V-образные двигатели имеют небольшую высоту и длину. Этот тип моторов удобнее размещать в автомобиле по сравнению с обычными рядными моторами, которые по своим размерам гораздо больше. 

 

В настоящее время во многих автомобилях среднего и люкс-класса используются V-образные двигатели. Чаще всего это 6-цилиндровые силовые агрегаты. Например, такие двигатели стоят на Volkswagen Passat, Audi A6 и Mercedes E-класса AMG. 

 

4. Квазитурбинный двигатель

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

 

Квазидвигатель представляет собой модифицированный двигатель, основанный на роторном силовом агрегате. Если в обычном роторном двигателе задействованы три лопасти, то квазидвигатель использует цепной ротор, состоящий из четырех частей. Это беспоршневой роторный мотор с ромбовидным ротором. Преимущество двигателя: это новый тип двигателя небольшого размера, с высокой мощностью, высоким крутящим моментом, который может работать на множестве источников энергии. 

 

 

В настоящий момент квазидвигатель не используется ни на одном автомобиле, поэтому невозможно проверить, подходит ли он для замены обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания или в качестве лучшей альтернативы обычным роторным моторам. Квазидвигатель все еще находится в стадии создания прототипа. 

 

5. Роторный двигатель

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия 

Внутреннее пространство корпуса роторного двигателя всегда разделено на три рабочие камеры. Во время движения ротора объем трех рабочих камер постоянно изменяется. Двигатель также имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск последовательно завершаются в циклоидальном цилиндре.

 

Роторный двигатель сильно отличается от обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания. Себестоимость производства роторных моторов существенно больше, также как и их последующее обслуживание и ремонт. Кроме того поршневой двигатель по сравнению с роторным эффективней с точки зрения мощности, веса, выбросов и энергопотребления.

 

В сочетании с этим, а также в связи со странности технологий роторного двигателя, крупные автомобильные компании пришли к выводу, что использование роторных силовых агрегатов в автопромышленности бессмысленно. Так как роторные моторы не показали своих преимуществ перед обычными, у автомобильных компаний не появилось энтузиазма по их дальнейшей разработке. Только компания Mazda до сих пор тратит огромные деньги на разработку новых поколений роторных моторов. 

 

6. Двигатель Green Steam

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия 

Green Steam – эффективный, экономичный и простой двигатель, разработанный изобретателем Робертом Грином из Лагуна Вудс, Калифорния, США. Этот мотор преобразует избыточное тепло в водяной пар, который и приводит в движение силовой агрегат. Легкий и компактный двигатель Green Steam преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное. Его основной характеристикой является гибкий вал, который передает возвратно-поступательное движение от поршней к кривошипу «Z», таким образом, совершая вращательное движение, не используя запястья, шатуны или коленчатые валы.

 

Этот мотор может использоваться для воздушных насосов, генераторов, водяных насосов, воздуходувок горячего воздуха, аппаратов дистилляции воды, тепловых насосов, кондиционеров, модельных самолетов и т. д. 

 

 

 

Одним из наиболее уникальных преимуществ двигателя является его способность генерировать энергию из тепла двигателей. По существу, отработанное тепло выхлопных газов от двигателя транспортного средства может быть преобразовано в энергию, используемую для некоторых систем охлаждения и насосов транспортного средства. Этот двигатель повысит уровень эффективности любого транспортного средства или системы машины, на которой он установлен.

 

7. Двигатель Стирлинга

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия 

Двигатель Стирлинга относится к типам силовых агрегатов внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменении давления. Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянном сжатии рабочего цилиндра, в результате чего происходит нагревание его внутренней части, а затем охлаждение. Из-за перепада давления из цилиндра извлекается энергия, образуемая при изменении давления. Обычно в качестве рабочего тела используется водород или гелий. Но чаще в таких моторах используется воздух. 

 

Двигатели Стирлинга отлично подходят для преобразования тепла в электроэнергию. Например, многие специалисты считают, что эти моторы подходят для солнечных электрических установок. 

То есть это идеальные силовые агрегаты для преобразования солнечной энергии в электричество. 

 

8. Радиальный двигатель (звездообразный)

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

 

Звездообразный двигатель представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором цилиндры расположены вокруг коленчатого вала. Один поршень соединен с коленвалом через главный шатун. Остальные поршни прикреплены через шатуны к кольцам главного ведущего шатуна. 

 

Двигатель преимущественно создан для использования в самолетах. До появления реактивных двигателей в большинстве поршневых авиационных двигателей использовались подобные звездообразные конструкции силовых агрегатов. Эти моторы, как правило, устанавливались на самолеты небольшой дальности. Остальные самолетные моторы имели V-образную форму. 

 

Некоторые современные легкие самолеты до сих пор оснащаются радиальными моторами.

Ряд компаний продолжает строить радиальные системы сегодня. Например, вот современный авиационный радиальный 9-цилиндровый двигатель Веденеев мощностью 360–450 л. с., который в настоящий момент используется на самолетах Яковлева и Сухого.

Виды автомобильных двигателей: описание, характеристики

Мало кто знает, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён ещё 5 веков назад, легендарным инженером и конструктором Леонардо да Винчи. Но, после первого чертежа потребовалось ещё 300 лет, чтобы были созданы первые прототипы, которые могли полноценно работать.

Детали двигателя

Виды двигателей

Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.

Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.

Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:

  • Паровая машина
  • Бензиновый двигатель
  • Карбюраторная система впрыска
  • Инжектор
  • Дизельные двигатели
  • Газовый двигатель
  • Электрические моторы
  • Роторно-поршневые ДВС

Паровая машина

Первым представителем полноценного двигателя внутреннего сгорания следует считать паровую машину, которая устанавливалась на все транспортные средства 19 века, до момента изобретения остальных видов моторов.

На то время паровыми движками оснащались паровозы, автомобили и даже примитивные трёхколёсные самоходные машины (напоминающие мотоциклы). Изобретение такого класса завоевало весь мир, но к концу 19 — начало 20 века стало неэффективное, поскольку транспортные средства на пару не могли развивать достаточно большую скорость.

Паровой двигатель

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого является бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического или электрического) на систему впрыска. Итак, рассмотрим, какие бывают типы бензиновых моторов:

  • С карбюратором.
  • Инжекторного типа.

Современный мир привык, что большинство автомобилей имеет электронную систему впрыска топлива (инжектор).

Карбюраторная система впрыска

Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с дальнейшим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был разработан в Германии ещё в конце 19 века и имеет почти 100 летнюю историю развития.

Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Кроме этого существует достаточно много прототипов.

Принцип работы карбюратора достаточно простой: бензонасос подаёт топливо в поплавковую камеру, где бензин проходит сквозь жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого топлива регулирует водитель при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недостатком карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а также не соответствует экологическим международным нормам.

Карбюраторный двигатель

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Дизельные двигатели

Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.

На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.

Дизель с турбонаддувом

Одним из подвидов дизельного ДВС считается турбодизель. На этом моторе установлена турбина, которая имеет вид улитки. При помощи турбины в мотор подаётся больше количество сжатого воздуха, который даёт больше детонационный эффект, за счёт чего движок можно быстрее разогнать.

Дизель с турбонаддувом

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Электрические моторы

Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.

Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.

Гибриды

Наверное, самые желаемые двигатели на сегодняшний день. Это смесь бензинового двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Существует несколько вариантов работы такого движка.

  1. Мотор может работать на попеременном питании. Сначала движение производится на бензине, пока генератор заряжает батарею, а затем водитель может переключиться на электропитание.
  2. Двигатель и электромотор работают одновременно, что помогает сэкономить расход горючего на одно, и тоже расстояние с другими типами ДВС.

Гибридный двигатель

Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.

Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.

Водородный мотор

НОУ-ХАУ современного мира считается водородный двигатель. В автомобиль устанавливается установка водородного типа. Отличие от бензиновых моторов заключается в подаче топлива. Если у бензина топливо подаётся вовремя возврата поршня к ВТМ, то у водородного силового агрегата в момент, когда поршень возвращается к НТМ.

В будущем планируется создать водородный двигатель закрытого типа, когда не будет требоваться выброс отработанных газов, а также на 500 км автолюбитель сможет забить о заправке автомобиле.

Стоит понимать, что автомобили с таким мотором будут стоить весьма не дёшево, пока они полностью не вытеснят бензинового брата.

Вывод

Двигатели внутреннего сгорания имеют достаточно большое количество видов и типов, на любой вкус. Так, самыми популярными, по мировой статистике, считают бензиновые, дизельные и гибридные силовые агрегата. Но, все движется к тому, что человек хочет отойти от использования бензина и его аналогов и перейти полностью на электрику.

Виды ДВС

В нижнеклапанном двигателе (в США известном как L-head или Flathead) клапаны расположены в блоке, по бокам цилиндров в один ряд, тарелками вверх. Распредвал тоже находится в блоке под клапанами, на одном уровне с коленчатым валом. Такая конструкция наиболее простая в изготовлении и обслуживании; двигатель достаточно надёжный, работает тихо и имеет легко съёмную головку блока. В то же время нижнеклапанный мотор из-за длинных подходов для топливной смеси и сложной формы камеры сгорания является низкооборотным и не может иметь высокой степени сжатия (следовательно, бывает только бензиновым). Это существенно снижает его мощность и экономичность в сравнении с верхнеклапанными силовыми агрегатами. Нижнеклапанные ДВС устанавливались на большинство довоенных автомобилей (кроме спортивных), а в 50-е гг. полностью исчезли в связи с появлением топлива с высоким октановым числом.

Разновидностью нижнеклапанного типа ГРМ является схема T-head, когда впускные клапаны расположены с одной стороны блока цилиндров, а выпускные — с другой, при этом распределительных вала два. Также существовали двигатели со смешанным расположением клапанов (F-head), с верхними впускными, боковыми выпускными клапанами и одним распредвалом в блоке.

В верхнеклапанном двигателе типа OHV клапаны находятся в головке блока цилиндров, а распредвал — в самом блоке; привод клапанов осуществляется штангами-толкателями и коромыслами. Как правило, эта схема применяется только с двумя клапанами на цилиндр. В рядных двигателях распредвал установлен сбоку, в V-образных — в зазоре между блоками цилиндров. Преимущества такого ГРМ — в простоте конструкции, долговечности и компактных размерах, недостатки — в низких оборотах, крутящем моменте и мощности двигателя. Традиционно моторы OHV были распространены в США, где недостаток удельной мощности обычно компенсировался большим рабочим объёмом двигателя. В наше время механизм OHV уже практически не используется на легковых автомобилях. В двигателях типа OHC (Overhead Camshaft) клапаны и распределительный вал расположены в головке блока цилиндров. В качестве привода клапанов используются цилиндрические толкатели, рычаги (рокеры) или коромысла. Из-за удалённости распредвала от коленчатого вала его привод (ременной или цепной) имеет ограниченный ресурс. Схема SOHC предполагает один верхний распределительный вал, который управляет как впускными, так и выпускными клапанами. Применяется на моторах с двумя клапанами на цилиндр. Если двигатель имеет V-образную или оппозитную конфигурацию, он комплектуется двумя распредвалами (по одному на каждый блок). Разновидность верхнеклапанной системы OHC с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров. Самая сложная и высокотехнологичная схема, обеспечивающая максимальную производительность. Существует несколько вариантов двигателей DOHC: с двумя клапанами на цилиндр, когда один распредвал действует на впускные клапаны, второй — на выпускные; или с тремя, четырьмя, пятью или шестью клапанами на цилиндр, когда каждый распредвал приводит в движение свой ряд клапанов. В V-образных и оппозитных двигателях система DOHC означает наличие четырёх распредвалов (по два на каждый блок), в W-образных — шести или восьми распредвалов. Сегодня большинство легковых автомобилей оснащаются двигателями DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр.

Типы автомобильных двигателей

Двигатель – это сердце автомобиля, он является движущей силой машины. Он служит для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая используется для выполнения полезной работы.Типы автомобильных двигателей

Классификация двигателей по типу

Принцип работы силового агрегата основывается на преобразования тепловой энергии в механическую. Повторяющиеся процессы в моторе являют собой рабочий цикл двигателя. Зависимо от того, сколько поршень делает ходов, двигатели делятся на четырехтактные и двухтактные. Двигатели внутреннего сгорания, которые применяются в машинах, работают по 4-тактному циклу. Сюда входит впуск топлива, рабочий ход (туда-назад) и выпуск отработанных газов.

В двухтактном моторе за один цикл происходит всего 2 хода поршня: рабочий ход и сжатие. Наполнение цилиндров и очистка происходит во время этих 2-х тактов. У двигателей этого типа есть существенные недостатки, например высокий уровень выброса выхлопных газов. Главный минус – это высокий расход топлива, из-за чего двухтактные двигатели не используются в современных автомобилях.

Инжекторный тип двигателя

Ижекторный двигатель работает немного иначе: топливо подается в воздушную среду способом мелкого впрыска. Под давлением через форсунку распыляется горючая жидкость, что значительно снижает расход топлива, потому как количество дозируют специальные устройства. По этой причине инжекторные двигатели более экономичные, а оптимальная пропорция горючей смеси позволяет увеличить чистоту выхлопа и повысить КПД силового агрегата.

Инжекторный тип двигателя

Инжекторные двигатели делятся на механические и электронные. В механическом двигателе устанавливается дозировка топлива с помощью рычагов, а в электронном силовом агрегате применяется специальная система управления дозировкой топлива. При использовании таких систем более тщательно перегорает топливо и снижаются вредные выбросы.

Тип двигателя карбюраторный

Тип двигателя карбюраторный

Бензин, который проходит через топливную систему, попадает в карбюратор или впускной коллектор. В него же поступает воздух, который в дальнейшем смешивается с топливом и получается готовая смесь. Она подается в цилиндры и там поджигается искрой, которую дают свечи зажигания.

Автомобили с карбюраторным типом двигателем на данный момент считаются устаревшими. Сейчас широко используются двигатели инжекторного типа. Распыление топлива производится форсунками или через впускной коллектор.

Дизельный тип двигателя

Дизельный тип двигателя

Отдельного внимания достойны дизельные двигатели. Их принцип работы основывается на воспламенении рабочей смеси при сжатии. Когда втягивается воздух, процесс происходит под высоким давлением, в результате чего смесь самовоспламеняется. После воспламенения происходит рабочий ход поршня, который потом вытесняет отработавшие газы.

Данный тип двигателя имеет более низкий расход топлива и небольшое количество вредных веществ в выбросах. КПД этого силового агрегата тоже намного выше. Дизельные двигатели сейчас продолжают совершенствоваться и даже заморозки уже не помеха к запуску мотора.

Разные виды двигателей, работающих на дизельном топливе, отличаются характеристиками, которые зависят от времени года. Эти силовые агрегаты не имеют системы зажигания, потому как топливо загорается из-за высокого давления, что дает движение поршня.

Видео типы двигателей

Виды двигателей: устройство и особенности

По сравнению со старыми автомобилями, новые отличаются конструктивными особенностями отдельных узлов. С каждым годом современные и ведущие производители усовершенствуют не только модели машин, но и учитывают другие важные элементы, связанные с деталями. С появлением новейших инновационных технологий, изменилось многое.

Современные машины постепенно переходят на альтернативный источник энергии, в результате чего можно достигнуть большой экономичности. В данной статье предлагаем рассмотреть типы двигателей внутреннего сгорания.

Разновидности современных двигателей

Для того чтобы узнать какие существуют виды двигателей автомобилей, необходимо внимательно прочитать статью и прислушаться к советам профессионалов. В первую очередь следует детально ознакомиться с особенностями ДВС. Двигатель является устройством, которое преобразовывается в механическую работу в процессе сгорания топлива. Каждый автомобильный двигатель совершает работу исключительно по циклу, которые состоит из 4 фаз.

Классификация двигателей

Вначале впускается воздух или смесь с наличием горючего, например, бензина или дизеля, а затем, сжимается рабочая смесь. Вследствие чего происходит действие рабочего хода. Когда, наконец, сгорает рабочая смесь, выпускается отработавший газ. Важно отметить, что самыми распространенными считаются поршневые, бензиновые двигатели.

Бензиновый двигатель пользуется большой популярностью. Этот распространенный тип двигателя обладает специальной конструкцией, которая отличается надежностью и долговечностью.

Всем известно, что бензин и его разновидность — это самый распространенный и доступный источник энергии. Подобный силовой агрегат внедрен сложнейшими инновационными технологиями, которые распределяют фазу и обеспечивают электронное управление вспрыском топлива. Для ремонта данной конструкции не потребуется потратить много средств и усилий. Так как процесс достаточно легок и прост.

Разновидности современных двигателей

Современный агрегат, функционирующий на бензине, обладает определенным преимуществом. То есть происходит действие зажигания топливовоздушных смесей при помощи загорания искровых свечей. Однако, топливочная система питания, делится на несколько основных категорий.

Следовательно, бензин смешивается с воздухом в карбюраторном устройстве. Процесс осуществляется через впускной трубопровод. Подобные двигатели отличаются от других агрегатов особой экономичностью.

Впрысковые двигатели подают горючее при помощи инжектора. Топливо поступает в впускной трубопровод. В данном агрегате увеличивается мощность до максимума и, соответственно, горячее расходуется экономичнее. Естественно, уменьшается токсичность отработавшего горючего (газа). Этот процесс осуществляется за счет поступления топлива. Процесс подачи энергии проходит под воздействием специально установленных электронных систем.

В дизельном устройстве воспламеняется смесь топлива при взаимодействии с воздухом. Этот процесс происходит в том случае, если повышается температура при сжатии топлива. Сравнивая бензиновый двигатель с дизельным можно четко сказать, что соотношение экономичности достигает от пятнадцати до двадцати процентов.

При установке дизельного устройства улучшается горение топливовоздушной смеси. Отсутствие дроссельных заслонок способствует созданию сопротивления движения воздуха, когда происходит процесс впуска и, соответственно, увеличению расхода горючего.

Разновидности современных двигателей

Газовый агрегат считается сжатым природным, генераторным и сжиженным топливом. Распространенный двигатель и другие виды агрегата обеспечивают экологическую безопасность транспортного средства. В некоторых случаях газ хранят в специальном баллоне, который постепенно теряет давление при поступлении через испаритель. Газовая система, может, даже и не использоваться в составе испарителя.

Старые дизельные конструкции менее экономичны и практичны. Мощность сжатия составляет в полутора раза больше, происходит увеличение давления в цилиндре. Ранние модели слишком шумные из-за того, что горит топливо. Происходит также меньший оборот коленвала. Теперь вам известные все типы автомобильных двигателей, которые наиболее востребованы и популярны.

Какие бывают новые и современные типы двигатели кроме дизельных и бензиновых

Теперь, рассмотрим виды двигателей, которые отличаются новыми технологиями. Рядный агрегат рекомендован для употребления небольшого цилиндра. Наиболее практичным и удобным считается 6 цилиндровый двигатель. Применение V-образного двигателя способствует уменьшению длины агрегата.

Однако, при этом увеличивается его ширина. Каждый цилиндр данного устройства расположен в 2 разных плоскостях и обозначается «V». В основном шести и восьми цилиндровые двигатели оснащены данной моделью.

Разновидности современных двигателей

Угол развала оппозитного двигателя составляет 180 градусов. В результате чего высота двигателя считается наименьшей. Угол развала VR двигателя составляет примерно пятнадцать градусов.

Благодаря этим параметрам происходит уменьшение как продольного, так и поперечного размера двигателя. Например, W-двигатель оснащен двумя вариантами компоновки, то есть содержание трех цилиндров и большой угол развала. Компактные цилиндры выпускаются серией W8 и W12.

Следует упомянуть о рогативных и звездообразных агрегатах. Например, звездообразное устройство по-другому называют радиальным. ДВС обладает цилиндрами, расположенные под воздействием радиальных лучей. Коленчатый вал окружен жданными цилиндрами, которые проходят через равные углы. Небольшая длина агрегата способствует удобному размещению большого количества цилиндров. В основном этот агрегат применяется в авиации.

Для рогативного агрегата характерно вращение цилиндров. Цилиндры же, в свою очередь, представлены в нечетных количествах. В них также присутствует воздушный винт и картер. Эти изделия закрепляются на моторных рамах. Рогативные агрегаты широко применялись в военный период.

Основные параметры агрегатов

Новые типы двигателей имеют специальные параметры. Показатель двигателей определяется силой, которая осуществляет действие в цилиндре. Соответственно, при этом действии учитывается система зажигания и питания агрегата, а также степень износа каждой детали.

Разновидности современных двигателей

Рассмотрев двигатель виды и основные характеристики, можно сделать вывод о каждом отдельном устройстве. Принцип действия агрегата определяется по предохранительному клапану, свечами зажигания, выпуску, рубашкой водяного охлаждения, цилиндром с наличием впускных и выпускных окон, воздухопроводом, приводным нагревателем, выпускным КШМ, впускным КШМ.

Современные автомобили оснащены от двух до шестнадцати цилиндров. Различие определяется лишь при подсчете мощности и объема. Однако, существуют и другие параметры. Стоит также отметить тот факт, что для изготовления новых моделей, разработчики воспользовались тремя типами материалов, например, чугуном либо другими ферросплавами, которые обладают наибольшей прочностью.

Вот, к примеру, алюминий обладает малым весом и средней прочностью, магниевые сплавы наименьшим весом и высокой прочностью. Но для приобретения данного средства придется потратить немало денег.

Специалисты, утверждают, что все эти параметры разделяют лишь звуковибрационное и ресурсное качество. Во всех остальных особенностях они практически схожи.

Отдачу максимального уровня измеряют в лошадиных силах или в киловаттах. Для определения максимального тягового усилия приходится измерять в ньютонах-метрах. Теперь вы знаете, какие бывают двигатели и как следует определять определенные модели.

Двигатель: описание,виды,устройство,работа,фото,видео. | АВТОМАШИНЫ

Двигатель является главной системой в любом транспортном средстве. Этот компонент автомобиля можно сравнивать с сердцем человека, то есть, человек умрет без сердца – так же и автомобиль без двигателя. Двигательная система отвечает за преобразование топливной энергии в механическую энергию, которая впоследствии выполняет полезную работу. Сегодня в качестве энергии может выступать энергия сгорания топлива, электрическая энергия и т.д. Источник энергии всегда находится в автомобили. Он должен пополняться через определенный промежуток времени, чтобы автомобиль мог в итоге передвигаться. Так, механическая энергия передается на ведущие колеса от двигателя. Эта передача обычно осуществляется при помощи трансмиссии.

Содержание статьи

Принцип работы

Машина с ДВС (двигателем) должна ездить, а для этого ей необходимо совершить механическое усилие. Именно его и производит двигатель, который передает вращательную силу на колеса автомобиля. Те вращаются, и транспортное средство начинает движение. Это очень примитивное объяснение, которое позволит лишь отдаленно понять, что это такое – ДВС в машине. Главная цель двигателя – преобразование бензина (или дизельного топлива) в механическое движение. Сегодня самый простой способ заставить автомобиль двигаться – это сжечь топливо внутри мотора. Именно поэтому двигатель внутреннего сгорания получил соответствующее название. Все они работают по одинаковому общему принципу, хотя есть некоторые разновидности: дизельные, с карбюраторными или инжекторными системами питания и так далее.

Итак, принцип мы поняли: топливо сгорает, высвобождает при этом большие объемы энергии, которые толкают механизмы в двигателе, что приводит к вращению коленчатого вала. Усилия затем передаются на колеса, и машина начинает движение. 

Показатели двигателей

Показателями двигателя называют величины, характеризующие его работу. Помимо конструктивных параметров, они зависят от особенностей и настроек систем питания и зажигания, степени износа деталей и пр.

Давление в конце такта сжатия (компрессия) является показателем технического состояния (изношенности) цилиндро-поршневой группы и клапанов.

Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).

Крутящий момент увеличивается с ростом:
рабочего объема . Поэтому двигатели, которым необходим значительный крутящий момент, обладают большим объемом;
давления горящих газов в цилиндрах, которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно называется «стуком поршневых пальцев») или ростом нагрузок в дизелях.

Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в технической документации.

Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) приблизительно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в минуту, умноженное на определенный коэффициент).

Двигатели большей мощности производители получают увеличением:
рабочего объема, что, в свою очередь, приводит к росту габаритов двигателя и ограничению допустимых максимальных оборотов из-за значительных сил инерции увеличившихся деталей;
оборотов коленчатого вала, число которых ограничено инерционными силами и увеличением износа деталей. Высокооборотный двигатель одинаковой мощности (при прочих равных условиях — конструкции двигателя, технологии изготовления, применяемых материалах и т.д.) с низкооборотным обладает меньшим сроком службы, так как в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет совершать больше оборотов;
давления в цилиндре путем повышения степени сжатия либо наддувом воздуха посредством турбо- или механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и снижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув позволяет, например, сохранить мощность при меньшем рабочем объеме.

Номинальная мощность — гарантируемая производителем мощность при полной подаче топлива на определенных оборотах. Именно она, а не максимальная мощность, указывается в технической документации на двигатель.

Удельный расход топлива — это количество топлива, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. Является показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более эффективно используется энергия сгорающего в цилиндрах топлива.

Основные элементы двигателя

Ниже на рисунке показана схема расположения элементов в цилиндре. В зависимости от модели двигателя, их может быть 4, 6, 8 и даже больше. На рисунке обозначены следующие элементы: A – распределительный вал. B – крышка клапанов. C – выпускной клапан. Открывается строго в нужное время для того, чтобы отработанные газы выводились за пределы камеры сгорания. D – отверстие для выхода отработанных газов. E – головка блока цилиндра. F – пространство, заполняемое охлаждающей жидкостью. В процессе работы двигатель сильно нагревается, поэтому его необходимо остудить. Чаще всего для этого используется антифриз. G – корпус двигателя. H – маслосборник. I – поддон. J – свеча зажигания. Обеспечивает искру, необходимую для того, чтобы зажечь топливную смесь, находящуюся под давлением. K – впускной клапан. Открывается и запускает в камеру сгорания воздушно-топливную смесь. L – отверстие для впуска топливной смеси. M – сам поршень. Движется вверх-вниз в результате детонации топливной смеси, передавая механическую нагрузку на коленчатый вал. O – шатун. Соединительный элемент поршня и коленчатого вала. P – коленвал. Вращается в результате движения поршней. Передает усилия на колеса через трансмиссию автомобиля. Все эти элементы принимают участие в четырехтактном цикле. 

Виды двигателей

Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.

Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.

Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:

  • Паровая машина
  • Бензиновый двигатель
  • Карбюраторная система впрыска
  • Инжектор
  • Дизельные двигатели
  • Газовый двигатель
  • Электрические моторы
  • Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.

Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Электрические моторы

Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.

Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Дизельные двигатели

Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.

На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.

Характеристики двигателей

При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.

Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рис. 4), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.

Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.

Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.

Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.

Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике (см. рис. 4). Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.

Двигатель внутреннего сгорания: устройство, принцип работы, виды

Люди постоянно пытаются построить экономичный и надёжный мотор. До сих пор идея об изобретении вечного двигателя не даёт покоя многим изобретателям. Неудачные разработки исчезли в веках. Но в результате проб и ошибок появилось несколько типов двигательных установок. Эти механизмы успешно нами эксплуатируются.

Все известные двигатели используют разные виды энергии, которую затем преобразуют в движение. В качестве приводной тяги может служить электроэнергия, вода и тепло. Поэтому они разделяются на следующие типы:

  • электродвигатели;
  • гидравлические машины;
  • тепловые агрегаты.

Тепловые моторы основаны на преобразовании тепловой энергии в работу. В таких машинах применён один из двух способов сгорания топлива: внешний и внутренний.

В школе наверняка всем рассказывали о машинах, работающих на пару. Они как раз и представляют вид тепловых двигателей с внешней камерой сгорания. Первые паровые механизмы были построены ещё в середине XIX века. Сейчас паровые машины практически исчезли из нашей жизни. Они уступили место двигателям внутреннего сгорания (ДВС).

Принципиально ДВС отличаются от паровых машин местом размещения камеры сгорания. В механизмах с внутренним сгоранием эти камеры расположены в самих агрегатах. Такие моторы работают практически во всех транспортных средствах.

В этой статье приведена основная информация о принципе работы различных видов ДВС: газотурбинного, роторного, поршневого. Рассказано, как работает двигательный агрегат с внешней камерой сгорания — двигатель Стирлинга. Описана классификация и устройство двигателей внутреннего сгорания поршневого типа. Объяснено отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного.

Двигатель ВАЗ-2110

Принцип работы ДВС

Самым главным механизмом, установленным в каждом автомобиле, является двигатель внутреннего сгорания. Механики любят называть его сердцем автомобиля. Именно он отвечает за преобразование энергии сгорания углеводородного топлива в механическое движение. Работают ДВС на жидком или газообразном топливе.

Двигатель ВАЗ-2110

Принцип работы ДВС прост. Небольшие порции топлива, смешанного с воздухом в нужной пропорции, поступают в камеру сгорания. В ней топливная смесь воспламеняется. Выделяемая при этом энергия приводит в движение поршни, которые вращают вал.

Все остальные узлы автомобиля предназначены либо для повышения производительности силового агрегата, либо для контроля и управления. Вспомогательные системы создают также комфорт пассажирам и водителям, при этом обеспечивая им безопасную езду.

Более чем за полуторавековую историю своего развития появились ДВС, различающиеся конструкцией, мощностью и используемым топливом.

Двигатель ВАЗ-2108

Видео: Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Главная классификация ДВС

Все существующие ДВС разделены на 3 вида:

  • поршневые;
  • роторные;
  • газотурбинные.

В поршневых агрегатах рабочим органом является поршень. В роторных моторах используется движение ротора. В газотурбинных двигателях движение осуществляется турбиной.

В каждом из видов этих силовых установок конструктивно реализованы разные схемы преобразования тепловой энергии в полезную работу. Это принципиально отличает их друг от друга. Максимальная производительность силовых агрегатов зависит от того, каким образом преобразуется тепловая энергия. Каждый вид силовых агрегатов создан для эффективной работы в своей области применения.

Ниже подробно описаны конструкции этих агрегатов и физические процессы, происходящие в них. Отдельный раздел статьи посвящён двигателю Стирлинга. Он относится к механизмам с внешней камерой сгорания. Но принцип работы этого мотора по нескольким признакам похож на ДВС. Это часто вызывает путаницу.

Газотурбинный двигатель

При воспламенении топлива образуются газы, которые при нагреве расширяются. Этот факт всем известен из школьного курса физики. Указанный принцип положен в основу газотурбинной установки. Топливная смесь сгорает, и нагретый газ моментально расширяется, заставляя лопасти турбины вращаться. Чем больше температура газа, тем быстрее он увеличивается в объёмах. Эта зависимость определяет коэффициент полезного действия этого вида ДВС: чем выше температура газов, тем больше КПД.

Разработано два типа газотурбинных установок, отличающихся количеством рабочих валов. Агрегаты с двумя валами мощнее по сравнению с одновальными механизмами.

Газотурбинные двигатели устанавливают на машины, где необходима большая мощность силовой установки. Например, грузовые автомобили, корабли, самолёты и железнодорожные локомотивы.

Газотурбинный двигатель

Видео: Принцип работы газотурбинного двигателя

Роторный ДВС

В моторах этого вида реализован принцип вращения вала от кругового движения ротора. Ротором является треугольный поршень, который вращается в овальной камере – статоре. Ротор закреплён на валу с эксцентриситетом. При таком расположении во время вращения ротора в цилиндре создаются полости для тактов зажигания, сгорания и выпуска. За один оборот ротора происходит 3 такта работы.

Достоинством роторного ДВС является отсутствие шатунов, коленчатого вала и многих сопутствующих узлов. Инженеры подсчитали, что деталей в агрегате роторного типа намного меньше, чем в моторах других типов. Поэтому роторные моторы гораздо меньше других. Это является ещё одним их преимуществом.

В Японии, известной своими передовыми разработками в автомобилестроении, были сконструированы двигатели, имеющие несколько роторов. Например, японцы сконструировали агрегат, имеющий такую же мощность, что и шестипоршневой двигатель гоночного автомобиля. Но размеры многороторного движка при этом гораздо меньше.

На ранних моделях вазовских автомобилей в своё время устанавливались роторные моторы.

Роторные двигатели гораздо проще и эффективнее поршневых.  Но по непонятной причине роторные агрегаты используются очень редко.

Роторный двигатель

Видео: Принцип работы роторного двигателя

Поршневой двигатель

Это – самый распространённый тип двигателя. Рассмотрим его принципиальную схему работы.

В конструкции мотора этого вида имеется несколько цилиндров, внутри каждого из них поршни совершают возвратно-поступательные движения. В обоих концах цилиндров расположены клапаны. Открываясь, клапан пропускает порцию топливной смеси в камеру сгорания, образующуюся в цилиндре перед поршнем. В это время поршень, двигаясь вверх, сжимает смесь. В расчётный момент происходит её воспламенение.  Образующиеся газы расширяются и толкают поршень в другую сторону. Несколько таких поршней закреплены на валу П-образной конструкции. Обычно такой вал называют коленчатым. За каждое движение поршня вал проворачивается на определённую величину. Цикл движения поршня от одной стороны цилиндра до другой называется тактом. Скоординированная работа поршней заставляет коленчатый вал проворачиваться на полный оборот. Такие циклы постоянно повторяются, заставляя вращаться вал с большой скоростью.

Автомобилестроители постоянно совершенствуют поршневые двигатели. Каждое усовершенствование приводит к повышению мощности двигателя. Поршневые агрегаты являются самыми надёжными из всех видов силовых установок.

Поршневой двигатель

Видео: Принцип работы дизельного двигателя

Поршневой двигатель

Двигатель Стирлинга

В качестве примера разновидности двигательного агрегата с внешней камерой сгорания можно привести так называемый двигатель Стирлинга. Своё название он получил по фамилии изобретателя – шотландского священника Роберта Стирлинга. Этот оригинальный мотор работает на основе неоднократного нагрева рабочего тела – порции воздуха.

Принцип работы внешне похож на схему ДВС. В моторе Стирлинга тоже имеется цилиндр с поршнем, который двигается по возвратно-поступательной траектории и приводит в движение кривошипно-шатунный механизм. Мало того, цилиндр имеет радиатор охлаждения как в двигателе внутреннего сгорания.

Но главным отличием двигателя Стирлинга от ДВС является отсутствие топливной смеси. Её роль в данном случае выполняет воздух, который нагревается внешним источником тепла.

Дело в том, что уже находящийся в цилиндре воздух, нагреваясь, расширяется и толкает вытеснитель, который в свою очередь двигает рабочий поршень вверх. Поршень проворачивает кривошип. Проходя через зону охлаждения, воздух сжимается, давление в цилиндре уменьшается, образуя разрежение. В это время кривошип, двигаясь дальше, возвращает поршень в нижнее положение. Так периодически чередуя циклы нагрева и остывания рабочего тела (воздуха), извлекают энергию из процесса изменения давления.

Двигатель ВАЗ-2110

Примечательно, что такой агрегат легко превратить в тепловой насос, изменив координацию работы рабочего поршня и вытеснителя.

Двигатель Стирлинга может работать практически на любом топливе, от дров до ядерной энергии. При этом конструкция этого агрегата очень проста и надёжна. Инженеры разработали 3 типа моторов подобного рода и назвали их буквами греческого алфавита. Выше описан принцип самого простого из них: бета-типа.

Двигатель конструкции Стирлинга незаменим в тех случаях, когда появляется необходимость преобразования очень маленького перепада температур. В таких условиях ни одна газовая турбина функционировать не может. Проще говоря, установки Стирлинга могут эффективно работать от обычной переносной газовой горелки или даже спиртовки. Туристы уже оценили такие устройства. Учёные предсказывают, что двигатели Стирлинга сделают революцию в солнечной энергетике.

Двигатель Стирлинга

Видео: Принцип работы двигателя Стирлинга

Виды поршневых ДВС

Поршневые моторы классифицируются по типу используемого топлива:

  • бензиновые;
  • газовые;
  • дизельные.

Кроме того, двигатели отличаются системой зажигания. В установках, использующих принудительное зажигание, воспламенение топливной смеси производится устройствами, генерирующими искру. Их ещё называют свечами зажигания. В них периодически образуется электрическая дуга, которая и поджигает топливо в камере сгорания цилиндра. Работают свечи от электрического аккумулятора. Сложность представляет регулировка свечей. Необходимо отрегулировать свечи так, чтобы искра образовывалась точно в тот момент, когда смесь достигнет расчётного уровня сжатия.

Принудительное зажигание характерно только для бензиновых двигателей. Реже такая система применяется в двигателях, работающих на газе.

Топливная смесь может подаваться в цилиндры двумя способами: с помощью карбюратора или инжектора.

Поршневые агрегаты, использующие в качестве топлива солярку, называются дизельными и имеют другую систему воспламенения топлива в цилиндре. В дизельных установках смесь самопроизвольно воспламеняется в результате её сжатия поршнем. Отличительной особенностью дизельных двигателей является их «всеядность». Они способны работать на нескольких видах топлива. Дизели прекрасно функционируют, будучи заправлены другими горючими веществами. Например, керосином, мазутом или даже растительным маслом.

В зависимости от количества тактов рабочего цикла, различают двухтактные и четырёхтактные ДВС. Двухтактные двигатели обычно ставят на мотоциклы, мопеды или газонокосилки. Четырёхтактные моторы устанавливаются в современных автомобилях.

По пространственному расположению цилиндров ДВС тоже имеют свою классификацию.

Если цилиндры расположены на одной оси, то такие двигатели называются рядными. Обозначаются рядные моторы английским символом «R» с цифрой, указывающей на количество цилиндров.

Если цилиндры размещены под углом друг к другу, то такие агрегаты называют V-образными. Они гораздо компактнее других типов двигателей. Обычно угол между осями цилиндров составляет 120 градусов. Имеются модели V-образных моторов с другим углом между осями цилиндров.

Агрегаты, обозначаемые символом «Vr», имеют переходную конструкцию. Они обладают признаками и рядных, и V-образных двигателей.

При расположении цилиндров напротив друг друга, то есть под углом 180 градусов, двигатели называются оппозитными.

Поршневой двигатель

Устройство двигателя внутреннего сгорания: описание основных узлов ДВС

В этом разделе рассмотрено назначение и конструктивное исполнение отдельных узлов поршневых двигателей.

Кривошипно-шатунный механизм

Поршни в цилиндрах движутся возвратно-поступательно. Кривошип вместе с шатунами преобразуют это движение во вращение вала. Механизм называется кривошипно-шатунным (КШМ). Состоит из П-образного вала, называемого коленчатым, узла цилиндров, головки блока цилиндров (ГБЦ) и креплений.

Газораспределительная система

ГБЦ регулирует подачу обогащённой смеси в цилиндры. Процесс происходит за счёт скоординированных во времени циклов открытия и закрытия группы клапанов, осуществляющих подачу смеси и выпуск отработанных газов. Кроме этого, газораспределительная система отводит наружу выхлопные газы. Управляет клапанами распределительный вал, который связан с коленвалом зубчатой или ремённой передачей. Вращаясь, распределительный вал заставляет открываться и закрываться нужные клапана в строго определённое время.

Вся система состоит из распредвала и клапанных групп. Ремонт головки часто вызывает затруднения, так как требует тщательной установки уплотнений. При неправильно установленных прокладках произойдёт подсос воздуха, возможна также утечка топлива. Это нарушает баланс топливной смеси.

Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизм

Система питания

Внутрь цилиндров подаётся не чистое горючее, а порция смеси, состоящей из обогащённого воздухом топлива. Карбюратор смешивает бензин с воздухом, то есть обогащает топливо. Затем приготовленная смесь через коллектор, называющийся впускным, попадает в камеру.

Если ДВС оборудован инжектором, то бензин под высоким давлением подается сразу во впускной коллектор. Впрыск происходит через форсунки. Бензин и воздух смешиваются не в карбюраторе, а непосредственно во впускном коллекторе.

Топливо циркулирует в системе питания за счёт работы насоса. В карбюраторных двигателях установлены механические насосы. В инжекторных — электрические.

Инжекторные двигатели обычно оснащаются электронным зажиганием. Такое зажигание эффективнее свечного, так как воспламенением топливно-воздушной смеси управляет бортовой компьютер. Для его эффективной работы в автомобиле установлены специальные датчики, собирающие все необходимые данные для компьютера.

Система питания двигателя

Зажигание

В двигателях с карбюратором всегда имеются так называемые свечи зажигания. Они генерируют вольтову дугу, поджигающую топливную смесь. В народе такую дугу обычно называют искрой. В таких автомобилях система зажигания состоит из свечей и аккумулятора.

В двигателях на дизельном топливе процесс возгорания смеси принципиально отличается. Она самовоспламеняется. Это стало возможным благодаря уникальным свойствам дизельного топлива. Дизтопливо через форсунки под высоким давлением подаётся в цилиндр. Предварительно воздух в камере цилиндра тоже сжимается и нагревается до 700 градусов. В таких условиях солярка мгновенно самовоспламеняется.

Система зажигания двигателя ВАЗ-2106

Выхлопная система

Вывод газов наружу осуществляется системой выпуска продуктов сгорания — выхлопной системой. Токсичные газы направляются сначала в выпускной коллектор, в котором осуществляется сбор выхлопных газов от всех цилиндров. Из коллектора газ, содержащий большое количество вредных веществ, выбрасывается наружу через глушитель.

Последние модели всех автомобилей теперь выпускаются только с каталитическими нейтрализаторами. Они сильно снижают токсичность выхлопных газов, приводя их в соответствие с экологическими нормами.

Выхлопная система

Система смазки

В автомобиле есть много деталей вращения. Во время работы двигателя трущиеся между собой детали активно изнашиваются. Чтобы уменьшить износ и увеличить КПД двигателя, в каждом автомобиле предусмотрена замкнутая система, созданная для циркуляции смазки. Подача масла в систему осуществляет масляный насос. Перед тем, как попасть в двигатель, масло проходит через фильтр, где очищается от накопившихся загрязнений. Через систему распределения масло подаётся в подшипники коленчатого вала и в газораспределительный механизм для смазки деталей распределительного вала. Затем отработанное масло поступает в картер — специально сконструированную ёмкость в виде поддона. Из картера масло опять забирается насосом и направляется на следующий цикл смазки.

В результате работы системы смазки фильтры засоряются, что снижает степень очистки. Недостаточный уровень очистки ухудшает характеристики масла. По мере засорения фильтров давление масла начинает повышаться. Для сброса давления и безопасной работы узлов автомобиля устанавливают предохранительные, или так называемые редукционные клапаны, срабатывающие при превышении давления масла. Эти клапаны срабатывают вследствие засорения фильтров. Своевременная замена масла и фильтров является непременным условием эффективной работы ДВС.

Во время работы мотора масло нагревается, что тоже плохо отражается на работе мотора. Все мощные двигатели работают со своей системой охлаждения масла. Обычно их называют масляными радиаторами.

Система смазки дизельного двигателя

Системы охлаждения

Во время продолжительной работы двигатели могут нагреться до достаточно высоких температур. Температура внешней поверхности цилиндров достигает нескольких сотен градусов. Никакие механизмы не могут эффективно работать при таких высоких температурах. Поэтому конструкторы разработали системы для охлаждения узлов автомобиля. Принцип работы таких систем заключается в передаче тепла от нагретых частей к охлаждающей жидкости. Заметим, что состав таких жидкостей и их свойства постоянно улучшаются производителями.

Самым узнаваемым элементом системы охлаждения стал радиатор, который обычно находится в начале моторного отсека, непосредственно перед двигателем. Такое расположение позволяет радиатору дополнительно охлаждаться встречным потоком воздуха. Для повышения эффективности работы радиатора впереди него установлен мощный вентилятор.

Радиатор понижает температуру самого охлаждающего агента после того, как тот отберёт тепло от цилиндров. Вся система охлаждения состоит из термостата, помпы, небольшой расширительной ёмкости и устройства обогрева салона.

Работа системы охлаждения регулируется термостатом. Если двигатель ещё не нагрелся до критических величин, то помпа прогоняет охлаждающую жидкость по так называемому «малому» кругу, то есть только в пределах самого двигателя. Когда термостат включается, то жидкость пропускается через радиатор, охлаждаясь при этом гораздо эффективнее.

Порог срабатывания термостата обычно составляет 90 градусов. В некоторых моделях автомобилей температура срабатывания термостата может быть установлена больше или меньше этой величины.

Долговременная работа любого автомобиля невозможна без эффективной системы охлаждения.

Система охлаждения двигателя

Поршневой двигатель

Четырехтактный ДВС

Число тактов работы — одна из важнейших характеристик любого ДВС. Далее приведено описание взаимодействия поршня с клапанами поочерёдно в каждом такте. Напомним, 1 цикл — это 4 такта.

В первом такте выполняется впуск смеси. Топливо смешивается с воздухом. Поршень двигается к наивысшей точке. В камере сгорания создаётся область низкого давления — разрежение. Впускной клапан открывает отверстие в камере для подачи смеси. Коленвал начинает первый оборот.

Во втором такте смесь сжимается. Впускной клапан закрывается. Поршень, достигнув наивысшей точки, сжимает обогащённую топливную смесь. Коленвал завершает первый оборот.

Рабочий ход выполняется в третьем такте. Обогащённая смесь поджигается. В бензиновых двигателях поджигание производится электрической дугой от свечи. В дизельных — топливо воспламеняется самостоятельно в процессе сжатия. Облако расширяющихся газов заставляет поршень двигаться вниз. Начало второго оборота коленвала.

В четвёртом такте происходит выпуск. Открывается выпускной клапан. Газы выводятся в коллектор, а затем выбрасываются наружу. Поршень начинает двигаться вверх. Вал завершает второй оборот.

Таким образом, за 1 рабочий цикл этот двигатель совершает 4 такта, во время которых вал проворачивается дважды.

Принцип работы четырёхтактного двигателя

Видео: Принцип работы четырёхтактного двигателя

Двухтактный мотор

В этих двигателях сжатие и рабочий ход совершаются также как в четырёхтактных. Но очистка и заполнение цилиндров топливной смесью происходит за очень короткое время в момент нахождения поршня в самом нижнем положении. Если в четырёхтактном двигателе смесь попадает в камеру сгорания через открытые отверстия клапанов, то в этом моторе очередная порция смеси поступает в цилиндр через специальные отверстия, называемыми окнами. Они открываются и закрываются телом поршня. Процессы наполнения полостей цилиндра новой смесью и удаления продуктов сгорания называются продувкой.

Для осуществления продувки внутренняя полость цилиндра напрямую связана с КШМ. По сути, поршень двигается в одном пространстве с кривошипом. Под ним образуется полость, которую называют кривошипной камерой или картером. Эта камера тоже участвует в процессах газообмена. В ней периодически создаётся разрежение. Это позволяет поступать новой порции смеси через впускное отверстие.

Такая конструкция позволяет двигателю развивать в 1,5 раза большую мощность по сравнению с другими моторами аналогичного объёма при тех же оборотах двигателя. Но есть и ряд недостатков.

  • Детали в таком двигателе работают с большей интенсивностью, то есть быстрее изнашиваются.
  • Особое значение придаётся герметизации всех механизмов, работающих практически в одном пространстве: поршня, цилиндра и кривошипа.
  • Так как в картере нельзя устроить масляную ванну, то смазку поршня и других деталей осуществляют добавлением масла в топливо.
  • Перепады давления смеси в цилиндре не так велики, поэтому для повышения производительности двигателя часто используют принудительную продувку.

Рабочий цикл осуществляется в течение одного оборота коленвала.

Принцип работы двухтактного двигателя

Видео: Принцип работы двухтактного двигателя

Вам также будет интересно почитать:

Типы двигателей

Авиационные двигатели можно классифицировать по нескольким методам. Их можно классифицировать по рабочим циклам, расположению цилиндров или способу создания тяги. Все они являются тепловыми двигателями, которые преобразуют топливо в тепловую энергию, которая преобразуется в механическую энергию для создания тяги. Большинство современных авиационных двигателей относятся к типу двигателей внутреннего сгорания, поскольку процесс сгорания происходит внутри двигателя. Авиационные двигатели бывают разных типов, такие как газотурбинные, поршневые, роторные, двух- или четырехтактные, с искровым зажиганием, дизельные, с воздушным или водяным охлаждением.Поршневые и газотурбинные двигатели также имеют подразделения по типу расположения цилиндров (поршневой) и диапазону скоростей (газовая турбина).

Разработано много типов поршневых двигателей. Однако производители разработали некоторые конструкции, которые используются чаще, чем другие, и поэтому признаны традиционными. Поршневые двигатели можно классифицировать по расположению цилиндров (рядный, V-образный, радиальный и оппозитный) или по способу охлаждения (с жидкостным или воздушным охлаждением).Фактически все поршневые двигатели охлаждаются за счет передачи избыточного тепла окружающему воздуху. В двигателях с воздушным охлаждением эта теплопередача осуществляется напрямую от цилиндров к воздуху. Следовательно, необходимо обеспечить тонкие металлические ребра на цилиндрах двигателя с воздушным охлаждением, чтобы иметь увеличенную поверхность для достаточной теплопередачи. Большинство поршневых авиационных двигателей имеют воздушное охлаждение, хотя в некоторых двигателях большой мощности используется эффективная система жидкостного охлаждения. В двигателях с жидкостным охлаждением тепло передается от цилиндров к охлаждающей жидкости, которая затем направляется по трубопроводу и охлаждается в радиаторе, помещенном в воздушный поток.Радиатор охлаждающей жидкости должен быть достаточно большим для эффективного охлаждения жидкости. Основная проблема с жидкостным охлаждением — это дополнительный вес охлаждающей жидкости, теплообменника (радиатора) и трубок для соединения компонентов. Двигатели с жидкостным охлаждением действительно позволяют безопасно получать от двигателя высокую мощность.

Рядные двигатели

Рядные двигатели обычно имеют четное количество цилиндров, хотя были созданы некоторые трехцилиндровые двигатели. Этот двигатель может иметь жидкостное или воздушное охлаждение и имеет только один коленчатый вал, который расположен либо над, либо под цилиндрами.Если двигатель предназначен для работы с цилиндрами ниже коленчатого вала, он называется перевернутым двигателем.

Рядный двигатель имеет небольшую лобовую площадь и лучше приспособлен к обтекаемости. При установке с цилиндрами в перевернутом положении он предлагает дополнительные преимущества в виде более короткого шасси и большей видимости для пилота. По мере увеличения объема двигателя рядный тип воздушного охлаждения создает дополнительные проблемы для обеспечения надлежащего охлаждения; поэтому этот тип двигателя ограничен двигателями малой и средней мощности, используемыми в очень старых легких самолетах.

Двигатели оппозитного или O-типа

Двигатель оппозитного типа имеет два ряда цилиндров, расположенных прямо напротив друг друга, с коленчатым валом в центре Рис. 1-1. Поршни обоих рядов цилиндров соединены с одним коленчатым валом. Хотя двигатель может иметь жидкостное или воздушное охлаждение, версия с воздушным охлаждением используется преимущественно в авиации. Обычно он устанавливается с цилиндрами в горизонтальном положении. Двигатель оппозитного типа имеет низкое соотношение веса и мощности, а его узкий силуэт делает его идеальным для горизонтальной установки на крыло самолета (двухмоторные приложения).Еще одно преимущество — низкие вибрационные характеристики.

Figure 1-1. A typical four-cylinder opposed engine. Рисунок 1-1. Типичный четырехцилиндровый оппозитный двигатель.

Двигатели V-образного типа

В двигателях V-типа цилиндры расположены в двух рядных рядах, как правило, разнесенных на 60 °. Большинство двигателей имеют 12 цилиндров с жидкостным или воздушным охлаждением. Двигатели обозначены буквой V, за которой следует тире и объем поршня в кубических дюймах. Например, В-1710. Этот тип двигателя использовался в основном во время Второй мировой войны, и его использование в основном ограничивается более старыми самолетами.

Figure 1-2. Radial engine. Рисунок 1-2. Радиальный двигатель.

Радиальные двигатели

Радиальный двигатель состоит из ряда или рядов цилиндров, расположенных радиально вокруг центрального картера. [Рис. 1-2] Этот тип двигателя оказался очень прочным и надежным. Количество цилиндров, составляющих ряд, может быть три, пять, семь или девять. Некоторые радиальные двигатели имеют два ряда по семь или девять цилиндров, расположенных радиально вокруг картера, один перед другим. Они называются двухрядными радиальными.[Рис. 1-3] Один тип радиального двигателя имеет четыре ряда цилиндров по семь цилиндров в каждом ряду, всего 28 цилиндров. Радиальные двигатели все еще используются в некоторых старых грузовых самолетах, боевых птицах и самолетах для опрыскивания сельскохозяйственных культур. Хотя многие из этих двигателей все еще существуют, их использование ограничено. Однорядный девятицилиндровый радиальный двигатель имеет относительно простую конструкцию, имеет цельную головку и двухсекционный главный картер. Более крупные двухрядные двигатели имеют немного более сложную конструкцию, чем однорядные.Например, картер двигателя Wright R-3350 состоит из передней части картера, четырех основных секций картера (передняя главная, передняя центральная, задняя центральная и задняя главная), задний кулачок и толкатель, передний корпус нагнетателя, нагнетатель. задний корпус и заднюю крышку корпуса нагнетателя. Двигатели Pratt и Whitney сопоставимого размера включают в себя одни и те же основные секции, хотя конструкция и номенклатура значительно различаются.

Figure 1-3. Double row radials. Рисунок 1-3. Радиалы двухрядные.

Бортовой механик рекомендует

.

6 различных типов автомобильных двигателей

Двигатель — это душа и сердце вашего автомобиля просто потому, что это наиболее важная его часть. Он действует как главный источник энергии и преобразует энергию в механическое движение.

Несомненно, конструкции и модели автомобилей значительно изменились за последние несколько лет, и что интересно, автомобильные двигатели последовали их примеру.

— Реклама —

У двигателей интересная история, и если вы планируете в ближайшее время купить автомобиль, понимание различных типов автомобильных двигателей поможет вам сделать лучший выбор.Люди разные, и в то время как одни предпочитают экономичные двигатели, другие делают упор на большей мощности.

Помня об этом, производители автомобилей день и ночь работают над удовлетворением потребностей всех клиентов, поэтому они разработали различные типы автомобильных двигателей, и вот некоторые из них.

Типы двигателей

Как правило, существует два типа двигателей, а именно двигатели внутреннего и внешнего сгорания.

1. Двигатели внутреннего сгорания

В этих двигателях сгорание топлива происходит внутри двигателя, что вызывает повышение давления и температуры.

В результате сгорания возникающее высокое давление прикладывается к ротору, поршням или соплу, и это та же сила, которая перемещает ваш автомобиль из одного места в другое и преобразует химическую энергию в полезную механическую энергию. Очень хорошие примеры — двухтактные и четырехтактные бензиновые и дизельные двигатели

.

2. Двигатель внешнего сгорания

В этих двигателях сгорание топлива происходит вне двигателя, и паровой двигатель является отличным примером

Для вашего спокойствия существуют различные типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), которые классифицируются по разным признакам, и мы рассмотрим их ниже;

1.На основе конструкции

а. Поршневой двигатель

Поршень и цилиндр — основные компоненты поршневого двигателя. Двигатель может иметь один или несколько поршней, основная цель которых — преобразовывать давление во вращательное движение.

data-full-width-responseive = «true»>

Каждый поршень помещается внутри цилиндра, и в результате сгорания газа поршень совершает возвратно-поступательное движение (возвратно-поступательное движение), которое затем преобразуется во вращательное движение.

г. Двигатель Ванкеля

Также известный как роторный двигатель, двигатель Ванкеля преобразует давление во вращательное движение с помощью эксцентриковой поворотной системы.

По сравнению с поршневым двигателем, двигатель Ванкеля более плавный, простой и компактный. Обратите внимание, что эти двигатели обычно производят больше импульсов мощности за оборот, и поэтому они в основном используются в гоночных автомобилях, и Mazda RX-8 является очень популярным примером.

2. По методу зажигания

а.Двигатель с воспламенением от сжатия

Двигатели этих типов не имеют свечи зажигания на головке блока цилиндров, и поэтому тепло сжатого воздуха отвечает за воспламенение топлива. Очень хорошим примером двигателя с воспламенением от сжатия является дизельный двигатель, поскольку он работает только за счет сжатия воздуха.

Одним из преимуществ двигателя с воспламенением от сжатия является снижение паразитной нагрузки на двигатель и более высокий термодинамический КПД.

г. Двигатель с искровым зажиганием

Эти двигатели оснащены свечой зажигания, установленной на головке двигателя, которая производит искру после сжатия топлива для воспламенения воздушно-топливной смеси для процесса сгорания.

По мнению экспертов, бензиновые двигатели основаны на искровом зажигании, но могут работать только на биоэтаноле, метаноле, водороде, сжатом природном газе (CNG), автогазе (LPG) и нитрометане.

3. По количеству цилиндров

а. Одноцилиндровый двигатель

Они состоят из одного цилиндра, соединенного с коленчатым валом. Эти типы двигателей легкие, компактные и обладают отличным соотношением массы и мощности. Они обычно используются в мотороллерах, мотоциклах, картингах и мотоциклах.

г. Двухцилиндровый двигатель

Эти двигатели состоят из двух цилиндров, отсюда и название двухцилиндровый двигатель.

г. Многоцилиндровый двигатель

Эти двигатели имеют более двух цилиндров и могут быть трех, четырех, шести, двенадцати или шестнадцати. Эти двигатели обладают превосходной способностью нейтрализовать дисбаланс и без особых усилий достигать более высоких оборотов в минуту (об / мин). Хорошими примерами являются двухтактный и четырехтактный двигатель, который может быть дизельным или с искровым зажиганием.

data-full-width-responseive = «true»>

4. В зависимости от расположения цилиндров

а. Вертикальный двигатель

Как и в названии, цилиндры вертикальных двигателей расположены вертикально

г. Горизонтальный двигатель

Цилиндры этих двигателей расположены горизонтально

г. V-образный двигатель

В двигателях этих типов поршни и цилиндры выровнены в два ряда с некоторым углом между ними, и если смотреть сверху, они напоминают V-образную форму.По словам экспертов, уникальная форма этих двигателей предназначена для предотвращения вибрации и проблем с балансировкой.

г. Двигатель типа W

В этих двигателях цилиндры расположены в 3 ряда, образуя W-образную форму, и в большинстве случаев этот двигатель изготавливается в результате производства 16-цилиндровых и 12-цилиндровых двигателей.

эл. Двигатель с оппозитным цилиндром

Цилиндры в этом типе двигателя расположены в противоположных направлениях. Что наиболее важно, этот двигатель имеет отличную балансировку и работает плавно просто потому, что и поршень, и шатун работают одинаково.

5. Виды используемого топлива

  • Бензиновый двигатель — использует бензин в качестве основного источника энергии
  • Дизельный двигатель — для работы используется дизельное топливо
  • Газовый двигатель — для работы используется топливо

6. По количеству ходов

а. Двухтактный двигатель

В этом типе двигателя поршень совершает два движения: одно движение вверх (от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке) и еще одно вниз (от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке) для создания рабочего хода.

г. Четырехтактный двигатель

В двигателе этого типа поршень перемещается четыре раза, два движения вверх и два движения вниз за один цикл рабочего хода.

г. Шеститактный двигатель

Шестицилиндровый двигатель находится в стадии разработки, но, по словам источников, он вызовет внимание и интерес в автомобильной промышленности. Ожидается, что он принесет огромные преимущества, такие как снижение механической сложности, повышение топливной эффективности и снижение выбросов.

Итого

Двигатель — самая важная часть вашего автомобиля, так как он позволяет вам эффективно перемещаться из одного места в другое. Повернуть ключ для запуска автомобиля всегда интересно и просто, и в большинстве случаев его простота заставляет людей воспринимать двигатель как должное.

Если вы хотите понять конструкцию вашего автомобиля, рекомендуется разобраться в технологиях, которые используются под капотом, и, что наиболее важно, понять различные типы доступных автомобильных двигателей.

data-full-width-responseive = «true»>

Было бы целесообразно разбираться в различных автомобильных двигателях и принципах их работы и принимать взвешенное решение о том, какой из них покупать, исходя из ваших личных предпочтений.

— Реклама —

.Типы двигателей

| Глобальная база знаний NGV

Двигатели

, работающие на природном газе, подходят для широкого спектра применений, включая вилочные погрузчики, седаны, легкие коммерческие автомобили, грузовики большой грузоподъемности, автобусы, морские суда, даже железнодорожные локомотивы и самолеты.

Чистые свойства природного газа и отсутствие твердых частиц часто снижают износ двигателя. Некоторые операторы сообщают о расширенных интервалах обслуживания и замены масла, что еще больше снижает эксплуатационные расходы.

Двигатели

доступны в различных форматах, но, как правило, относятся к следующим категориям:

Honda Civic GX имеет специальный двигатель, работающий на природном газе

Выделенный , Монотопливный или моновалентный

Специальный двигатель использует природный газ в качестве единственного источника топлива.Преимущество специального двигателя состоит в том, что он «оптимизирован» для работы на природном газе, что обеспечивает максимальную эффективность и оптимальные выбросы. Эти двигатели иногда называют двигателями с искровым зажиганием.

Некоторые специализированные автомобили также оснащены резервным баком для бензина, который может использоваться, если в автомобилях заканчивается природный газ. Поскольку автомобиль оптимизирован для работы на природном газе, его следует использовать только для коротких поездок, а не на регулярной основе.

Двухтопливные или двухвалентные

Двухтопливные двигатели работают либо на природном газе , либо на бензине (или другом искровом топливе, таком как этанол).Двухтопливные двигатели доступны либо в качестве переоборудования для вторичного рынка, либо в качестве оригинального автомобиля с автосалона.

(Примечание. Биотопливо обычно использует бензин для воспламенения при включении двигателя, поэтому для успешной работы всегда требуется небольшое количество бензина.)

Двухтопливный

В двухтопливном двигателе используется смесь природного газа и дизельного топлива, причем смесь природного газа и воздуха воспламеняется «пилотом» дизельного топлива. Дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, а газ вводится в воздухозаборник за счет карбюрации или впрыска газа.

Смесь природного газа и дизельного топлива варьируется в зависимости от нагрузки и рабочего цикла двигателя, от 80% до 0% газа. При более низких нагрузках двигателя потребление дизельного топлива, как правило, выше, тогда как при более высоких нагрузках двигателя можно использовать более высокую долю газа. Двухтопливные двигатели обычно являются результатом преобразования дизельного двигателя и имеют то преимущество, что они не полностью зависят от природного газа в качестве топлива. Таким образом, если у транспортного средства заканчивается природный газ или он находится вдали от доступного источника газомоторного топлива, он может работать только на дизельном топливе.

Трехтопливный

Относительно недавняя разработка технологии, трехтопливное транспортное средство сочетает в себе транспортное средство с «гибким топливом» и транспортное средство, работающее на природном газе. Транспортное средство с гибким топливом использует бензин и этанол либо исключительно, либо в смеси. Таким образом, трехтопливное транспортное средство может работать на бензине, этаноле (или обоих) или природном газе.

Трехтопливные автомобили впервые вышли на рынок в 2005 году в Бразилии, где для транспорта широко используются и этанол, и природный газ.

Общая топливная система с HPDI (Изображение: Westport)

Прямой впрыск высокого давления, HPDI

Запатентованная технология, разработанная Westport Innovations (Канада).Технология HPDI предполагает впрыск дизельного топлива и газа под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания в конце такта сжатия. Как и двухтопливный двигатель, HPDI полагается на дизельное топливо для сгорания. Система отличается от двухтопливной системы тем, как смешиваются топлива, и по сравнению с эквивалентным дизельным двигателем, как сообщается, обеспечивает такую ​​же высокую мощность и крутящий момент при таком же или более высоком КПД.

Достигнут уровень замещения дизельного топлива более 90%.Два топлива не смешиваются с всасываемым воздухом перед тем, как попасть в камеру сгорания, поэтому нет риска детонации двигателя и, следовательно, нет необходимости снижать степень сжатия и максимальный выходной крутящий момент. По сравнению с дизельным топливом, непосредственно впрыскиваемый природный газ горит с более низкой температурой адиабатического пламени и имеет низкую склонность к образованию углеродных частиц и, следовательно, предлагает преимущества в отношении выбросов закиси азота (NOx) и твердых частиц (PM), которые обеспечивают более тщательную разработку продукта. гибкость, позволяющая разработчикам трансмиссии повысить потенциальную производительность и ценность для клиентов.(Источник: Westport)

Информацию о различных методах сгорания и впрыска можно найти на странице «Технология двигателя».

.

Плюсы и минусы различных типов двигателей

С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания инженеры разработали сотни различных конструкций автомобильных двигателей. Однако большинство двигателей делятся на четыре категории: рядные, V-образные, оппозитные и W-образные. В этой статье мы расскажем об основных характеристиках каждого автомобильного двигателя, а также на примерах каждого типа двигателя.

Рядные двигатели

Рядные двигатели, иногда называемые прямыми двигателями, являются наиболее распространенными типами двигателей; с 2000 года почти половина всех проданных новых автомобилей имела рядный двигатель под капотом.В этом типе двигателя цилиндры расположены по прямой линии над коленчатым валом. Большинство рядных двигателей имеют четыре цилиндра, но некоторые двигатели имеют шесть или даже восемь цилиндров.

Конфигурация с прямым цилиндром снижает потребность в балансировке компонентов, уменьшая механическую сложность двигателя. Рядные автомобильные двигатели страдают от относительно небольшого количества нежелательной вибрации при типичных оборотах двигателя, а большой ход их цилиндров обеспечивает этим двигателям превосходный крутящий момент.Их механическая простота делает их дешевле и проще в обслуживании.

Однако механические ограничения, связанные с размещением всех цилиндров в ряд, делают эти двигатели все более громоздкими по мере увеличения количества цилиндров. Как правило, они выше и длиннее, чем другие двигатели той же мощности. Кроме того, они требуют жесткого и тяжелого блока цилиндров, чтобы выдерживать силу цилиндров. На более высоких оборотах двигателя эта конструкция может выйти из равновесия, что приведет к нежелательной вибрации.

Пример автомобильного двигателя: прямая четверка

Прямая четверка — самый популярный автомобильный двигатель в мире с большим отрывом.У двигателя четыре цилиндра в линию. Он предлагает простоту, легкий доступ и большую эффективность; Небольшое количество поршней уменьшает количество необходимых механических компонентов, одновременно устраняя возможность потери мощности. Турбокомпрессоры и нагнетатели могут сделать эти двигатели достаточно мощными; Некоторые тюнинговые автомобили высокого класса могут извлекать более 1000 лошадиных сил из хорошо продуманной рядной четверки. Известные автомобили с рядным четырехцилиндровым двигателем включают Honda Civic, Toyota Corolla и Ford Fusion.

Второй пример автомобильного двигателя: Straight Six

Рядный шестицилиндровый двигатель Blue Flame на кабриолете Corvette 1953 года. Изображение любезно предоставлено Kowloonese на Wikimedia Commons, размещено в CC BY-SA 3.0.

Рядная шестерка находит широкое применение в заднеприводных автомобилях с вместительными капотами. Расположение цилиндров в линию устраняет некоторые проблемы с балансировкой, связанные с другими шестицилиндровыми механизмами, при увеличении рабочего объема двигателя. Рядные шестицилиндровые двигатели также обладают фантастическим крутящим моментом, что делает их отличным выбором для грузовиков и другой рабочей техники.Известные автомобили с рядным шестицилиндровым двигателем включают BMW M4, старые автомобили Jeep и некоторые версии Dodge Ram.

V-образные двигатели

V-образные двигатели разделяют цилиндры на два ровных ряда вокруг коленчатого вала; угол между двумя рядами цилиндров образует V-образную форму, что и дало этим двигателям свое название. Двигатели V-типа могут быть самых разных размеров, от простых двухцилиндровых двигателей до гигантских 24-цилиндровых двигателей.

В целом, V-образные двигатели компактны и легки, особенно по сравнению с рядными двигателями, и этот эффект усиливается по мере того, как в двигателях добавляется больше цилиндров.Когда двигатель автомобиля хорошо сбалансирован, эта экономия веса может привести к повышению эффективности. Малый форм-фактор двигателей V-типа также позволяет им вписываться в широкий спектр транспортных средств, где пространство является проблемой, например, мотоциклы.

С другой стороны, V-образные двигатели могут быть сложными в производстве и обслуживании. Если цилиндры не выровнены правильно, двигатель автомобиля может выйти из равновесия, что приведет к механическим нагрузкам и вибрации без дополнительных механизмов для исправления этого дисбаланса.

Пример автомобильного двигателя: V8

Фото Hatsukari715 на Wikimedia Commons / CC0 1.0

На протяжении десятилетий двигатель V8 был синонимом мощности, скорости и американских автомобилей; большинство классических маслкаров использовали двигатель V8. Восемь цилиндров V8 сбалансированы естественным образом, что снижает сложность двигателя и позволяет двигателю выдавать изобилие плавной мощности. Эти двигатели расходуют топливо, как зверь, но ничто не может заменить превосходную мощность и характеристики V8.Известные автомобили с этим двигателем включают Ford Mustang GT, Chevrolet Camaro Z / 28 и Dodge Ram.

Плоский / оппозитный двигатель

Плоские двигатели имеют цилиндры, расположенные горизонтально, при этом поршни перемещаются влево и вправо, а не вверх и вниз. Боксеры — это особый тип плоских двигателей, которые разделяют цилиндры на два ровных ряда вокруг центрального коленчатого вала. Плоские двигатели были построены с числом цилиндров от двух до 16.

Двигатели Boxer по своей сути сбалансированы, что снижает потребность в дорогих и сложных балансирах.Их горизонтальное расположение обеспечивает низкий центр тяжести, улучшая передачу мощности и управляемость автомобилей с этими двигателями. Подача мощности осуществляется плавно, а двигатели легче охлаждать из-за их разнесенной конструкции; в течение многих лет эти двигатели могли обходиться простым воздушным охлаждением.

Однако эти двигатели, как правило, довольно большие, а их разнесенная конструкция может затруднять обслуживание; Головки цилиндров часто прижимаются к стенкам моторного отсека, из-за чего такая простая задача, как замена свечей зажигания, превращается в серьезную работу.Кроме того, они более дорогие в производстве и часто не подходят для обычных моторных отсеков.

Пример автомобильного двигателя: горизонтально-оппозитный / оппозитный (Subaru)

Двигатель Subaru C-45 Boxer. Изображение предоставлено Джозефом Брентом на Flickr, размещено на CC BY-SA 2.0.

Subaru использует оппозитные двигатели в своих автомобилях более 45 лет. Четыре цилиндра двигателя идеально уравновешивают друг друга и обеспечивают плавность хода в сочетании с полноприводной трансмиссией Subaru.Более низкий центр тяжести двигателя помог этим автомобилям получить уникальные впечатления от вождения, а оппозитный двигатель стал синонимом Subaru. Известные автомобили, которые использовали этот двигатель, включают Subaru Impreza, Volkswagen Beetle и Porsche 911.

VR и W Двигатели

Как и двигатели V-типа, двигатели W-типа получили свое название от формы цилиндра. банки. Двигатели W-типа включают три или четыре отдельных ряда цилиндров, образующих W или форму стрелки.Некоторые двигатели W-типа могут иметь более одного коленчатого вала. Преимущества и недостатки двигателей W-типа, хотя и увеличены по сравнению с двигателями V-типа, в значительной степени отражают их более простых собратьев. Двигатели W-типа обычно используются в высокопроизводительных или тяжелых транспортных средствах.

Volkswagen является пионером в разработке многих современных двигателей W-типа благодаря конструкции двигателя типа VR. Двигатели VR — это двигатели V-типа, в которых цилиндры расположены под очень узким углом, достаточно близко, чтобы одна головка цилиндра могла покрыть оба ряда цилиндров.Для своих двигателей W-типа Volkswagen объединяет два блока VR вместе, создавая двигатель, который иногда называют двигателем с двойным V-образным вырезом, а не двигателем W-типа.

Пример автомобильного двигателя: W12

Двигатель W12 от Volkswagen Phaeton. Изображение любезно предоставлено Хассе А. на Wikimedia Commons, размещено под CC BY-SA 3.0.

Двигатель W12 имеет две основные конструкции: традиционный двигатель W-типа с тремя рядами по четыре цилиндра и двигатель Volkswagen W12, который сочетает в себе два ряда поршней VR6.Этот двигатель обладает феноменальной мощностью в компактном корпусе, что позволяет автопроизводителям сочетать мощный двигатель с полноприводной трансмиссией. Используя этот двигатель в качестве отправной точки, Volkswagen позже разработал свой печально известный мощный двигатель W16. Известные автомобили с двигателем W12 включают Bentley Continental GT, Volkswagen Phaeton и Audi A8L W12. Хотя несколько концептуальных автомобилей использовали двигатель W16, единственными серийными автомобилями, использующими двигатель W16, являются Bugatti Veyron и предстоящий Bugatti Chiron.

Сегодняшнему автовладельцу доступно множество различных стилей двигателей, и каждый тип двигателя имеет свои преимущества и недостатки; Идеальный двигатель во многом зависит от потребностей каждого автомобиля.

Какой двигатель у вашей машины?

Связанные

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о