Турбированный и атмосферный двигатели
ДВИГАТЕЛЬ| ТУРБИРОВАННЫЙ Турбированный двигатель – ДВС, который отличается наличием систтемы турбонадува (состоит из турбины, турбокомпрессора и промежуточного охладителя). Она создает принудительное давление с помощью выхлопных газов. В результате в цилиндры через инжектор закачивается большее количество воздуха, который смешиваясь с топливом, сгорает более эффективно. Как результат — выделяется больше энергии, приводящей в движение рабочие части двигателя | АТМОСФЕРНЫЙ Атмосферный двигатель — это классический ДВС, в котором подаваемый через инжектор (или карбюратор) воздух участвует в образовании топливной смеси в цилиндрах. Топливная смесь, воспламеняясь, создает энергию, приводящую в движение рабочие части двигателя. |
1,0 л. Чтобы развить максимальную мощность 125 л.с., условному турбированному двигателю может быть достаточно объема 1,0 л
| 1,6 л. Чтобы развить максимальную мощность, например, 125 л.с., условный двигатель должен иметь рабочий объем не менее 1,6 л. |
При одной и той же мощности турбомоторы отличаются чуть лучшей динамикой и несколько меньшим расходом топлива. | Помимо, того что двигатель весит больше, он не способен поддерживать высокую мощность при езде в гористой местности с разреженным воздухом. |
150 000 Турбированный двигатель подвергается большим нагрузкам и потому изнашивается быстрее. При его правильной эксплуатации пробег до капитального ремонта может составлять 150 тыс. километров. | от 300 000 до 500 000 Из-за простой конструкции срок ресурсной эксплуатации «атмосферников» может исчисляться сотнями тысяч километров пробега. Известны случаи, когда некоторые американские атмосферные двигатели «выхаживали» по 300-500 тыс. километров без капитального ремонта. |
Нужно заправляться только качественным топливом, правильно запускать и останавливать мотор, следить за уровнем и качеством заливаемого масла. Смазка в турбодвигателе имеет большое значение, благодаря ему эффективно работают подшипники и другие важные элементы. Если уровень масла падает, он ибыстрее изнашиваются и выходят из строя. Поэтому масло необходимо своевременно доливать, а при его слишком быстром расходе — оперативно устранять неполадку, из-за которой это происходит. | Атмосферные двигатели более «лояльны» к качеству топлива и моторного масла. Хотя этими особенностями не стоит злоупотреблять, стоит отметить, что «атмосферники» отличаются высокой ремонтоспособностью, устранение возникающих неполакдок к них обойдется гораздо дешевле. |
Моторное масло QUARTZ 9000 5W-40 Высококачественное универсальное моторное масло, производимое по синтетической технологи, подходит как для атмосферных, так и для турбированных двигателей. API SN. Самая последняя спецификация по API — уровень SN. Характеризуется улучшенной защитой от высокотемпературных отложений на поршнях, более жесткими требованиями к контролю сажи и совместимости с уплотнителями. QUARTZ 9000 5W-40 обладает исключительными антиокислительными свойствамии особенно рекомендуется к применению в турбированных и мультиклапанных двигателях, а ткже в двигателях с непосредственным впрыском.
Подбор масла
Между «атмо» и «турбо». Какой выбрать двигатель?
Как говорилось в советской кинокомедии «Берегись автомобиля»: «Каждый, у кого нет машины, мечтает еe купить. И каждый, у кого есть машина, мечтает еe продать».Со времени выхода фильма прошло больше пятидесяти лет, машины стали во много раз сложнее в техническом плане, модельный ряд расширился на несколько порядков. Но личный автомобиль — это по-прежнему серьeзная покупка для семьи, и никто не хочет прогадать с выбором.
Итак, у вас на руках заветная сумма, вы уже определились с маркой и моделью будущего автомобиля. И тут встаeт важный вопрос: с каким двигателем брать машину? Если вопрос о выборе дизельного или бензинового двигателя для вашего автомобиля решeн в пользу последнего, возникает ещe одна дилемма: атмосферный или с турбонаддувом.
В нашей стране большинство популярных моделей, будь то бюджетные седаны или сверхпопулярные кроссоверы, предлагаются как с турбированными, так и с атмосферными моторами. При этом, чем выше класс автомобиля и его цена, тем шире линейка именно турбированных агрегатов. Это общемировая тенденция: турбомоторы постепенно вытесняют атмосферные двигатели.
Прежде чем сделать выбор, стоит разобраться в главных отличиях атмосферных и турбированных силовых агрегатов, а также выявить их сильные и слабые стороны.
Как это работает
Основное отличие двух моторов заключается в способе подачи воздуха в цилиндры. В атмосферном двигателе воздух идeт под действием впуска разрежения, который создаeтся на такте, — поршень просто опускается и втягивает воздух. В турбированном моторе работает принудительный наддув — в цилиндры нагнетается больше воздуха с помощью турбокомпрессора.
По сути, турбированный двигатель является модернизацией своего предшественника — классического атмосферного мотора. Основная цель этого изобретения — увеличение мощности без увеличения объeма цилиндров. Турбированный бензиновый двигатель позволяет получить в камерах сгорания более высокую степень сжатия. Благодаря тому, что воздух подаeтся в камеры сгорания под давлением, достигается более полное сгорание топливно-воздушной смеси.
Турбина состоит из двух частей: ротора и компрессора. Двигатель в процессе работы производит выхлопные газы. Эти раскалeнные газы, поступая под давлением в ротор, раскручивают турбонагнетатель, воздействуя на лопатки турбины. Только после этого они поступают в глушитель. Вал ротора, вращаясь, приводит в действие компрессор, который нагнетает воздух в камеры сгорания, образуя дополнительную степень сжатия.
Воспользуемся простым примером для иллюстрации: если объeм мотора составляет 1,6 литра, то мощность классического атмосферника не превысит 100-110 л.с. В свою очередь, турбированный двигатель при том же объeме сможет выдать до 180 л.с.
Кстати, турбированные двигатели имеют свою небольшую классификацию.
- Механический нагнетатель. На впуске стоит воздушный насос — компрессор, который приводится в движение от коленчатого вала мотора.
- Турбокомпрессор, который использует энергию выхлопных газов. Принципы его работы мы рассмотрели выше.
Немного истории
Готтлиб Даймлер, один из создателей первого двигателя внутреннего сгорания, экспериментировал с нагнетателем, приводимым от коленвала, ещe в 1885 году. Несколькими годами позже Луи Рено — отец одноимeнной марки автомобилей — получил патент на аналогичную конструкцию для ДВС в 1902-м. Причeм само устройство для промышленного применения братья Рутс изобрели ещe в 1859-м. Примерно тогда же опыты с турбиной, работающей от выхлопных газов, ставил швейцарец Альфред Бюши. Именно ему приписывают создание турбонаддува, функционирующего по такому принципу, в 1905 году. Правда, установить истинного первого изобретателя сейчас сложно, ведь Бюши лишь получил патент.
Мировую же известность механическим нагнетателям принесла компания Mercedes-Benz, которая стала устанавливать наддувные компрессоры в конце 20-х годов сначала на гоночные, а начиная с 30-х и на серийные машины.
Из Германии мода на наддувные машины перекинулась на Голливуд, а оттуда на весь мир. Золотой век немецких «компрессоров» закончился одновременно с началом Второй мировой войны. Основное применение компрессоров в военное время пришлось на авиацию: наддув использовался для компенсации недостатка кислорода на больших высотах.
Сразу после Второй мировой войны использование компрессоров продолжилось в основном на моторах Формулы-1. Турбонаддува на гражданских машинах автопроизводители побаивались из-за детонации возросшего давления и температуры. Технологии производства подшипников оставляли желать лучшего, охлаждение и смазка тоже была малоэффективной, из-за этого турбины быстро приходили в негодность.
Окончательно и бесповоротно на путь «турбинификации» мировые производители встали после топливного кризиса конца 70-х.
Победа за турбокомпрессором?
Не углубляясь в технические подробности, скажем, что механические нагнетатели можно считать частью эволюционного пути, а массовое распространение в итоге получили турбокомпрессоры. Для раскрутки нагнетателя требуется мощность с вала двигателя, турбина же раскручивается просто за счeт выхлопных газов. Первый путь технически сложнее и дороже в массовом производстве.
Тем не менее механические компрессоры до сих пор устанавливают! С одной стороны, это премиальные модели британских Jaguar и Land Rover, некоторые двигатели у Mercedes, а с другой — традиционные масл-кары в духе Dodge Challenger Hellcat, которые продолжают специфически «подвизгивать» именно из-за своего механического нагнетателя.
Главное преимущество этой конструкции — приводной компрессор любой конструкции, будучи привязанным к коленвалу, не имеет инерционности. Связь «по педали» с ним прямая, и разгон остаeтся ровным практически во всeм диапазоне.
Как говорится, каждому своe. Но вернeмся к массовым автомобилям.
Преимущества
Если на рынке продаются оба вида двигателей, значит, у каждого есть ряд неоспоримых преимуществ. Рассмотрим их.
Атмосферный двигатель:
- проще в обслуживании;
- имеет более высокий ресурс;
- меньший расход масла;
- невысокие требования к качеству топлива и масла.
- высокая мощность и увеличенный крутящий момент при равных объeмах двигателя;
- меньший расход топлива.
Недостатки
Равно как плюсы, у каждого из двух типов двигателей есть свои недостатки.
Атмосферный двигатель:
- имеет большой вес;
- при одинаковом объeме с турбомотором мощность ниже;
- сниженная динамика — в сравнении с турбомотором того же объeма;
- сложности при езде в горах.
Турбированный двигатель:
- высокие требования к качеству смазки и топлива;
- дорогостоящий ремонт;
- долгий прогрев зимой;
- меньший интервал замены масла.
Трудности выбора
Автолюбителям, которые сомневаются, какой двигатель лучше и выгоднее, однозначного ответа дать не получится. Например, ценителям мощности и динамики имеет смысл присмотреться к турбированному мотору. Однако он же влечeт за собой значительные денежные траты на приобретение бензина и масла высокого качества.
Атмосферный двигатель примечателен своей простотой и неприхотливостью, он прекрасно может служить не одно десятилетие, кроме того, его работоспособность сможет поддержать даже человек с невысоким достатком.
Какое масло нужно турбомоторам, а какое — атмосферным?
У турбомотора наибольшая отдача, то есть максимум выработки тепла приходится на диапазон оборотов в районе 3000-4000 об/мин, когда турбина подаeт повышенное количество воздуха в цилиндры. После того как поток выхлопных газов станет достаточным для полноценной работы турбины, происходит скачок вырабатываемой энергии, сопровождаемый скачком температуры.
Моторное масло в таких условиях обязано сохранять свои свойства как при низких, так и при повышенных температурах. В случае турбированного двигателя это особенно важно, поскольку ось, на которой установлены турбинное и насосное колeса турбонаддува, работает в подшипниках скольжения. В случае если смазочный материал не обеспечит необходимую защиту данного узла, турбина
Для машин с турбокомпрессорами лучше всего подходят синтетические масла, так как они лучше противостоят окислению по сравнению с минеральными и полусинтетическими. К тому же их вязкость в меньшей степени зависит от изменений температуры, что необходимо для обеспечения защиты подшипников турбины на всех режимах работы двигателя.
Что касается самих характеристик вязкости моторного масла, то турбированные моторы «предпочитают» всесезонные масла с низкотемпературным показателем вязкости SAE 0W и высокотемпературным SAE от 20 до 40. Моторные масла с низким показателем высокотемпературной вязкости следует выбирать для повышения топливной экономичности, высокие показатели вязкости — для лучшей защиты двигателя и турбины. В любом случае, подбор смазочного материала следует проводить в полном соответствии с руководством по эксплуатации конкретного автомобиля.
Кроме того, есть пара важных нюансов относительно использования автомобилей с турбированными двигателями:
важно постоянно следить за состоянием масла, меняя его с периодичностью, рекомендованной производителем;
необходимо регулярно проверять воздушный фильтр — если он забился, это нарушит работу компрессора;
турбина быстрее изнашивается, если сразу после остановки автомобиля отключать мотор. Чтобы продлить срок службы турбомотора, ему нужно дать немного поработать на холостых оборотах для охлаждения турбины.
Атмосферные двигатели, в отличие от турбированных, менее требовательны к специфическим характеристикам масла. В данном случае подойдут общие рекомендации, которые мы давали в одной из предыдущих статей.
Стоит лишь напомнить о том, что мы предлагаем простой способ найти подходящее масло, — воспользоваться удобным онлайн-подборщиком. Просто задайте параметры «вид техники — марка — модель» или воспользуйтесь строкой поиска, и вам будут предложены все подходящие виды масла согласно международным стандартам и допускам автопроизводителей.
Выбор, как всегда, за вами!
Атмосферный двигатель: что это такое?
В списке различных характеристик двигателей всегда присутствует деление силовых агрегатов на так называемые атмосферные и моторы с наддувом. Наддувными или атмосферными могут быть как бензиновые, так и дизельные силовые агрегаты. Необходимо добавить, что современные дизельные двигатели на автомобилях практически всегда являются турбированными (турбодизель). Далее мы рассмотрим, что такое атмосферный двигатель и чем он отличается от мотора с наддувом, а также о преимуществах и недостатках атмосферных двигателей.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое турбонаддув и почему ДВС данного типа намного мощнее сравнительно с простыми атмосферными аналогами при одинаковом рабочем объеме.Содержание статьи
Принцип работы атмосферного мотора
Как известно, в основе работы любого ДВС лежит сгорание топлива в цилиндрах. Необходимо добавить, что под топливом стоит понимать не только чистый бензин для бензиновых моторов или дизтопливо (солярку) для дизельных двигателей, а топливно-воздушную смесь. Данная смесь (на примере бензинового мотора) представляет собой 1 часть бензина и около 14 частей воздуха, т.е. имеет соотношение 1:14,7. За приготовление такой смеси отвечает карбюратор или инжектор, зависимо от системы питания двигателя.
Атмосферный двигатель является таким типом мотора, который первым был создан в начале эпохи двигателестроения. Само понятие «атмосферный» основывается на том, что естественное атмосферное давление принимает непосредственное участие в том процессе, под которым следует понимать образование топливно-воздушной смеси и ее последующее сгорание в цилиндрах двигателя. Смесь основного вида топлива (зависимо от типа двигателя) и воздуха в атмосферных агрегатах образуется в результате того, что поршни мотора работают подобно насосу, затягивая наружный воздух из атмосферы через специальный воздуховод. По такому принципу работает карбюраторный мотор, бензиновый двигатель с инжектором и дизельный атмосферный агрегат. Главные отличия заключаются только в общих принципах реализации систем смесеобразования и последующей подачи в цилиндры двигателя.
Другими словами, под атмосферным двигателем стоит понимать способ поступления воздуха в карбюратор или инжектор. В атмосферных ДВС воздух, необходимый для сгорания топлива, самостоятельно всасывается двигателем из атмосферы в результате того, что в карбюраторе или инжекторе создается пониженное давление. Получается, двигатель – атмосферник конструктивно не имеет отдельных устройств, которые отвечают за подачу воздуха.
Что касается турбомоторов, главным их отличием от атмосферного агрегата является наличие механического компрессора или турбокомпрессора, а также комплексного сочетания таких решений, которые специально нагнетают воздух в двигатель под высоким давлением. В отличие от двигателя, который работает при обычном атмосферном давлении, в моторах с турбиной или компрессором среднее давление наддувочного воздуха составляет от 1.5 до 3 атмосферных давлений. Результатом становится то, что при одинаковом рабочем объеме турбомотор может сжечь больше топлива и выдает намного больше мощности сравнительно с атмосферным.
Преимущества и недостатки атмосферного двигателя
Атмосферный бензиновый двигатель сегодня является наиболее популярным и доступным по цене мотором, который устанавливается на подавляющее большинство автомобилей. Что касается дизелей, то современные моторы данного типа на легковых авто практически всегда оснащаются турбонаддувом.
Плюсы атмосферных ДВС
Главной отличительной особенностью атмосферных двигателей является относительная простота конструкции моторов данного типа. Также стоит выделить больший моторесурс атмосферных бензиновых и дизельных ДВС сравнительно с турбодвигателями. На практике средний срок эксплуатации «атмосферников» в обычных режимах (при условии качественного и своевременного обслуживания) может составлять около 400 — 500 тысяч пройденных километров до первого капитального ремонта. Для турбированных агрегатов ремонт может понадобиться уже через 200-250 тыс. километров.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое форсированный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об основных способах форсирования ДВС без установки турбонагнетатаеля.Атмосферные двигатели проще обслуживать и эксплуатировать, так как простая конструкция данного типа двигателя менее требовательна к качеству горючего и моторного масла. Атмосферные моторы лучше переносят случайную заправку бензином или соляркой низкого качества. Также отмечается высокая ремонтопригодность атмосферных двигателей. Такие двигатели меньше нагружены сравнительно с ДВС, которые оборудованы механическими нагнетателями или турбокомпрессорами.
Упрощенная конструкция атмосферных моторов исключает необходимость дорогостоящего обслуживания и ремонта узлов, которые присутствуют в устройстве двигателей с наддувом: турбины, интеркулеры, компрессоры и т.д. Стоимость запчастей и сервисных работ для устранения тех или иных неисправностей атмосферного двигателя заметно дешевле по сравнению с ремонтом турбомоторов.
Минусы атмосферников
При всех очевидных преимуществах атмосферный мотор не лишен определенных недостатков. Такие двигатели тяжелее и больше по размерам, по мощности, показателю крутящего момента и динамике разгона атмосферные агрегаты явно проигрывают ДВС с наддувом.
Дело в том, что схема питания атмосферника за счет самостоятельного забора наружного воздуха не позволяет обеспечить оптимальное соотношение топлива и воздуха 1:14 на всех режимах работы двигателя. Другими словами, при низких оборотах мотор засасывает меньше воздуха, а на высоких оборотах эффективному забору воздуха препятствует проходное сечение воздуховодов, сопротивление воздушного фильтра и т.д. Результатом становится то, что на «низах» атмосферник еще не тянет, а на «верхах» уже не тянет. Эффективность работы агрегата на таких режимах заметно снижается, атмосферный мотор обеспечивает наилучшую отдачу в более узком диапазоне сравнительно с турбированными ДВС.
Читайте также
Что значит атмосферный двигатель: особенности и характеристики
При изобретении первых автомобильных движков были созданы силовые агрегаты атмосфеного типа. Атмосферные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания, использующие воздух из атмосферы для образования топливовоздушной смеси.
Давление воздушного потока, подаваемого на движок, равняется одной атмосфере, по этой причине такие силовые агрегаты получили название атмосферные. Топливная смесь для атмосферного мотора состоит из одной части бензина и четырнадцати частей воздуха.
Многие автовладельцы часто задаются вопросом, что значит атмосферный двигатель. Название возникло благодаря давлению затягиваемого воздуха, соответствующего окружающей среде. Воздух необходим для участия в сжигании топливных смесей в камерах сгорания силовых агрегатов. Поршни затягивают воздушные массы через инжектор в карбюратор, где происходит равномерное смешивание их совпрыскиваемым бензином или дизельным топливом.
Затягивающая способность мотора находится в прямой зависимости от количества оборотов двигателя. Атмосферный двигатель отличается отсутствием специальных устройств в виде компрессоров либо турбин, применяемых для дополнительного принудительного нагнетания воздуха под давлением.
Описание преимуществ силовых агрегатов атмосферного типа
Атмосферные моторы обладают следующими положительными качествами:
- Высокий ресурс пробега.
- Надежность силового агрегата.
- Простота в использовании.
- Ремонтопригодность.
При эксплуатации двигателей атмосферного типа как бензиновых, так и дизелей, наблюдается большая длительность. Размер пробега достигает нескольких сотен тысяч километров. История располагает случаями, когда моторам удавалось выдерживать пробеги более 500 тысяч км, не подвергаясь капитальному ремонту. Некоторые движки продолжают исправно работать даже при сгнивших «родных» кузовах.
Простота конструкции и доступность ремонта атмосферных движков позволяют понизить требования к характеристикам качества бензина, дизельного топлива, моторных масел. Такие силовые агрегаты способны хорошо работать длительное время на топливе низкого качества.
Даже если атмосферник выходит из строя по причине частого использования некачественного бензина, то на его восстановление уйдет намного меньше времени и материальных средств, чем на ремонт турбинованного собрата.
Слабые стороны атмосферников
Силовые агрегаты атмосферного типа имеют некоторые недостатки:
- Большой вес мотора.
- Низкая динамика.
- Мощность ниже, чем у аналогов, оборудованных турбонаддувом.
- Шумная работа мотора.
- Отсутствие способности развивать заданную мощность при эксплуатации в горах, где наблюдается разжижение воздуха.
При эксплуатации моторов имеет место разброс оборотов, что значительно влияет на способность движка всасывать воздушные массы в необходимом количестве. Особенно этот недостаток ощутим при работе на малых оборотах, когда низкая частота каждого поршня не обеспечивает достаточное количествовоздуха в определенное время.
На высоких оборотах подача воздуха встречает сопротивление, вызванное недостаточным размером пропускного сечения воздуховода и воздушного фильтра.
Несмотря на перечисленные недостатки, атмосферники имеют большую популярность среди автомобилестроительных компаний и покупателей благодаря предсказуемости, надежности, простоте и ремонтопригодности силовых агрегатов данного вида.
Особенности турбированных автомобильных двигателей
Перед автовладельцами часто возникает выбор, какую машину приобрести, каким движком она должна быть оборудована, атмосферным либо с турбонаддувом.
Работа турбины, расположенной на силовом агрегате, состоит в увеличении давления воздуха,поступающего в цилиндры, позволяет закачивать увеличенные объемы воздуха для обогащения кислородом топливных смесей.
Увеличение объема воздушных масс способствует увеличению мощности мотора в сравнении с атмосферником почти на 10% при сохранении рабочего объема силового агрегата. Повышенная мощность позволяет увеличить крутящий момент, тем самым улучшая динамику автомобиля.
К преимуществам двигателей, оборудованных турбинами, относится наиболее полное сжигание топлива, создание меньшего шума, что существенно улучшает их экологичность по сравнению с атмосферными моторами.
Преимущества турбированных движков:
- увеличение мощности мотора;
- улучшение динамики автомобиля;
- экологическая безопасность.
Несмотря на очевидные достоинства, двигатели, оснащенные турбонаддувом, имеют и некоторые минусы:
- сложности, возникающие при эксплуатации;
- усиление расхода топлива;
- повышенные требования к качеству бензина, дизельного топлива;
- необходимость использования специальных моторных масел;
- более частые отказы масляного фильтра из-за работы при высокой температуре;
- повышенные требования к маслам и чистоте масляных фильтров;
- ускоренный износ воздушных фильтров.
Только после ознакомления с основными плюсами и минусами атмосферных моторов и движков с турбонаддувом, можно прийти к правильному выбору при покупке нового авто.
Примеры моделей автомобилей, обладающих наиболее мощными атмосферными моторами
Современный автомобильный рынок располагает образцами известных автопроизводителей, оборудованных двигателями без использования принудительного наддува.
Самый мощный атмосферный двигатель имеет автомобиль марки MercedesC 63 FMGCoupeEdition 507, на нем установлен бензиновый атмосферник силой 507 лошадиных сил.
Автомобиль Chevrolet Corvette C7 Stingray, оборудованный бензиновым атмосферным движком, имеет лучшие характеристики.
Сильный внедорожник Jeep Grand Cherokee SRT укомплектован бензиновым двигателем атмосферного вида, обладает высокой мощностью и хорошей динамикой.
Не хуже показывают себя такие модели: Audi RS5, AudiRS4 Avant, Chevrolet Camaro, Mercedes SLK 55 AMG, Porsche Cayenne GTS, Infiniti QX 70, Lexus LS 460, имеющие мощные .
Большой популярностью также пользуются автомобили: Mercedes-Benz OM 602, OM 612, OM 647, BMW M 57, укомплектованные надежными прочными дизельными атмосферниками простой конструкции.
Что значит Атмосферный двигатель автомобиля? Его устройство, как работает
Что такое атмосферный двигатель
Атмосферный двигатель – особый тип конструкции ДВС, который был изобретен еще в конце 19 века, на тот момент он был единственный в своем роде и не имел аналогов. Свое название мотор получил благодаря принципу работы. Основой работы для любого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) является воспламенение топлива в цилиндрах. Не каждый знает, что без наличия кислорода невозможно сгорание горючего, поэтому под понятием топлива стоит понимать не только бензин или солярку, а и топливно-воздушную смесь – пропорция топлива и кислорода. Данный тип мотора использует воздух из окружающей среды для воспламенения смеси в цилиндрах. Так взять бензиновый двигатель: данная смесь представляет собой 1 часть бензина и примерно 14 частей воздуха. Смесь в нужных пропорциях создается карбюратором или инжектором:
- Карбюратор — это узел системы питания ДВС, который путем смешивания, подготавливает горючую смесь наиболее оптимального состава и количества и подает ее в цилиндры самого мотора, имеет широкое распространение на разных двигателях. С 80х годов карбюраторы, из-за своей малой эффективности, массово начали вытесняться ижекторами;
- Инжектор или форсунка так же предназначен для приготовления смеси топлива с воздухом из окружающей среды и управляется электромагнитным клапаном или механически. Инжекторные двигатели более экономичны в плане расхода топлива и дают лучшую динамику, вследствие чего карбюраторы начали отходить на задний план.
Понятие «атмосферный» подразумевает под собой то, что непосредственное участие в горении топлива в цилиндрах принимает атмосферное давление. Необходимые пропорции смеси воздуха с топливом формируются в результате работ поршней мотора, которые подобно насосу затягивают наружный воздух из атмосферы через специальный воздуховод. Такой же принцип работы происходит в карбюраторном и инжекторном двигателе, независимо от вида топлива. Автомобили с атмосферными двигателями бывают как бензиновые, так и дизельные. Не смотря на конструктивные особенности дизельных и бензиновых «атмосферников», принцип их работы несет один и тот же смысл.
СПРАВКА. Доступ воздуха, который самостоятельно всасывается двигателем для образования смеси, получается за счет образования пониженного давления в инжекторе или карбюраторе.
Преимущества
Атмосферный двигатель находит широкое распространение из-за большого количества плюсов. К основным преимуществам можно отнести следующее:
- Большой запас ресурса. Практика показывает, что эксплуатация атмосферных двигателей, независимо от вида топлива, может измеряться сотнями тысяч километров пробега без проведения капитального ремонта. Встречаются экземпляры «атмосферников» которые при правильной эксплуатации и своевременном проведении ТО проходили до 500 тысяч километров. Любопытно, что экземпляры атмосферных моторов иногда устанавливали на другие машины, так как кузов первого автомобиля начинал гнить и приходить в негодность;
- Простота конструкции. Атмосферные двигатели лучше поддаются ремонту, нежели моторы с турбиной. Если даже, какой либо элемент узла двигателя приходит в негодность, его можно отремонтировать за меньшую сумму, и качество ремонта в некоторых случаях не будет уступать качеству заводской сборки, механики на СТО более охотно берутся за ремонты атмосферных двигателей, нежели турбированных ;
- Неприхотливость. Бывает, что АЗС в целях экономии разбавляют бензин, тем самым ухудшая его качественные характеристики. Атмосферный двигатель в отличие от турбированного, способен заметно легче переносить эксплуатацию на плохом бензине, двигатель простит вам разовую оплошность при заправке низким топливом.
Не смотря на ненамного больший расход топлива в атмосферном двигателе, в долгосрочном периоде он все же более рациональный и сократит ваши расходы на ремонты и обслуживания, в отличие от турбированного.
Недостатки
Не смотря на все преимущества «атмосферников» в них все же можно найти некие недостатки. Одним из недостатков является вес. По своей конструкции и принципам работы атмосферные двигатели получаются более тяжелыми и объемными, и как мы знаем, что масса автомобиля в целом влияет на средний расход топлива. По мощностям и динамике они заметно уступают двигателям с турбо надувом при одинаковых объемах. Дело в том, что система питания двигателя за счет самостоятельного набора кислорода из окружающей среды не всегда позволяет обеспечивать точные пропорции горючего с воздухом, которые должны равняться 1 к 14 на всех режимах работы. Следовательно, при более низких оборотах мотор засасывает меньше воздуха, а при высоких ему препятствует проходное сечение воздуховодов и сопротивление воздушного фильтра. Эффективность работы в целом снижается, так как во время движения не получается поддерживать узкий диапазон получения горючей смеси, по сравнению с турбированным ДВС.
ВАЖНО! Для более щадящего эксплуатирования мотора рекомендуется плавно наживать на педаль газа и не нагружать двигатель высокими оборотами.
Особенности турбированных двигателей
Тенденция последних лет такова, что большинство автопроизводителей стремятся увеличить мощность двигателя и одновременно уменьшить его расход, переходят на выпуск машин с турбированными двигателями меньшего объема. Такие принципы позволяют производить достаточно мощные и более экологически чистые модели, однако приходится жертвовать долговечностью за счет усложненной конструкции, которая в отличии от атмосферных двигателей чаще приводит к поломкам. Первые 150 тысяч километров пробега для обладателя данного авто с турбиной, будут складываться только положительными сторонами, то тех пор пока он не начнет сталкиваться с ремонтом этого агрегата. Главным отличием мотора оснащенного турбиной является наличие механического компрессора или турбокомпрессора, который специально нагнетает воздух в двигатель под высоким давлением. В отличие от «атмосферников», в моторах с турбиной или компресоором, давление нагнетаемого воздуха составляет от 1,5 до 3 атмосфер. Турбомоторы при одинаковых объемах двигателя с атмосферными двигателями, могут сжигать больше топлива и, следовательно, выдавать намного больше мощности. Первый турбированный двигатель был разработан еще в 1905 году, однако применяться на легковых автомобилях начал только в середине 50 х годов. Принципом его работы является принудительное давление воздуха, которое создает турбина, используя отработанные выхлопные газы. Из-за высокого давления в цилиндры закачивается большее количество воздуха, чем у атмосферного двигателя, вследствие этого увеличение мощности возрастает до 10%. Лучшая динамика происходит за счет высокого крутящего момента. Турбированные моторы более экологически чистые, так как в цилиндрах идет более эффективное сгорание топлива. Не смотря на все плюсы мотора с турбиной, они имеют более сложную конструкцию и нуждаются в большем уходе во время эксплуатации. Поскольку турбина работает при высоких температурах – срок службы масла и масляного фильтра намного меньше, чем у атмосферного, и примерно сокращается два раза. Для нормальной работы двигателя, ему необходимо исключительно высокое качество бензина или солярки, заправка топливом сомнительного качества сразу даст о себе знать и опустошит ваш кошелек во время ремонта. Что касается выбора масла и масляного фильтра, то они ни в коем случае также не должны уступать по качеству.
ВНИМАНИЕ! После завершения движения, машины, оснащенные турбированным двигателем нельзя сразу глушить, автомобиль должен некоторое время поработать в холостом режиме, для нормализации давления в системе.
Примеры моделей авто с наиболее мощными атмосферными двигателями
Современный автомобильный рынок, благодаря такому понятию как конкурентоспособность, не останавливается на достигнутом, и всегда совершенствуется, многие автомобильные компании могут похвастаться моделями с превосходной динамикой атмосферных двигателей. Среди лидеров по мощности «атмосферников» можно выделить следующие модели:
- Автомобиль марки Mercedes C63 FMG Coupe Edition 507, на котором установлен бензиновый атмосферный двигатель силой 507 лошадиных сил;
- Американский автомобиль Chevrolet Corvette C7 Stingray, оснащен бензиновым движком с высокими характеристиками;
- Мощный внедорожник Jeep Grand Cherokee SRT, представляет собой комплектацию бензинового двигателя высокими мощностями и непревзойдённой динамикой;
К автомобилям не намного уступающим по мощностям так же можно отнести такие модели как: Chevrolet Camaro, Lexus LS 460, Porsche Cayenne GTS, Audi RS5, Mercedes SLK 55 AMG.
Что касается дизельных моделей, то лидерами являются следующие марки: Mercedes-Bez OM 602, OM 647, BMW M 57. Двигатели данных автомобилей показывают надежность и простоту конструкции.
При покупке автомобиля все же в первую очередь нужно обращать на его «сердце». Если вы предпочитаете хорошую динамику, меньший расход то ваш выбор должен пасть на турбо мотор. Однако если вы отдаете предпочтение долговечности, то без колебаний совести следует выбирать атмосферный двигатель.
Турбина или атмосферник, что лучше? Выбираем двигатель правильно!
Перед покупкой автомобиля каждый из нас предстает перед массой дилемм, необходимо выбирать между производителями, марками и моделями автомобилей, различными комплектациями, и самое главное, между силовыми агрегатами. Распространенный вопрос: «Что лучше, дизель или бензин?», по популярности может конкурировать разве что с вопросом: «Что лучше выбрать, турбину или атмосферник?».
Сегодня в нашей рубрике постоянных дилемм мы поднимем актуальный вопрос о том, автомобиль с каким двигателем лучше покупать — атмосферник или турбированный, поговорим о преимуществах и недостатках каждого из них для того, чтобы ваш выбор был более простым и правильным.
Прежде всего необходимо уяснить один важный момент, дело в том, что нельзя сказать однозначно, что лучше турбина или атмосферник, и тот и другой имеет свои «плюсы» и «минусы». Итак, давайте по порядку…
Преимущества и недостатки атмосферного двигателя
Первым делом для тех, кто не в курсе я расскажу, что такое атмосферник. Атмосферником принято называть обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который использует для образования топливно-воздушной смеси воздух из карбюратора или инжектора (1 часть бензина к 14 частям воздуха). С появлением турбомоторов выбор автомобиля усложнился, поскольку водители начали все больше «соблазняться» более мощными турбированными агрегатами, отдавая им предпочтение перед обычными ДВС. Однако есть также и те, кто все же не решается покупать турбину ввиду отсутствия знаний или опыта эксплуатации этого двигателя.
Атмосферный двигатель: преимущества
Явных преимуществ у атмосферника — три, какие именно читайте дальше.
Большой моторесурс, то есть длительный срок эксплуатации. Практика показывает, что атмосферники очень стойки к износу, они долго «ходят» и речь даже не о нескольких десятках тысяч, а о сотнях тысяч километров, которые без труда «откатывают» как бензиновые так и дизельные агрегаты. История помнит случаи когда некоторые атмосферники американского происхождения «служили» своим хозяевам правдой и верой по 400, а иногда 500 тысяч километров без необходимости капитального ремонта, при условии правильной эксплуатации двигателя и ухода за ним. Бывали случаи когда «родной» кузов сгнивал, а мотор переставляли донору, после чего он без проблем переживал еще и «неродной» кузов.
Безотказность и простота эксплуатации. Несмотря на рекордные моторесурсы, устройство у атмосферника относительно простое, кроме того они менее требовательны к качеству топлива и моторного масла. Атмосферный ДВС нормально уживается с даже очень паршивым топливом, которое у нас уже не вызывает нареканий. Возможны, конечно, перебои в работе, в случае если вы регулярно будете заливать бодягу в бак своего «железного коня», однако даже в случае его неисправности, вернуть к жизни мотор такого класса будет намного проще и дешевле чем турбированный аналог.
Высокая степень ремонтопригодности. За счет простоты конструкции атмосферники прекрасно ремонтируются даже в домашних условиях, если же вы обратитесь в сервис, то стоимость ремонта атмосферника вам обойдется в разы дешевле, чем ремонт аналогичной неисправности турбированного двигателя.
Атмосферный двигатель: недостатки
Как и все в этом Мире, атмосферные двигатели не лишены недостатков. К таким можно отнести большой вес двигателя, меньшую мощность по сравнению с турбомотором аналогичного объема, снижение мощности при езде в горной местности или других местах, где воздух разрежен. Кроме всего прочего, атмосферник уступает турбированному двигателю в динамических показателях.
Преимущества и недостатки турбированного двигателя
Турбированный двигатель впервые увидел мир в 905 году, а на «легковушки» турбины стали устанавливать только в середине 20-го века. Принцип двигателя оснащенного турбиной заключается в том, что турбина рационально использует выхлоп автомобиля, посредством которого происходит нагнетание дополнительного воздуха в цилиндры, который способствует лучшему сгоранию топливно-воздушной смеси. Как вы знаете, чем больше воздуха, тем лучше будет гореть, по тому же принципу устроен и турбомотор, турбина под высоким давлением нагнетает воздух в цилиндры, благодаря чему сгорание топливной смеси происходит с большим КПД, в результате двигатель получает больше мощности минимум на 10%.
Актуально: Как проверить турбину дизельного двигателя? Диагностика неисправностей в домашних условиях
Турбированный двигатель: преимущества
К позитивным качествам турбированных агрегатов следует отнести запас мощности при равных объемах двигателей, а также более высокий крутящий момент, за счет чего мы получаем третий не менее важный параметр — динамика. Она у турбины лучше, чем у атмосферника. Двигатель с турбиной более экологичен, поскольку в его цилиндрах топливо сгорает более эффективно, при этом турбомотор издает меньше шума, чем атмосферник.
Турбированный двигатель: недостатки
Среди недостатков турбированных моторов больше эксплуатационных минусов. Во-первых, двигатель с турбиной более привередлив к качеству топлива и моторного масла. Кроме того, на таких двигателях срок службы смазывающих и фильтрующих элементов гораздо меньше чем у атмосферников, примерно в 1,5-2 раза, это объясняется более сложными условиями работы при высоких температурах. Владельцам турбированных моторов следует более тщательно следить за уровнем и состоянием фильтров и масла, и производить их замену в строгом соответствии с указаниями производителя двигателя. Не менее важно состояние воздушного фильтра, забитый или поврежденный фильтр ухудшает работу компрессора и может стать причиной его неисправности.
К недостаткам турбодвигателя следует также отнести его «прожорливость». Турбина, по сравнению с атмосферником аналогичного объема, будет «кушать» больше топлива.
Кроме того, турбомотор имеет меньший моторесурс чем атмосферный двигатель. Турбина со временем изнашивается, особенно если владелец не владеет навыками эксплуатации таких двигателей. К примеру, турбомотору после остановки автомобиля необходимо дать немного поработать на холостых, чтобы турбина остыла и только после этого можно глушить двигатель.
Стоимость ремонта турбированного двигателя обойдется намного дороже чем ремонт атмосферника, кроме того желающих выполнить этот ремонт не так уж много, некоторые специалисты вообще отказываются ремонтировать турбомоторы. Те же, кто берется, иногда выполняют ремонт некачественно, в результате двигатель работает с перебоями или со временем турбодвигатель снова выходит из строя.
Рекомендую к просмотру видео о правилах эксплуатации турбины в мороз!
Как вы видите, и тот и другой двигатели имеют свои «плюсы» и «минусы», для того, чтобы понять какой двигатель лучше — турбированный или атмосферный, необходимо для себя уяснить приоритетные стороны того или иного агрегата. Пред тем как купить автомобиль вам просто необходимо взвесить все вышеизложенные «за» и «против» и принять окончательное решение, надеюсь, оно будет правильным!?Желаю удачи и до новых встреч на vopros-avto.ru
Выбираем двигатель — турбированный или атмосферный
Каждый автолюбитель рано или поздно предстает перед выбором: машину с каким мотором, атмосферным или турбированным, ему приобрести. И у тех, и у других силовых установок есть свои достоинства и недостатки. О них – наш сегодняшний материал.
Плюсы и минусы атмосферного мотора
Прежде всего, поясним, что собой представляет двигатель, который в обиходе называется атмосферным. Это двигатель внутреннего сгорания, в котором подаваемый через карбюратор или инжектор воздух участвует в образовании топливной смеси (1 часть бензина и 14 – воздуха), которая, воспламеняясь, создает энергию, приводящую в движение рабочие части мотора. Не будем вдаваться во все подробности работы таких двигателей – это не цель данного материала. Человеку, который выбирает автомобиль с атмосферным мотором, но все же поглядывает в сторону турбированного агрегата, важно понять, какие преимущества и недостатки есть у того мотора, которым будет оснащена его машина.
Атмосферный двигательНесомненных плюсов у атмосферного двигателя три.
Большой моторесурс. Как показывает практика эксплуатации атмосферных двигателей, неважно, бензиновых или дизельных, срок их ресурсной эксплуатации может исчисляться сотнями тысяч километров пробега. Известны факты, когда некоторые американские атмосферные двигатели «выхаживали» по 300-400, а то и по 500 тысяч километров без капитального ремонта. Причем, были экземпляры моторов-рекордсменов, которые устанавливали на другие автомобили, так как «родной» кузов уже сгнивал, и силовая установка работала до капремонта еще не один десяток тысяч километров пробега.
Надежность и простота эксплуатации. Такие рекордные показатели обусловлены относительной простотой конструкции атмосферных двигателей и их «лояльному» отношению к качеству топлива и моторного масла. Атмосферный двигатель неплохо переваривает даже самый паршивый бензин, которого в наших краях пруд пруди. Конечно, при частой заправке таким горючим и у атмосферника могут наступить перебои в работе, но восстановить его жизнедеятельность будет в разы дешевле, чем у того же турбированного агрегата.
Атмосферный двигатель 1.6 MPIВысокая ремонтопригодность. Упомянутая выше относительная простота конструкции атмосферного двигателя предполагает и его высокую ремонтопригодность. То есть, в случае выхода из строя того или иного узла двигателя его ремонт обойдется в сумму меньшую, чем ушла бы на починку мотора, оснащенного турбонаддувом.
Есть у атмосферных двигателей и свои недостатки. К ним можно отнести большую массу самого агрегата, меньшую, нежели у турбированного двигателя с аналогичным объемом, мощность, неспособность поддерживать высокую мощность при езде в гористой местности с разреженным воздухом. Наконец, автомобиль с атмосферным двигателем проигрывает турбированному в динамике.
Плюсы и минусы турбированного мотора
Первый турбированный двигатель был изобретен еще в 1905 году, а на легковых автомобилях моторы такого типа начали применять в середине ХХ века. Принцип его работы состоит в том, что установленная на двигатель турбина использует выхлопные газы, чтобы создавать принудительное давление воздуха, который поступает в цилиндры, где образуется топливная смесь. Под воздействием давления в цилиндры закачивается большее количество воздуха, чем у атмосферного двигателя, что влечет за собой увеличение мощности двигателя (в среднем до 10%).
Турбина двигателяК преимуществам турбированных моторов можно отнести высокую мощность при одинаковом с атмосферным двигателем рабочем объеме, более высокий крутящий момент – это сказывается на лучшей, чем у «атмосферника» динамике. К тому же турбированный мотор экологичнее (более эффективное сгорание топлива в цилиндрах), и издает меньше шума, чем атмосферный двигатель.
К недостаткам двигателя, оснащенного турбонаддувом, можно отнести сложности в эксплуатации. Такая силовая установка более чувствительна к качеству топлива и моторного масла (для турбированных двигателей рекомендовано к использованию специальное масло). Срок службы масла и масляного фильтра в таком двигателе сокращен, по сравнению с таковым у атмосферного, в полтора – два раза из-за того, что турбине приходится работать при более высоких температурах. Необходимо тщательно следить за состоянием масла и фильтра и менять их с рекомендованной производителем двигателя периодичностью. Также нужно следить за состоянием воздушного фильтра: если он будет забит, это ухудшит работу компрессора.
Двигатель 1.4 TSIЕще один минус турбированного мотора – повышенный, по сравнению с атмосферным, расход топлива. Из-за того, что для приготовления смеси в цилиндрах используется больший объем воздуха, туда подается больший объем горючего. Не следует забывать, что турбина быстрее изнашивается, если сразу же при остановке автомобиля отключать мотор. Поэтому для продления срока эксплуатации турбины нужно давать мотору некоторое время поработать на холостых оборотах, чтобы охладилась турбина, и только затем выключать ее.
Словом, у обоих типов двигателей есть свои положительные и отрицательные стороны. Поэтому перед покупкой автомобиля с атмосферным или турбированным мотором нужно тщательно взвесить все за и против и лишь затем делать обдуманный выбор.
Newcomen атмосферный двигатель
Наука и технологии
2 мин чтения
Посетители галереи Scotland Transformed в Национальном музее Шотландии не могут пропустить мощный двигатель Ньюкомена. Возвышаясь на 9,5 метра, он является центральным элементом галереи, рассказывающей об истории Шотландии с 18 по 19 века, от Союза 1707 года до промышленной революции.
Файл фактов по двигателям Newcomen
Дата
1811 (хотя некоторые детали были переработаны из более раннего двигателя Newcomen)
Сделано в
Falkirk, Scotland
Сделано в
The Carron Company по проекту Томаса Ньюкомена (1664-1729)
Изготовлен из
Чугун, дерево
Размеры
Высота 9.5м, длина 9,5м, ширина 45м
Приобретено
Подарено Бургом из Килмарнока
Музейный справочник
T.1958.117
На выставке
Преобразованная Шотландия, уровень 3, Национальный музей Шотландии
Знаете ли вы?
Томас Ньюкомен изобрел первую паровую машину в 1712 году.
Двигатель работал на шахте Кэпрингтон, Эйршир. Он был построен по проекту Томаса Ньюкомена, который создал первую паровую машину для перекачивания воды, разработав метод выработки энергии за счет атмосферного давления.
Вверху: Двигатель Ньюкомена в галерее Scotland Transformed.
Как работает двигатель Ньюкомена?
В его двигателе использовался поршень, работающий в цилиндре с открытым верхом.Поршень цепями соединен с качающейся балкой. На другом конце балка соединена стержнем с насосами в шахте. Во время хода забортного двигателя цилиндр заполняется паром из котла, а затем в цилиндр впрыскивается холодная вода, чтобы преобразовать пар обратно в воду и создать вакуум (когда вода превращается в пар, он расширяется в 1500 раз, поэтому удерживаемый объем составляет пар, если снова сконденсироваться в воду, создаст вакуум). Затем вакуум опускает поршень вниз и с помощью качающейся балки поднимает поршень в водяном насосе.
Схема показывает этот принцип в действии. Пар отображается как розовый, а вода как синий. Клапаны перемещаются из закрытого (красный) в открытый (зеленый).
Какова история нашего двигателя Ньюкомена?
Кэпрингтонская шахта открылась в середине семнадцатого века, и у нее постоянно возникали проблемы с дренажем, так как она находилась в низменной долине Ирвин. Компания Carron Company, Фолкерк, сначала поставила детали для двигателя Ньюкомена сэру Уильяму Каннингхэму из Капрингтона в 1781 году, но насосный вал рухнул в 1828 году, и эта шахта впоследствии была заброшена.
Несмотря на более низкую топливную эффективность, чем у двигателя Watt, другой Newcomen был заказан той же фирмой в 1811 году по цене 352,42 фунтов стерлингов. Возможно, это произошло из-за того, что топлива было в изобилии, а единовременный платеж для Ньюкомена было легче контролировать, чем ежегодный лицензионный сбор для Боултона и Ватта.
Двигатель был установлен на месте недалеко от Эрлстона. Одна из его составных частей, коленная труба с инвентарным номером N1708, была переработана из оригинального двигателя 1781 года. Новый двигатель осушил пласт слепого угля на глубине 50 метров и работал непрерывно в течение девяноста лет с заменой чугунной балки в c.1837 г. и несколько новых котлов.
Как паровоз попал в музей?
В 1901 году двигатель был заменен электронасосами и подарен Бургу из Килмарнока полковником Каннингхэмом из Капрингтона. Andrew Barclay & Sons было поручено установить двигатель в Институте Дика, где он оставался до 1958 года, когда конструкция была признана нестабильной.
Двигатель оставался на хранении в течение сорока лет, пока открытие нового музея Шотландии в 1998 году не дало ему новую жизнь.Восстановленный внутри музея во время строительства, восстановленный двигатель может похвастаться новыми компонентами, заменяющими те, которые были в плохом состоянии или отсутствовали, в том числе оригинальные деревянные детали и машинное отделение, которое было спроектировано на основе существующих машинных отделений того периода, исторических документов и фотографий. .
Двигатель можно найти в галерее Scotland Transformed. Он приводится в действие гидравлической силой, и вы можете видеть его в движении в разное время в течение дня. Выставку дополняет действующая модель двигателя Newcomen, также выставленная в Scotland Transformed.
Еще нравится
Вт атмосферный двигатель
Ниже котел для двигателя. Котел находится за двигателем; в кирпичная колонна слева от котла — основная опорная колонна; стена справа на фото стена на фото поршня (вверху слева) с подвесные инструменты.
Этот насос мощностью 1796 Вт очень похож на рисунок ниже. Основное отличие двигателя в музее от эскиза — расположение конденсатора.В музее конденсатор находится на стороне насоса основной опорной колонны, а не на стороне парового поршня. Однако принципы работы парового поршня такие же.
Обратите внимание, что рисунок справа перевернут относительно фотографии выше. Как и двигатель Ньюкомена, этот цилиндр работает только при движении вниз парового поршня; двигатель полагается на вес стороны насоса, чтобы наклонить балку так, чтобы паровой поршень поднялся. Обратите внимание, что цепи соединяют шток поршня и балку. Пар не может подтолкнуть балку вверх. Поднимающаяся балка тянет вверх по поршню.
Паровой поршень / цилиндр заметно сложнее, чем у Ньюкомена. Во-первых, обратите внимание, что верхняя часть парового цилиндра закрыта. Пар будет находиться над поршнем при атмосферном давлении во время хода как вверх, так и вниз. Пар будет находиться под поршнем при ходе вверх и под вакуумом при ходе вниз. Эти шаги более подробно описаны ниже.
Поршень имеет «рубашку». Это вторая оболочка вокруг главного цилиндра. В этой рубашке можно было хранить пар, чтобы цилиндр всегда оставался горячим.
Обратите внимание, что водяной насос конденсатора подает холодную воду (вероятно, из шахты) в большой колодец, чтобы конденсатор оставался холодным. Воздушный насос (как его называет Ватт) служит для откачки конденсата и любого неконденсируемого газа из конденсатора х . Выход воздушного насоса и находится в меньшей камере, отдельной от колодца с холодной водой.Эта камера заполняется горячим конденсатом от воздушного насоса k . Эта горячая вода возвращается в котел с помощью насоса питательной воды котла.
Шаг 1 — ход парового поршня вверх.
Вес со стороны насоса тянет балку вниз слева. (На некоторых двигателях дополнительный вес добавляется к насосной стороне балки, чтобы гарантировать, что она тяжелее, чем сторона пара). Это действие подтягивает паровой поршень. Клапаны c, e, f находятся в паропроводе слева от парового цилиндра сверху вниз соответственно.На шаге 1 закрываются c и f , а клапан e открыт. Пар сверху поршня проходит через трубу — слева и попадает в нижнюю часть поршня.
Обратите внимание, что водяной насос конденсатора и насосы питательной воды на странице описания насоса выглядят как тип B (за исключением впускного отверстия внизу), и они будут заполняться во время этого шага, когда штоки насоса опускаются. Шток воздушного насоса поднимется, выталкивая свое содержимое на этом этапе и одновременно создавая вакуум в конденсаторе и удаляя любую жидкость.Обратите внимание, что воздушный насос явно относится к типу B на странице описания насоса. Между воздушным насосом и конденсатором находится обратный клапан, а в поршне просверливаются обратные клапаны сверху. В верхней части хода парового поршня штифты n на штоке воздушного насоса приводят в действие три рычага m для изменения положения клапана.
Шаг 2 — ход парового поршня вниз
Клапан e закрыт, клапаны c и f открыты.В этом положении клапана верхняя поршневая камера открыта для котла, а нижняя поршневая камера открыта для конденсатора. Это рабочий ход. Давление в котле примерно атмосферное, в конденсаторе вакуум. Пар из-под поршня устремляется в конденсатор. Пар конденсируется, поддерживая вакуум. Дополнительный водный конденсат впускается в конденсатор с помощью струи через отверстие сбоку конденсатора (можно увидеть регулирующий стержень для струи, начинающийся между клапанами e и f и стекающий вниз к немаркированному белому ящику на сторона конденсатора).Поршень втягивается вакуумом вниз, заполняя пространство над поршнем паром, отбираемым из котла. Во время этого хода поршень остается горячим.
На этом этапе штоки насоса питательной воды и водяного насоса конденсатора поднимаются, вытесняя из них содержимое насоса и одновременно всасывая больше жидкости в корпус насоса. Шток воздушного насоса опускается, позволяя поршню проваливаться через конденсат и воздух, попадающий в корпус цилиндра во время движения вверх. (Обратите внимание, что обычно в воде растворено некоторое количество воздуха, и этот воздух входит в поршень и должен быть удален).В конце хода вниз несколько различных штифтов n на штоке воздушного насоса приводят в действие рычаги m и клапаны c, e, f снова переключаются, позволяя двигателю повторить ход вверх. Жиклер конденсатора также закрыт.
BBC — Девон — Откройте для себя Девон
Томас Ньюкомен, родившийся в Дартмуте в 1663 году, внес значительный вклад в промышленную революцию, создав атмосферный двигатель.
К 1685 году Ньюкомен стал торговцем скобяными изделиями в своем родном городе.
Некоторыми из его крупнейших клиентов были владельцы шахт в Корнуолле, которые столкнулись со значительными трудностями при затоплении, поскольку шахты становились все глубже.
Стандартные методы, используемые для удаления воды — ручная откачка или команды лошадей, тянущих ведра на веревке, — были медленными и дорогими, и они искали альтернативу.
В 1712 году Ньюкомен изобрел первый в мире успешный атмосферный паровой двигатель.
Двигатель перекачивает воду с помощью вакуума, создаваемого конденсированным паром.
Он стал важным методом слива воды из глубоких шахт и, следовательно, был жизненно важным компонентом промышленной революции в Великобритании.
Изобретение Ньюкомена позволило развести шахты на большие глубины, чем это было ранее экономически возможно, и таким образом помогло добыть уголь, железо и другие металлы, которые были жизненно важны для развития промышленности.
Атмосферный двигатель с некоторыми основаниями может претендовать на звание самого важного изобретения промышленной революции.
Newcomen Engine
Хотя его КПД составлял всего один процент, это было дешевле, чем использование лошадей для приведения в действие насоса.
Первый рабочий двигатель Newcomen был установлен на угольной шахте в замке Дадли в Стаффордшире в 1712 году.
У него был цилиндр диаметром 21 дюйм и длиной почти восемь футов, и он работал со скоростью 12 движений в минуту, поднимая 10 галлонов воды. с глубины 156 футов.
Двигатели были прочными и надежными и работали днем и ночью, что сделало их чрезвычайно успешными.
К моменту смерти Томаса Ньюкомена в 1729 году по крайней мере 100 его двигателей работали в Великобритании и по всей Европе.
Они использовались на протяжении 18 века и по-прежнему имели влияние в 20 веке.
Один двигатель в Pentich все еще работал 127 лет после того, как он был впервые установлен.
Однако Ньюкомен не умер богатым человеком. Он не получил большого признания за свое изобретение, большая часть внимания пришлась на Джеймса Ватта, который усовершенствовал идею Ньюкомена.
Этот принцип был использован в следующем столетии для создания «Атмосферной железной дороги», где поезд двигался по линиям, приводимый в движение перепадом давления, создаваемым в трубе, соединенной с паровыми машинами вдоль маршрута.
Анимированная иллюстрация любезно предоставлена Обществом Ньюкоменов США.
Анимированные двигатели — Newcomen Atmospheric
Newcomen Atmospheric Engine
Этот великолепный двигатель был запатентован в 1705 году Томасом Ньюкоменом и является обычно считается первой «современной» паровой машиной.В отличие от более поздних паровые двигатели, Newcomen работает по принципу атмосферы .
Newcomen был впервые использован для откачки воды из шахт в Англии. В Шток насоса слева соединен с приводным поршнем большим качающимся луч.
Впуск
Вода непрерывно кипятится для получения пара. Во время поршневой ход вверх, этот пар низкого давления (около 5 фунтов на кв. дюйм) попадает в цилиндр. Давления недостаточно, чтобы поднять поршень на своем собственный — вес насосной штанги делает большую часть работы.
Впрыск воды
В верхней части хода паровой клапан закрыт и струя воды ненадолго включился, охлаждая пар в цилиндре.
Мощность
Холодный пар сжимается, всасывая поршень вниз. Другими словами, чем выше атмосферное давление, тем больше поршень движется вниз, следовательно, название атмосферный двигатель . В конце хода охлаждающая вода сливается из цилиндра через дополнительный канал, который здесь не показан.
Вспомогательный насос
При движении вверх вспомогательный насос заполняет охлаждающую воду. резервуар.
Двигатели Newcomen были успешными отчасти потому, что они были очень безопасны для работать. Поскольку пар находился под таким низким давлением, риска не было. опасного взрыва котла.
Примечание о клапанном механизме
Самые ранние двигатели Newcomen имели клапаны с ручным управлением (как показано здесь). Оператор стоял на платформе возле цилиндра база и закидывала рычаги клапана на каждый ход.
Популярная легенда гласит, что мальчики, выполняющие эту утомительную задачу изобрел автоматический клапан, натянув тросы и рычаги для цель.
Книга Томас Ньюкомен, Предыстория пара Двигатель убедительно развеивает это представление и дает детали автоматических клапанов, разработанных Ньюкоменом и его сотрудником Джон Колли. Чтобы узнать больше о движке Newcomen, я настоятельно рекомендую этот книга. Я надеюсь когда-нибудь проиллюстрировать автоматические клапаны.
»Паровоз Newcomen
Настоящий двигатель Ньюкомена из 1760
На следующих фотографиях изображен самый старый из сохранившихся двигателей Ньюкомена.Этот двигатель, известный как Fairbottom Bobs, использовался для слива воды из угольных карьеров Каннел недалеко от реки Медлок, примерно в полумиле от Парк-Бридж, Эштон-андер-Лайн, в Англии. Название возникло из-за покачивания деревянной балки. Двигатель, построенный в 1760 году, использовался до 1834 года. Двигатели Ньюкомена впервые появились около 1712 года, поэтому этот конкретный двигатель представляет собой «усовершенствованную» конструкцию, включающую, например, подачу воды в котел (для поддержания его доливки водой), вспомогательный насос. чтобы бачок постоянно оставался наполненным, и водяной затвор в верхней части цилиндра.
На этой фотографии, сделанной в 1880-х годах, показан двигатель в том виде, в котором он был установлен, но уже в состоянии разрушения, поскольку он не использовался в течение пятидесяти лет. Эта фотография была скопирована с сайта Эштон-андер-Лайн на северо-западе Англии, где находился оригинальный двигатель. К 1920-м годам двигатель был заброшен и пришел в крайне плохое состояние. Он был куплен Генри Фордом в 1929 году и привезен в Америку, где сегодня находится в музее Генри Форда в Дирборне, штат Мичиган, и выставлен вместе с другими машинами, которые помогли добиться перемен.Общая выходная мощность этого двигателя составляет примерно 20 лошадиных сил. Двигатель работал со скоростью примерно 14 тактов в минуту, имел диаметр цилиндра 28 дюймов и ход поршня 72 дюйма.
Посетитель этого места (Ричард Холлидей), живущий в этом районе, сказал мне, что глубина шахты составляет около 200 футов. Он добывал шахты Каннел, которые были частью группы угольных шахт Фэрботтома (Мэри, Парк и, возможно, шахта Стаббса). Бобс входил в группу шахт Фэрботтома, в которую входили шахты Фэрботтом / мостовая яма / коперы (позже лесной парк) и карьер Бардсли … все это были угольные шахты в средних угольных месторождениях, единственная, кто выжил в 20-м веке, был лесной шахтой который закрылся в 1957 году и имел глубину 510 ярдов.Сегодня (2008 г.) местность изображена ниже (Фото Ричарда). Ясно показаны 2 вала с заглушками и основание дымохода.
Можно предположить, что Fairbottom Bobs был двухступенчатым насосом из-за расположения угольных пластов — шахты будут перекачиваться в домик в шахте Park / Stubbs в первом подъемнике, а затем на поверхность во втором подъемнике, как Fairbottom был самым нижним и последним пластом, который нужно было обработать в этом районе.
Рядом с районом Бобса была яма под названием Роше-Вейл, в которой также был ранний балочный двигатель, а в районе вокруг Боба есть 15 старых шахт, возможно, намного больше.Девяносто процентов этих шахт представляли собой шахты с одной шахтой, вырытые до 1800 года, и на руднике Бобса некоторые из них использовались как воздушные шахты. Также сообщалось, что примерно в 50 футах к западу от стволов, показанных на сегодняшней фотографии местности (сделанной в 2008 году) в русле реки, есть несколько струй ржавой воды, хлынувшей через трещины в нижележащих горных породах, когда затопленные угольные выработки находятся на большей высоте, и вода находится под большим давлением… окрашивая реку в оранжевый цвет.
Показанный здесь двигатель имел выходную мощность примерно 14.9 кВт (20 л.
Newcomen Steam Engine
Newcomen Steam EngineГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ САН-ХОСЕ
Тайер Уоткинс Newcomen Steam Engine
С точки зрения 21 века паровая машина, изобретенная Томас Ньюкомен (1663-1729) из Дармута кажется жалким примитивом, особенно после его замены паровым двигателем Джеймса Ватта.Но в свое время двигатель Necomen был крупным технологическим достижением. Там были паровыми устройствами до Ньюкомена, некоторые еще во времена древние греки, но это были игрушки и приспособления, не имеющие практического применения. Другие, которые не были игрушками, были лабораторными моделями, непригодными для промышленности. Ближе всего к созданию настоящего рабочего парового двигателя кто-либо подошел к устройство, созданное Томасом Савери. Двигатель Савери мог поднимать воду, но только на расстоянии пятидесяти футов и не мог работать непрерывно.Самый актуальный Потребность в двигателе заключалась в том, чтобы качать воду из глубоких шахт. Это спасение двигатель не мог, но двигатель Ньюкомена мог.
Двигатель Savery работал от котла, работающего от давления пара поднимите воду примерно на тридцать футов. Более высокое давление, необходимое для подъема вода выше создала слишком большую нагрузку на котел и температуру требуется, чтобы эти давления расплавили припой в стыках оборудование. Когда вода в бойлере была подана вверх по трубам, клапан был закрыт и открыт другой клапан, который был подключен к трубе погружен в воду примерно на двадцать футов ниже котла.Огонь под котел потушен. По мере охлаждения котла в бойлер, который всасывал воду через патрубок. Правильнее вакуум в котле привел к тому, что атмосферное давление вытолкнуло воду вверх по трубе и в котел. Теоретический предел составляет около 32 фута на расстояние, вода может быть поднята с помощью вакуума и практического ограничения около двадцати футов из-за несовершенства вакуума и соединений. Этого было недостаточно для глубоких медных, оловянных и угольных шахт Англии.Время, необходимое для охлаждения котла, означало, что скорость откачки была очень высокой. ограничено.
Паровой двигатель Savery не мог быть улучшен для решения проблемы. перекачки воды. Требовалась новая конструкция и принцип действия.
Томас Ньюкомен предоставил этот дизайн. Ньюкомен был купцом, утюгом Торговец, торгующий металлическими деталями и сыпучим железом. Он имел дело с потребностями шахты на юго-западе Великобритании и знал о необходимости насосов в глубине мины. Он также изготовил оборудование для своих клиентов.Его помощник и напарник, Коули, был водопроводчиком. Между ними двумя они однозначно обладал навыками, необходимыми для изготовления насоса, работающего от пара. Другой более образованные люди взялись за решение проблемы, но не обладали практическими навыками что было у Ньюкомена. Фактически Томас Ньюкомен был бизнесменом-инженером, как раз то, что нужно было для решения проблемы.
Как работает двигатель Ньюкомена, как показано ниже, с поршень в цилиндре, соединенный с коромыслом, прикрепленным к насосу.первый цилиндр наполнялся паром из котла. Это толкнуло поршень вверх. Затем в цилиндр распыляли воду, создавая вакуум. Это подтолкнуло поршень вниз, вытягивающий шток насоса с другой стороны коромысла вверх, таким образом поднимая воду.
Открытие и закрытие клапанов для попеременного впрыска пар и вода были самодействующими, поэтому двигатель и насос могли работать непрерывно.
Двигатель Ньюкомена решил проблему откачки воды из глубины мины.Несмотря на высокую стоимость в 1000 фунтов стерлингов, в эксплуатацию было введено около 1500. Многие из этих двигателей Ньюкомена были построены после изобретения Ватт-двигатель.
ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА Thayer Watkins
|
BIX029 |
|
| |||||||||||||||||||||||||