Атмосферный двигатель это: что это такое, чем отличается от турбированного — Рамблер/авто

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:

1. Высокий ресурс пробега.
2. Надежность силового агрегата.
3. Простота в использовании.
4. 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:

1. Большой вес мотора.
2. Низкая динамика.
3. Мощность ниже, чем у аналогов, оборудованных турбонаддувом.
4. Шумная работа мотора.
5. 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 лучше: турбированный или атмосферный двигатель

Современная классификация двигателей внутреннего сгорания уже подразделят их на атмосферные моторы и те, что оборудованы турбонаддувом. Причем это может относиться как к бензиновым, так и к дизельным разновидностям.

Во второй половине минувшего столетия техника с турбированным силовым агрегатом начала получать все большее распространение. Однако поначалу развитие получили только дизельные установки с турбиной.

Просто карбюраторные аналоги не могли быть такими же экономичными и надежными, да и обслуживание их обходилось на порядок дороже. И лишь позже, с развитием и внедрением новых производственных технологий, стало возможным снова вернуться к вопросу турбомоторов, работающих на бензине. К тому же, ужесточились и международные экологические нормативы.

Основные различия устройства атмосферного и турбированного двигателя

В основе принципа работы любого современного ДВС лежит процесс сгорания топлива в его цилиндрах. Топливо подается не в чистом виде, а в виде рабочей смеси, состоящей из горючего и воздуха. Что турбомотор, что атмосферник устроены в этом смысле одинаково.

Для приготовления рабочей смеси используется горючее и многократно превосходящие по объему воздушные массы. Понятие «атмосферник» появилось и прижилось потому, что для создания смеси применено естественное атмосферное давление. Воздух затягивается через фильтр и систему воздуховодов благодаря работе поршней.

Отличия между различными силовыми агрегатами атмосферного (естественного) принципа действия заключаются только в том, как реализуется процесс образования смеси и его дальнейшая подача в цилиндры. Таким образом, атмосферный мотор не оснащается специальными узлами, которые отвечали бы за принудительную подачу воздушной массы.

Интересно, что схема питания атмосферного мотора основана на естественном притоке воздуха для формирования рабочей смеси. При разных режимах работы она не позволяет обеспечить соотношение 14 к 1 (количество частей воздуха на количество частей горючего). Из-за этого движок уже не способен тянуть на низких оборотах, а на высоких еще не может. Это приводит к снижению диапазона оборотов, при которых мотор способен обеспечить максимальную мощность и тяговые усилия.

Чтобы понять, что такое турбированный двигатель, необходимо понять, как он работает, и из каких состоит узлов. По сути, это тоже силовая установка, только подача воздуха в цилиндры происходит принудительным образом, за счет специального устройства. Основными частями турбокомпрессора являются вентилятор с турбиной.

Подключаются они к системе выпуска отработанных газов в машине, а дальше принимают на себя часть их энергии и воздействуют на лопасти турбины. От выхлопных газов создается давление, и они раскручивают ее, заставляя работать вентилятор компрессора. Далее под давлением закачивается большой объем воздушных масс.

Воздуха становится больше в системе и сгорает он более качественно — это значит, возрастает и мощность силовой установки. Имея меньший объем, турбомотор способен выдавать больше лошадиных сил, чем атмосферный аналог. Но система охлаждения функционирует также несколько по-иному. Функцию радиатора здесь выполняет другое приспособление, которое называется интеркуллером. Вместо охлаждающей жидкости в нем циркулирует обычный воздух. Чтобы усилить охлаждающие свойства, вместе с ним могут устанавливать дополнительный вентилятор.

Разница между атмосферным и турбированным движком заключается в принципе их устройства и функционирования. У последнего для создания рабочей смеси также необходим воздух. Однако воздушные массы не просто поступают извне, но еще и принудительно, за счет нагнетания турбиной. Чем отличается атмосферный агрегат от турбированного, так это как раз тем, что поступает больший объем кислорода в рабочие цилиндры. Из-за этого топлива сжигается больше и возрастает полезная мощность. Чтобы сделать автомобиль еще мощнее, нет необходимости наращивать объем камер сгорания или увеличивать число самих цилиндров.

Плюсы и минусы атмосферных моторов

Основные преимущества, которыми обладает атмосферный двигатель, а не турбированный его аналог, можно свести к следующему:

• большой эксплуатационный ресурс. Считается, что такие моторы более неприхотливы, причем это в равной степени касается, как бензиновых, так и дизельных движков. Многие из них рассчитаны более, чем на 1 миллион километров пробега, а без капитального ремонта они могут выходить по 300-400 тысяч км. Зачастую им удавалось пережить даже родной кузов, который «съедала» коррозия, тогда, как силовой агрегат оставался вполне работоспособным;
• конструктивная простота и надежность. Известно, что «атмосферники» непритязательны к качеству горючего и заливаемого в них масла. Для наших автолюбителей — это значительное преимущество, учитывая огромное количество заправок с сомнительным топливом. Даже при заправке плохим горючим, восстановить работоспособность атмосферного мотора будет дешевле и проще, по сравнению с турбированным аналогом;
• пригодность к ремонту и восстановлению. Достигается описанной выше простотой конструкции мотора. Ремонт каждого узла обойдется дешевле, чем в случае с турбо-версией.

Этих преимуществ достаточно для того, чтобы «атмосферники» пользовались спросом у потребителей еще много лет. Однако нельзя не отметить и несколько слабых сторон, которые им присущи. Во-первых, они не могут развить настолько высокую мощность при аналогичном объеме рабочих камер сгорания. Во-вторых, такие силовые агрегаты обладают более высокой массой. Их тяжелее эксплуатировать в горной местности, где воздух разрежен. Ну и, кроме того, они проигрывают турбированным собратьям в динамике.

Преимущества и недостатки современного турбомотора

Интересно, что первая турбина на силовом агрегате была установлена более столетия тому назад, однако в промышленном производстве на автомобилях их стали использовать с середины 20-го века. Для создания дополнительного давления конструкторы воспользовались отработанными газами — они принудительно повышали давление, создаваемое в рабочих цилиндрах. Увеличение мощности мотора, в среднем до 10%, достигалось за счет подачи большего объема воздуха.

Итак, главные достоинства, которыми обладает турбированный двигатель по сравнению с атмосферником, сводятся к следующим моментам:

• за счёт применения турбокомпрессора полезная мощность возрастает в среднем на 30%;
• повышается динамика, автомобиль разгоняется за более короткий отрезок времени;
• улучшаются тяговые усилия на низких оборотах;
• снижается расход топлива двигателем, а также и смазки, то есть, налицо общая экономичность движка;
• уменьшаются габариты силовой установки, а сама система турбонаддува тоже отличается компактностью;
• экологическая безопасность связана с тем фактом, что выхлопные газы используются повторно для того, чтоб раскручивать лопасти турбины;
• мотор с турбонаддувом при работе издает меньше шума;
• установить такой агрегат можно практически на любое транспортное средство. При одинаковом объеме и примерно таких же габаритах он может монтироваться на старые крепежные элементы, которые остались от атмосферника.

Так ли уж хорошо турбонаддув или атмосфернику не стоит опасаться конкуренции? Самое слабое звено в его конструкции — это небольшой эксплуатационный ресурс турбины, особенно на бензиновых двигателях. Цена этого узла довольно значительна, и она подвергается ускоренному износу из-за высокой температуры выпускных газов.

Конечно, турбины ремонтируются, однако далеко не каждый сервис способен выполнить это качественно, да еще и с предоставлением гарантии на проделанную работу. Другой момент: стоимость такого ремонта может достигать половины цены нового узла. Двигатели с турбонаддувом обходятся дороже в производстве, поскольку для них применяются жаропрочные металлы и сплавы, учитывая, в какой высокой температуре приходится им функционировать.

Ну и, наконец, такие движки очень восприимчивы к качеству горюче-смазочных материалов. Если игнорировать этот момент, то возрастает вероятность детонационных процессов, которые легко могут стать причиной преждевременного капитального ремонта. Что касается системы смазки, то масло тоже должно использоваться другого качества. В него добавляются специальные присадки, рассчитанные на работу при высокой температуре. Приобретая машину с такой силовой установкой, нужно быть готовым к тому, что производить замену фильтрующих элементов и самого масла придется чаще.

Автомобиль с каким двигателем лучше выбрать

Споры между автолюбителями и экспертами из разряда: «что лучше — турбированный или атмосферный мотор» не утихают и по нынешнее время. Движки, оснащенные турбогенераторами, выпускаются большим количеством автопроизводителей. Это связано со всевозрастающим спросом на машины с высокими динамическими, тяговыми и мощностными качествами. Проще говоря, многие мечтают иметь в своем гараже упрощенную версию спорткара, на которую был бы установлен надежный и очень мощный силовой агрегат. Однако не во всех случаях его преимущества приведут к однозначному выигрышу с точки зрения всех критериев.

Однозначный ответ на вопрос, какой же двигатель лучше из описанных 2-х вариантов, дать сложно. Если речь идет о том, чтобы ежедневно выжимать из своего авто максимум мощности и чувствовать спортивную динамику, тогда выбор должен быть только в пользу турбо версии. Ведь с каждого литра рабочего объема силового агрегата удается извлечь в 2-2,5 раза больше мощности, традиционно измеряемой лошадиными силами.

В то же самое время, ресурс у таких движков гораздо меньше — это обусловлено особенностями их конструкции и условиями эксплуатации. Турбомотор гораздо чаще может потребовать ремонта, к тому же, атмосферник более экономичный по потреблению горючего. Также стоит иметь в виду, что из-за его конструктивной простоты он потребует меньше затрат в случае поломки и необходимости ремонта, то есть, он однозначно надежнее по отношению к аналогу с турбиной.

Делаем следующий вывод: хотя турбина дает больше мощности, она потребует большей заботы и регулярного обслуживания, а, возможно, более дорогостоящего ремонта. Прежде всего, это контроль качества заливаемого в бак горючего, применение специальных масел, а также меньший эксплуатационный ресурс компрессора. Атмосферник проигрывает по показателю мощности и динамики, зато является более безотказным. Также он однозначно экономичнее, то есть содержание такое машины обойдется дешевле ее обладателю.

принцип работы, достоинства и недостатки

При описании автомобиля в основном используется такие слова, как: интеркулер, турбированный двигатель, дизель, при этом все автолюбители понимают, что это такое. Однако есть некоторые слова, которые могут поставить в тупик, например, определение атмосферного двигателя. Этому понятию я и решил уделить свою сегодняшнюю статью.

Итак, атмосферный двигатель является одним из первых двигателей, который был создан человеком. Свое название он получил от атмосферы, которая окружает нас постоянно, именно она учувствовала в процессе горения смеси в таком двигателе. Смесь же создавалась путем затягивания воздуха поршнями через ресивер инжектора, карбюратор, который подавался бензином или дизельным топливом. Таким образом, атмосферный двигатель – это самый обычный двигатель, в котором не применяются специализированные устройства, влияющие на баланс питающей смеси двигателя (интеркулер, турбина, компрессор).

Принцип работы атмосферного двигателя.

Рассмотрим немного подробнее особенности работы атмосферного двигателя.

Изначально расчет необходимого питания двигателей был прост, заключался он в поиске оптимального баланса между атмосферным воздухом и горючей жидкостью. Оптимальное соотношение смеси для атмосферного мотора, как и для других видов двигателей, составляет один к четырнадцати, то есть один объем бензина или дизельного топлива к четырнадцати объемам воздуха. Вычислить это соотношение не являлось такой большой проблемой, более значительным вопросом была проблематичность в обеспечении такого соотношения.

Достоинства и недостатки.

Ведь двигатель имеет способность при разбросе оборотов менять затягивающую способность в отношении атмосферного воздуха. А поскольку ход и частота поршней в цилиндрах не обеспечивают необходимый объем воздуха, который должен затягиваться в единицу времени, то на низких оборотах атмосферный двигатель был просто не в состоянии затянуть необходимый объем воздуха.  Но и на высоких оборотах было не все «гладко»: проблемой становилось пропускное сечение воздуховода и воздушный фильтр, которые пропуская большие объемы воздуха, «душили» подачу атмосферного потока в двигатель. А за счет ограниченного сечения создавалось сопротивление и для его прохождения.

Но кроме всех этих недостатков, имел атмосферный двигатель и свои достоинства, которых значительно больше: ремонтопригодность, простота устройства и большой ресурс. Они и обусловили популярность такого мотора и по сегодняшний день.

  В настоящее время атмосферные двигатели очень популярны в автомобилестроении. Ремонтопригодность, предсказуемость и надежность атмосферных двигателей выше, чем у всех других конструкций питания двигателей.

Турбина на атмосферный двигатель.

Ну, и напоследок выясним: можно ли установить турбину на атмосферный двигатель? Можно, но это достаточно сложное с технической точки зрения мероприятие. Ведь здесь очень важно провести необходимые расчеты, в которых нужно определить объем воздуха и скорость его поступления в двигатель. Самостоятельно сделать это можно. Однако даже мелкие ошибки в расчетах способны вызвать большие проблемы в будущем, вплоть до полной поломки самого атмосферного двигателя.

Видео.

Рекомендую прочитать:

Двигатель и динамический потенциал

_{718 Spyder: расход топлива в смешанном цикле 10,9 л/100 км;
выбросы CO2 в смешанном цикле 249 г/км
718 Cayman GT4: расход топлива в смешанном цикле 10,9 л/100 км;
выбросы CO2 в смешанном цикле 249 г/км}

Высокооборотистый, мощный и экономичный – приводом в новом Porsche 718 Cayman GT4 и 718 Spyder служит шестицилиндровый оппозитный двигатель собственной разработки Porsche с четырьмя литрами рабочего объема и многочисленными высокотехнологичными генами GT. Атмосферный двигатель базируется на том же поколении моторов, что и турбированные силовые агрегаты современного модельного ряда 911 Carrera. Самый мощный – 309 кВт (420 л.с.) – и эмоциональный двигатель в модельном ряду 718 подкупает своими четкими откликами и характерным звуком. Двигатель раскручивается максимально до 8000 об/мин, при 7600 об/мин он достигает своей максимальной мощности, превосходя предыдущую 3,8-литровую модель GT4 на 35 л.с. У Spyder, который впервые оснащен аналогичным двигателем, прибавка в мощности еще больше – 45 л.с. Максимальный крутящий момент составляет 420 ньютон-метров и остается постоянным в диапазоне от 5000 до 6800 об/мин.

Максимальная частота вращения 8000 об/мин на 200 об/мин превышает показатель предыдущей модели.

Все это в результате обеспечивает высочайший динамический потенциал. Новый 718 Cayman GT4 достигает максимальной скорости 304 км/ч, 718 Spyder разгоняется максимально до 301 км/ч. Таким образом, оба они значительно превосходят своих предшественников – на 9 и 11 км/ч соответственно. Стандартный разгон с места до 100 км/ч оба выполняют за 4,4 секунды. Особенно впечатляет еще более динамичный темперамент и улучшенный промежуточный разгон в диапазоне средних скоростей: на пятой передаче с 80 до 120 км/ч 718 Spyder разгоняется всего за 6,0 секунды. Как и 718 Cayman GT4. Расход топлива, пересчитанный по методу NEDC, составляет 10,9 л/100 км и подчеркивает экономичность обоих среднемоторных спорткаров.

Высокие показатели мощности и крутящего момента

Высокооборотистая концепция шестицилиндрового двигателя базируется на существенно усовершенствованных технологиях 4,0-литрового оппозитного двигателя. Прочную механическую базу образует исключительно жесткий, изготовленный из высокопрочного стального сплава, кованный коленчатый вал, шатуны с оптимизированной геометрией и большие коренные подшипники диаметром 67 миллиметров. Прочный масляный поддон из пластика весит на 36,5 процента меньше, чем аналогичный литой поддон предыдущей модели.

Ввиду высокой частоты вращения для привода клапанов используются рокеры (роликовые коромысла) с гидравлическими компенсаторами зазора. Электронная система управления двигателем адаптирует фазы газораспределения четырех распредвалов (VarioCam) в зависимости от нагрузки и оборотов. Например, на стороне выпуска, диапазон регулирования составляет 30 градусов по углу поворота коленчатого вала. Это обеспечивает высокие показатели мощности и крутящего момента во всем диапазоне оборотов и, следовательно, улучшает ходовые качества автомобиля.

Система непосредственного впрыска топлива с пьезофорсунками

Особо высокие требования предъявляются к смесеобразованию в камерах сгорания. Центрально расположенные форсунки системы непосредственного впрыска топлива (DFI) впервые для высокооборотистого двигателя имеют управление от пьезоэлементов. При подаче на них электрического напряжения они расширяются и открывают форсунку. При отсутствии напряжения пьезокристаллы сжимаются, и форсунка вновь закрывается. Это позволяет не только достичь более мелкого распыления топлива, впрыскиваемого с максимальным давлением 200 бар, но и еще более точно управлять процессом сгорания. Струя топлива из пьезофорсунки имеет оптимальную форму, что уменьшает каплеобразование на стенках цилиндра, тем самым противодействуя возможному образованию сажи. В результате расход топлива и вредные выбросы снижаются, в то время как КПД атмосферного двигателя повышается.

Быстрому газообмену в камерах сгорания способствует регулируемая система впуска. Она имеет две резонансные заслонки, которые открываются в зависимости от нагрузки двигателя (по отдельности или одновременно) и таким образом адаптируют частоту пульсаций воздушной струи на ее пути к клапанам в зависимости от частоты вращения двигателя. Тем самым улучшается степень наполнения цилиндров, что в свою очередь ведет к повышению крутящего момента.

Спортивная выхлопная система с сажевыми фильтрами

На стороне выпуска также имеются изменения. Новая конструкция спортивной выхлопной системы преследует сразу несколько целей: наличие сажевых фильтров позволяет выполнить требования экологического стандарта Euro 6d-Temp. Большое поперечное сечение выхлопной системы снижает противодавление отработавшим газам и таким образом способствует повышению мощности. За счет своей особой седловидной формы спортивная выхлопная система оставляет больше места для размещения функционального заднего диффузора (см. раздел «Аэродинамика»).

Для этого два отдельных основных глушителя предыдущей модели GT4 объединены в один центральный глушитель, который благодаря седловидной форме охватывает диффузор и максимально эффективно использует имеющееся монтажное пространство. Несмотря на такую форму, глушитель имеет достаточный объем, чтобы соответствовать строжайшим требованиям к уровню шума. Благодаря управляемым заслонкам в выхлопной системе уникальный звук оппозитного двигателя остался неизменным: в зависимости от температуры двигателя и нагрузки звук подчеркнуто эмоциональный, особенно при наборе мощности и на высоких оборотах.

Адаптивная система отключения цилиндров

Интересной инновацией для снижения вредных выбросов и расхода топлива является адаптивная система отключения цилиндров. При оборотах двигателя от 1600 до 3000 об/мин и требуемом крутящем моменте не более 100 ньютон-метров система на некоторое время прерывает процесс впрыска в одном из двух рядов цилиндров, так что шестицилиндровый двигатель в это время работает только на трех цилиндрах. При постоянной нагрузке каждые 20 секунд происходит смена отключаемого ряда цилиндров, чтобы обеспечить равномерность нагрузки на нейтрализаторы и проходящего через них газового потока. За исключением небольшого изменения звука отключение и подключение цилиндров происходит незаметно для водителя. Тем не менее эффект весьма ощутимый: адаптивная система отключения цилиндров позволяет снизить выбросы CO2 на 11 граммов на километр. При желании ее можно деактвировать вместе с функцией автоматического выключения и перезапуска двигателя (Auto Start Stop), которая в 718 Cayman GT4 и 718 Spyder установлена впервые.

Механическая шестиступенчатая коробка передач в базовой комплектации

Крутящий момент шестицилиндрового атмосферного двигателя передается на задние колеса автомобиля через механическую шестиступенчатую коробку передач с двухмассовым маховиком. Укороченный рычаг переключения передач способствует более эмоциональным ощущениям от вождения. Динамические опоры коробки передач сводят к минимуму колебания и вибрации, передающиеся от системы привода на кузов, а при спортивной манере езды сокращают инерцию силового агрегата. Кроме того, имеется динамичная функция «перегазовки»: она уменьшает износ деталей и улучшает устойчивость автомобиля при переключениях на пониженные передачи. Функцию «перегазовки» можно активировать кнопкой AUTO BLIP на центральной консоли. Двухмассовый маховик заимствован у 911 GT3.

Качество отработавших газов

Центрально расположенные пьезофорсунки высокого давления, система непосредственного впрыска топлива, адаптивная система отключения цилиндров, функция Auto Start Stop: качество отработавших газов нового высокооборотистого атмосферного двигателя Porsche 718 Cayman GT4 и 718 Spyder является результатом целого комплекса мер. Самое большое отличие – сажевые фильтры спортивной выхлопной системы. Они дополняют широкополосное лямбда-регулирование посредством кислородных датчиков, которые контролируют состав отработавших газов отдельно для каждого ряда цилиндров. Еще по одному датчику находится в нейтрализаторах, где они следят за преобразованием вредных веществ. Необходимая регенерация сажевых фильтров осуществляется автоматически и незаметно для водителя.

Чем отличается атмосферный двигатель от турбированного

Индустрия современных автомобилей за минувшие годы поменялась, и перед автолюбителем стоит вопрос, какую машину купить и с каким двигателем. Раньше для автовладельцев атмосферный вариант двигателя был привычным, а сегодня набирает популярность турбированный. Многим не терпится узнать, чем отличается атмосферный двигатель от турбированного, все положительные моменты моторов и наоборот недостатки.

Атмосферный двигатель — его выигрышные стороны и недочеты

Атмосферный тип агрегата трудится при естественном атмосферном давлении, поступление воздуха происходит посредством системы фильтрации и в содействии с инжектором или карбюратором перемешивается с топливом для образования горючей смеси, впоследствии происходит воспламенение и мотор начинает движение. В особенностях работы двигателя есть преимущества и недостатки. К плюсам можно отнести:

• Значительный моторесурс. Срок пользования бензо и дизельных двигателей достаточно большой. Ввиду того, что моторы не испытывают больших нагрузок, километраж исчисляется сотнями тысяч до проведения капремонта;
• Неприхотливость в эксплуатации. Атмосферный движок более простой конструкции, а значит и ремонт обходится подешевле;
• Качество топлива и масла. Заправлять можно горючим неважного качества, на счет этого у атмосферного движка лояльное отношение. Однако частить не стоит, иначе могут, возникнут перебои в работе, хотя вернуть к жизнедеятельности мотор намного дешевле, чем турбированный. Что касается масла, то заливать можно любое, производить замену через 15-20 тыс. км, расход небольшой;
• Прогрев. Автомобиль с атмосферным движком прогревается быстрее, чем вариант турбированного двигателя.

К минусам относятся:

• Мощность. Большая масса силового агрегата не способна поддерживать хорошую мощность.
• Затраты на топливо. Вариант данного типа двигателя при тех же лошадиных силах, что у турбированного расходует топлива в большей мере.

Турбированный двигатель — достоинства и недостатки

Турбина, установленная на двигатель данного типа, создает нагнетание давления воздуха в цилиндры, за счет чего воздуха попадает больше, топливо получше горит, увеличивается мощь и крутящий момент. Как и у атмосферного, так и у турбированного двигателя есть сильные стороны и слабые. Преимущества такие:

• Мощность. Сравнивая с атмосферным двигателем, даже при меньшем рабочем объеме у турбированного мощность намного выше, крутящий момент тоже высокий, а значит и динамика лучше. Не стоит забывать про интеркулер, установив который еще больше увеличивается мощность двигателя;
• Расход топлива. Относительно такого же количества лошадиных сил с атмосферным движком, у турбированного расход меньше. Что касается экологичности, то здесь большой плюс, топливо сгорает эффективнее, а установив даунпайп, доступ газов на турбину предельно качественный и выхлопной звук становится меньше;
• Размеры и масса. Агрегат обладает меньшими размерами и массой, что говорит о его компактности, даже учитывая тот факт, что моторы бывают двух и трех цилиндровые;

Плюсов у двигателя немало, но есть и минусы:

• Расход топлива. Если не учитывать лошадиные силы, а брать объем двигателя, то атмосферный будет расходовать топлива меньше, но и будет слабее, чем турбированный;
• Качество топлива и масла. Силовой агрегат чувствителен к качеству дешевого бензина, горючее сомнительного качества убивает турбину, ресурс которой и так небольшой, к тому же требующий ухода и замены после пробега 120 тыс. км. Качество масла тоже важно, рекомендовано лить специальное и менять нужно чаще чем у атмосферного через 10 тыс. км;
• Прогрев. Зимой двигатели турбированного типа греются по времени дольше.

Оба двигателя атмосферный и турбированный обладают массой положительных моментов и недостатков. Прежде чем сделать покупку автомобиля, необходимо учитывать все нюансы, чтобы выбор был обдуманным и правильным.

Атмосферный двигатель – насколько популярен такой вариант?

Атмосферный двигатель: что значит это понятие и стоит ли применять его в модернизации своей машины? Ведь многие слышали о том, что оптимальный способ увеличить мощность автомобиля – это изменить конструкцию мотора, но тот ли это вариант? Давайте разберемся.

Что такое атмосферный двигатель и в чем его особенность работы?

Под атмосферным двигателем понимают самый первый мотор, созданный руками человека. Его название связывают с атмосферой, находящейся вокруг нас, она-то и участвует в сжигании двигательных смесей, которые появляются в результате непосредственного проникновения воздуха в поршень. На следующем этапе работы движка он смешивается с горючим (дизельное топливо или бензин). Из всего этого можно сделать вывод о том, что такой вид двигателя является наиболее простым по своему механическому устройству. Также важно отметить, что в современном производстве используется установка турбины на атмосферный двигатель, так как она обладает способностью делать смеси более сбалансированными.

У этого вида двигателей есть ряд особенностей, которые необходимо учитывать при его эксплуатации. Основной из них является необходимость правильного расчета питания, где нужно учитывать соотношение между горючими жидкостями и воздухом из атмосферы, причем делать это необходимо с учетом их оптимального типа. Если двигатели были произведены в соответствии со всеми нормами, то баланс смесей для атмосферных двигателей равен отношению одного к четырнадцати.

Стоит отметить, что этот показатель одинаков для всех двигателей внутреннего сгорания. Таким образом, при создании и эксплуатации такого вида устройства следует учитывать оптимальное соотношение всех вышеперечисленных элементов.

Чем грешит конструкция атмосферного двигателя?

Неудобство в использовании такого мотора возникает тогда, когда происходит осуществление оборотов различной степени интенсивности, это может спровоцировать резкое изменение способности затягивать атмосферный воздух, и требуемый баланс 1:14 пропадает. При небольших оборотах не будет поступать нужный объем воздуха. Ведь частота и вращательные движения деталей в цилиндрах не могут обеспечить появления нужного количества этого компонента в системе. Со временем эти сбои станут заметны водителю и приведут к ремонту двигателя.

Атмосферный мотор является одним из популярнейших устройств среди устанавливаемых в современные автомобили, даже несмотря на подверженность проблемам с насыщаемостью воздухом. Благо, инженеры свели эту проблему к минимуму. К тому же, такие моторы по показателям конструкции питания, пригодности к различным видам ремонтных работ, по уровню надежности и своей предсказуемости значительно превосходят все остальные типы.

Как увеличить мощность атмосферного двигателя и чем это обернется?

Если вас интересует, как увеличить мощность атмосферного двигателя, то мы приоткроем некоторые технологические решения заводов автопрома. Для увеличения этого показателя проводятся следующие действия:

• увеличивают объем цилиндра;
• заменяют кулачковый вал и клапан стандартного типа;
• используют патрубок;
• устанавливают усовершенствованные воздушные фильтры.

Время показало, что если правильно произвести процедуры по данным изменениям, то атмосферный дизельный двигатель сможет увеличить показатель своей мощности в среднем на 30%. Но, зачастую, бывают случаи, когда и этот достигнутый результат не устраивает, тогда рекомендуется провести установку механического нагнетателя (одного или нескольких), обладающего таким типом передачи, как турбо. В гаражах многие любители экспериментируют со своими автомобилями именно таким образом.

Необходимо отметить, что после увеличения мощности двигателя, значительно увеличивается уровень потребления топлива. Это особенно актуально на трассе, где скорость автомобиля в разы выше, чем в населенном пункте. Кроме того, стоит учитывать и тот факт, что при высоких скоростях традиционная тормозная система не справляется со своей задачей. Следовательно, ее также необходимо модернизировать. В силу этих причин большинство специалистов не рекомендуют автовладельцам производить подобные изменения в своей машине без квалифицированной помощи или хотя бы консультации.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Третье поколение SKODA OCTAVIA A7 стало невероятно популярным в России

ŠKODA OCTAVIA A7 — лучший городской автомобиль

Если бы где-то объявили конкурс на самый комфортабельный, технически совершенный и практичный городской автомобиль, но ŠKODA OCTAVIA A7 выиграла бы его с большим отрывом. Для столь амбициозного утверждения есть основания: OCTAVIA, как никакое другое авто, ориентирована на удобство пользователя.

И дело даже не в тысяче мелочей Simply Clever (хотя и в них тоже), а во внимании, с которым чешские инженеры и дизайнеры подходят к своему потребителю. Они изучают поведение человека в роли водителя и пассажира и делают всё, чтобы OCTAVIA была максимально удобной для каждого.

Третье поколение автомобиля, известное как ŠKODA OCTAVIA A7, стало невероятно популярным в России. И это несмотря на цену, которая выше, чем у большинства конкурентов. Просто ŠKODA OCTAVIA A7 просторнее, удобнее, мощнее и надёжнее, чем другие автомобили. А ещё она очень экономична в обслуживании. Заплатив за автомобиль один раз, человек получает недорогое и качественное обслуживание и очень скромный расход топлива.

Технические характеристики ŠKODA OCTAVIA

Начнём рассмотрение технических характеристик ŠKODA OCTAVIA с габаритов автомобиля. Этот городской лифтбэк по своим размерам находится между стандартами классов C и D: длина составляет 4670 мм, ширина 1814 мм, высота 1476 мм. Тип кузова — пятиместный, пятидверный, двухсекционный.

Автомобиль строится на модульной платформе MQB, в качестве передней подвески у него используются стойки «Макферсон» с нижними треугольными поперечными рычагами и стабилизатором поперечной устойчивости. Тип задней подвески зависит от типа двигателя: на машины с моторами 1.6 MPI и 1.4 TSI ставится торсионная балка, а на машины с 1.8 TSI — многорычажная балка с одним продольным и тремя поперечными рычагами и стабилизатором поперечной устойчивости.

Линейка двигателей OCTAVIA отличается сбалансированностью и возможностью выбора для любых потребностей автовладельца. Это три бензиновых агрегата, каждый со своими преимуществами:

• атмосферный двигатель 1.6 MPI мощностью 110 л. с., оснащаемый 5-ступенчатой механической трансмиссией или 6-диапазонным автоматом;

• турбированный двигатель 1.4 TSI на 150 л. с., который идёт в паре с роботом DSG;

• турбированный двигатель 1.8 TSI на 180 л. с., комплектуемый роботом DSG.

К достоинствам атмосферного двигателя относится простота в ремонте и эксплуатации. А ещё по сравнению с другими моторами ŠKODA OCTAVIA к бензину он не предъявляет высоких требований.

Если заправить турбированные агрегаты ŠKODA OCTAVIA бензином с недостаточным октановым числом или непроверенным качеством, то можно получить «в награду» ремонт двигателя. А MPI не так требователен — и может простить некоторые огрехи топлива. За это его и ценят российские покупатели.

Зато турбированные двигатели OCTAVIA демонстрируют на дороге настоящую мощь. Особенно это касается 1.8 TSI, который великолепно раскрывает потенциал автомобиля. 180 л. с. под капотом городского лифтбэка — это превосходная динамика в широком диапазоне оборотов.

Другое достоинство турбированных двигателей — их экологичность и экономичность. Современная технология Green Tec позволила снизить на 23% выбросы углекислого газа в атмосферу. А показатели расхода топлива порадуют кого угодно: двигатель 1.4 TSI потребляет 5,5 л топлива на 100 км пути в смешанном режиме, а двигатель 1.8 TSI — 6.1 л.

Тормозная система ŠKODA OCTAVIA A7 — гидравлическая, с двумя диагональными контурами, вакуумным усилителем и системой Dual Rate. Автомобиль спроектирован и выполнен с чрезвычайным качеством: это видно во всём — от сборки кузова до обивки салона.

Выбирая ŠKODA OCTAVIA, люди вкладывают деньги в свой комфорт. И вы можете убедиться в этом прямо сейчас: приезжайте в салон «Восток Моторс Тюмень», чтобы посмотреть на чешский лифтбэк, оценить его комплектации и характеристики. А ещё вы можете записаться на тест-драйв и понять, какова OCTAVIA на дороге, — для поездки вам понадобятся только паспорт и водительское удостоверение. Звоните: +7 (3452) 56-48-87 и оставляйте заявку на тест-драйв.

История парового двигателя

История парового двигателя [Главная страница истории Steam] [Карта сайта истории Steam] [Домашняя страница вводного учебника по химической инженерии] [Дополнительные материалы к учебнику]

---

Краткая история парового двигателя

Резюме Карла Лира

Одной из самых значительных промышленных задач 1700-х годов было удаление воды из шахт. Пар использовался для откачки воды из шахт. Теперь это может показаться, что имеет очень мало общего с современной паровой электроэнергией. растения.Однако один из основополагающих принципов, используемых при разработке паровая энергия — это принцип, по которому конденсация водяного пара может создавать вакуум. В этой краткой истории рассказывается, как конденсация использовалась для создания вакуума. для работы первых паровых насосов, и как Джеймс Ватт изобрел отдельный конденсатор. Хотя циклические процессы, представленные в этой истории, не используются в современных паровых турбинах с непрерывным потоком в современных системах используются отдельные конденсаторы. работает при давлении ниже атмосферного, применяя описанные здесь принципы.Кроме того, рассказы об изобретателях и их изобретениях позволяют лучше понять процесс технологических открытий.

Демонстрация вакуума

Один из важнейших принципов, применяемых при работе с паровой тягой. это создание вакуума путем конденсации. Эта ссылка представляет собой простую иллюстрацию используя бутылку безалкогольного напитка и кипяток. Демонстрация демонстрирует, как конденсация внутри резервуара создается вакуум. В насосе Savery, описанном ниже, используется метод очень похоже на продемонстрированный метод.Вакуум Демо.

Спасательный насос

Раньше одним из распространенных способов удаления воды было использование серии ковшей на шкивной системе, управляемой лошадьми. Это было медленно и дорого так как животные нуждались в корме, ветеринарии и жилье. Использование пар для перекачивания воды был запатентован Томасом Савери в 1698 году, и, по его словам, предоставил «двигатель для подъема воды с помощью огня». Насос Савери работал нагревая воду до ее испарения, заполняя резервуар паром, а затем создавая вакуум, изолировав резервуар от источника пара и конденсируя пар.Вакуум использовался для забора воды из шахт. Однако вакуум мог набирайте воду только с небольшой глубины. Еще одним недостатком помпы была использование давления пара для удаления воды, втянутой в резервуар. В принципе, давление можно использовать для выталкивания воды из бака вверх. 80 футов, но взрывы котлов не были редкостью, так как конструкция герметичного котлы были не очень продвинутыми. По этой ссылке вы найдете подробную информацию о работе Savery. Описание насоса..

Атмосферный двигатель Newcomen

Томас Ньюкомен (1663-1729), кузнец, 10 лет экспериментировал, чтобы разработать первый по-настоящему успешный паровой двигатель, приводящий в действие насос для удаления воды из мины. Его способность продавать двигатель была ограничена обширным патентом Савери. Он был вынужден основать фирму с Savery, несмотря на улучшение показателей. его двигателя, значительные механические отличия, устранение потребность в давлении пара и использование вакуума совсем другим способом.А Схема двигателя Ньюкомена показана на рисунке 1. Двигатель называется «атмосферный» двигатель, потому что максимальное давление пара составляет около атмосферное давление.

Рис. 1. Иллюстрация атмосферного двигателя Ньюкомена для перекачивания воды.

Принцип работы. Паровая машина состоит из паровой поршень / цилиндр, который перемещает большую деревянную балку для привода водяного насоса. Двигатель не использует давление пара для подъема парового поршня ! Скорее, система сконструирована таким образом, что балка тяжелее со стороны основного насоса, и сила тяжести тянет вниз основную насосную часть балки.Вес добавляется к со стороны основного насоса, если необходимо. Насосы на Рисунке 1 вытесняют воду по восходящей ход поршня насоса соответствует насосам, используемым в оборудовании в то время, и обсуждение следует за этой конструкцией. Чтобы нарисовать вода в основной насос в правой части диаграммы, рассмотрим цикл это начинается с того, что луч опускается вправо. Цилиндр под паром поршень сначала заполняется паром атмосферного давления, а затем распыляется вода в цилиндр для конденсации пара. Разница давлений между атмосферой и в результате вакуум выталкивает пар поршень вниз, потянув поршень основного насоса вверх, поднимая воду над поршнем основного насоса и заполняя нижнюю камеру основного насоса водой. В нижней части хода парового поршня открывается клапан для восстановления паровой цилиндр до атмосферного давления, и луч направо опускается вниз под действием силы тяжести, позволяя главному поршню упасть. Когда основной поршень падает, вода из-под поршня проходит в камеру над поршнем, как будет объяснено ниже.Пар атмосферного давления поступает в паровой цилиндр. во время этого шага, позволяя повторить процесс.

Двигатель Newcomen был лучшей технологией за 60 лет! Некоторые двигатели Newcomen использовались намного дольше, хотя и значительно уступали ваттным двигатели, которые следовали. Подробнее о работе и фото самого старого существующий механизм Ньюкомена, см. Ньюкомен Описание двигателя.

Ваттный атмосферный паровой двигатель

Рисунок 2.Иллюстрация атмосферного двигателя Ватта для перекачивания воды. Главный насос не показан. (По гравюре Стюарта, 1824 г., С. 114.).

Двигатели Newcomen были крайне неэффективны. Пользователи узнали, как требовалось много энергии. Паровой цилиндр многократно нагревали и охлаждали, что тратило энергию на повторный нагрев стали, а также вызывало большие тепловые потери. стрессы. Джеймс Ватт (1736-1819) совершил прорыв, используя отдельный конденсатор.Ватт открыл отдельный конденсатор в 1765 году. (См. Эксперимент Ватта.) Прошло 11 лет, прежде чем видел устройство на практике! Самое большое препятствие для реализации двигателя Ватта была технология изготовления большого поршня / цилиндра с достаточно узкими допусками, чтобы запечатать умеренный вакуум. Технология улучшилась примерно в то же время, когда Ватт обнаружил финансовую поддержка, в которой он нуждался, благодаря партнерству с Мэтью Бултоном. Принцип работы. Двигатель Ватта, как и двигатель Ньюкомена, работающий по принципу разницы давлений, создаваемой вакуумом с одной стороны поршня, чтобы протолкнуть паровой поршень вниз. Однако паровой цилиндр Ватта вообще оставался горячим. раз. Клапаны пропускали пар в отдельный конденсатор. а затем откачивали конденсат вместе с любыми газами с помощью воздушного насоса. (См. Рисунок 2.) Для подробностей работы и фото пары двигателей Ватт используется для перекачивания воды, см. Ватт Описание двигателя.

Поршень двустороннего действия и роторный двигатель

Рис. 3. Иллюстрация двигателя двойного действия Boulton-Watt. (Адаптировано с гравюры Стюарта, 1824 г., стр. 128).

Ватт и Бултон успешно применили свой двигатель для откачки воды из колодцы. Бултон был дальновидным промышленником и воспользовался возможности применить двигатель в других отраслях.Перемещение паровой двигатель в помещении, устройство стало полезным для работы мельниц и текстильные фабрики и др. Двигатель, изображенный слева, является примером двигателя позднего 1700-е гг. Обратите внимание на цепь, которая раньше соединяла поршень с балкой. двигатели заменены на механизм параллельного хода. Ватт сказал его сын, что он гордился этим изобретением даже больше, чем он был сам двигатель. Механизм позволял поршню действовать в идеально выровненное движение вверх / вниз, пока луч идет по дуге.Механизм Также появилась возможность переносить работу восходящим ходом! Steam — это наконец-то делает работу толкая вверх! Используемые для этого котлы В устройстве также находятся котлы атмосферного давления. Цилиндровое пространство над поршень соединен с вакуумом конденсатора, чтобы позволить пар, чтобы подтолкнуть поршень. Двигатель слева также содержит еще одно необходимое улучшение. для управления механизмами с постоянной скоростью — подключен регулятор скорости к дроссельной заслонке. Подробнее о двигателе двойного действия, механизме параллельного движения, регулятор скорости, а также солнечная и планетарная шестерни (без изображения на рисунке 3), включая фотографии, см. Двойное действие Описание двигателя.

Биография Джеймса Ватта и история двигателя

История Джеймса Ватта и разработки двигателя чрезвычайно интересна. Используйте эту ссылку, чтобы найти биографию Ватта.История поможет вам понять, как двигатель стал больше, чем водяной насос, и как Вышеупомянутые события относятся к человеку и времени.

важных дат в развитии Steam Двигатель

Краткая библиография книг и ресурсов для Изучение паровых двигателей и Джеймса Ватта

Карта сайта

Чтобы перейти в каталог сайта, щелкните здесь.

---

Спасибо за проявленный интерес!

Обновлено 21.05.13, Авторские права 2001-2013, Карл Т.Лира, [email protected] Все права защищены.
Подготовлено как дополнение к вводному Химическая инженерия Термодинамика.

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 главной опорной колонны, а не на стороне пару 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 по 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 o 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 на этом этапе, 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 установлен обратный клапан, а в поршне просверливаются обратные клапаны сверху. В верхней части хода парового поршня штифты n на штоке воздушного насоса перемещают 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 поступает 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 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 сквозь конденсат и воздух, который попадает 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 снова переключаются клапаны c, e, f , позволяя двигателю повторить ход вверх. Жиклер конденсатора также закрыт.

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.

Впускной

Воду непрерывно кипятят для получения пара. Во время поршня ходом 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, более высокое атмосферное давление движет поршень 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.

Атмосферный двигатель Ньюкомена | Коллекция музея науки

Двигатель Ньюкомена, построенный Фрэнсисом Томпсоном из Ашовера около Честерфилда в 1791 году.Реконструирован в доме, построенном из материалов, взятых из машинного отделения в Пентрихе, Дербишир, где он работал в последний раз.

Томас Ньюкомен был первым человеком, который разработал практичный паровой двигатель, и с его успехом стал доступен искусственный источник огромной энергии, который заменил неопределенную силу ветра, воды и животных. Его изобретение больше, чем какое-либо другое, превратило неуклонный прогресс промышленного прогресса в промышленную революцию, сделав возможным осушение глубоких шахт и полную эксплуатацию минеральных богатств Западной Европы.В эпоху без станков и надежных металлов Ньюкомен преуспел, потому что он понимал, что должен создать двигатель, исходя из доступных материалов и навыков. Его двигатели были построены как дома, их цилиндры были отлиты создателями пушек, а их котлы, как котлы, производили пар с давлением чуть выше атмосферного.

Пар конденсировался внутри перевернутого цилиндра, создавая таким образом частичный вакуум, и именно давление атмосферы заставляло поршень опускаться и через качающуюся балку поднимало тяжелые насосные штоки, висящие внутри шахты.Таким образом, цилиндр подвергался внешнему давлению и возможность его разрыва была исключена.

Теория двигателя Ньюкомена вытекает непосредственно из экспериментов ученых семнадцатого века. Его строительство зависело от более старых навыков плотника, каменщика, кузнеца и других. Первый двигатель был установлен недалеко от Дадли в 1712 году. Двигатель Музея науки является поздним примером, что можно увидеть по использованию чугуна для балки, ранее сделанной из дерева с деталями из кованого железа.

Newcomen Beam Engine — Age of Revolution

До 1700-х годов было очень мало машин, и большая часть работ выполнялась вручную. Энергия лошадей и волов использовалась, чтобы тянуть плуги, телеги и мельницы. Вода также использовалась как важный источник, где это было возможно. Но работа была относительно медленной и обычно могла выполняться только при дневном свете или в определенных местах. Двигатель Ньюкомена был первой коммерчески жизнеспособной машиной, работающей от пара.Он был разработан для откачки воды из угольных шахт, что позволило шахтерам углубляться и исследовать дальнейшие пласты угля, олова и других полезных ископаемых.

К 1725 году двигатель Ньюкомена был обычным местом на шахтах по всей Британии. Его дизайн практически не изменился до 1770-х годов, когда Джон Смитон внес ряд улучшений. Примерно в то же время, когда он работал в Университете Глазго, Джеймса Ватта попросили отремонтировать модель парового двигателя Ньюкомена. Понимая, что двигатель неэффективен, он разработал новую революционную конструкцию, которая поможет паровому двигателю работать быстрее и потреблять меньше топлива.

Вместе со своими деловыми партнерами Мэтью Бултоном и Уильямом Мердоком Ватт продолжил усовершенствовать свой революционный дизайн, чтобы паровые двигатели могли не только эффективно перекачивать воду, но и приводить в движение машины на бумажных, хлопковых, мукомольных и железных заводах, текстильных фабриках, ликероводочных заводах и т. Д. каналы, гидротехнические сооружения и даже приводы паровозов. Эти необычные события изменили британский ландшафт и жизнь людей и стали известны как промышленная революция.

Этот двигатель Ньюкомена, расположенный в Центре наследия Эльсекара в Йоркшире, был построен в 1795 году для перекачки воды из Новой шахты Эльсекара.Двигатель работал до 1923 года, когда его наконец заменили электронасосы. Newcomen Beam Engine — единственный в мире двигатель такого типа, который остался на прежнем месте. Он считается одним из важнейших промышленных памятников мира.

Знаете ли вы ..?

На пике мощности этот двигатель мог перекачивать до 600 галлонов воды — около 20 полных ванн — в минуту.

Barnsley Museums работали с цифровыми художниками и местной начальной школой над созданием проекционной карты Newcomen Beam Engine, рассказывающей его историю и показывающей, как она работает.Узнайте больше здесь.

Используйте наши действия Education , чтобы исследовать этот объект и Industrial Revolution в дальнейшем.

Особенности:

И многое другое…

Паровая машина Ньюкомена

После A Culture of Growth я вернулся к своей первоначальной идее изучения истории промышленной революции. Я взял книгу Томаса Крампа Краткая история того, как промышленная революция изменила мир .

Первая история промышленной революции — это история парового двигателя. Когда вы думаете о «паровой машине», вы можете думать о Джеймсе Ватте, но первая паровая машина на самом деле была создана Томасом Ньюкоменом в 1712 году.

Двигатель Ньюкомена не был таким, как мы думаем о двигателях сегодня: это был двигатель, вращающий вал или кривошип. Это был насос. Первоначально он использовался для откачки воды из шахт.

«Старая Бесс», одна из первых паровых машин, в Лондонском музее науки.

Британской черной металлургии в то время требовалось новое топливо. Производство чугуна требует сильного тепла и, следовательно, огня. Долгое время для этого использовалось дерево (точнее, древесный уголь, но это уже история для другого поста). Но Британия быстро истощала свои леса. Итак, им понадобилось новое топливо, и они перешли на уголь, которого у них было много.

Проблема заключалась в том, что, спустившись достаточно глубоко в шахту, вы попадаете в грунтовые воды, и вам нужно их откачать. В медных или оловянных рудниках насос приводили в действие лошадьми. Но уголь требовался в больших количествах, что требовало перекачки больших объемов воды.Нужен был лучший источник движущей силы.

Войдите в двигатель Ньюкомена — паровой двигатель, хотя он был также известен как атмосферный двигатель или «пожарная машина». Двигатель работал по установленному научному принципу, который был продемонстрирован Королевскому обществу в прошлом веке: поршень, наполненный паром, будет тянуть с большой силой, когда пар конденсируется за счет его охлаждения.

Однако эту научную демонстрацию приходилось вручную сбрасывать с каждым ходом поршня.Часть изобретения Ньюкомена заключалась в том, чтобы настроить автомат для непрерывного движения. Акция:

1. Пар из котла попадает в поршень, позволяя цепочке, прикрепленной к насосу, опускаться вниз.
2. Холодная вода кратковременно распыляется на поршень, охлаждая и конденсируя пар.
3. Это создает вакуум, который подтягивает цепь вверх.

Вы можете увидеть это в действии в Википедии.

---

Читая этот рассказ, я был поражен тем, насколько Ньюкомену мешало то, что у него еще не было промышленной революции.Хорошего транспорта не было, поэтому машины приходилось строить на месте, из местных деталей и материалов, местными мастерами. Двигатели были большими и тяжелыми. Кроме того, топливо должно было быть местным, потому что не было удобного способа транспортировки самого топлива. Не было хорошего способа общения, поэтому инновации, сделанные местными инженерами, не получили распространения и были изобретены другими десятилетиями позже. Материаловедение было в зачаточном состоянии, поэтому они не могли использовать лучшие металлы. И так далее.

Если посмотреть на это с этой точки зрения, становится ясно, почему прогресс экспоненциальный: каждая его часть усиливает все остальные.Человеческий прогресс — это не только взаимосвязанное целое, но и самоусиливающееся, самоускоряющееся целое.

И наоборот, это немного блестяще, как все это началось. Двигатель откачивает воду из угольных шахт. Он питался углем из самой шахты! (И, очевидно, это были небольшие кусочки угля из головы шахты, которые в любом случае были не очень полезны, так что это не было отходом.) Таким образом они избавились от необходимости перевозить топливо по железным дорогам (работающим на продвинутых версиях паровой двигатель, который не изобрели бы десятилетиями).Это похоже на одноклеточный прокариот промышленной революции, который в конечном итоге превратился в многоклеточный организм современной глобальной экономики.

Краткая история того, как промышленная революция изменила мир

Напишите мне письмо

Инженерные хронологии — Томас Ньюкомен

Томас Ньюкомен

продолжение

Первый атмосферный двигатель

Хотя мало что известно о деятельности Ньюкомена за десять лет до 1711 года, вполне вероятно, что он потратил время на совершенствование первого в мире практического парового двигателя, который позже стал известен как «атмосферный» двигатель.У него определенно была мастерская в Дартмуте в Девоне, где он и его деловой партнер Джон Калли экспериментировали с моделями и прототипом. Первый известный двигатель Ньюкомена, который успешно работал, был установлен на Стаффордширской шахте в 1711-12 годах.

Итак, как он пришел к рабочему решению для стационарного парового двигателя? Ньюкомен знал, что поршень может быть приведен в движение вниз по цилиндру, заполненному вакуумом, только за счет давления атмосферы, как это продемонстрировали другие экспериментаторы. Он стремился использовать потенциальную силу этого, используя принцип качелей.

Если вы возьмете большую балку и закрепите ее посередине, при этом шток поршня будет прикреплен к одному концу, а противовес — к другому, вес будет увеличиваться по мере опускания поршня. Если груз представляет собой ведро с водой, его можно опорожнить в верхней части хода, и если это действие повторяется бесконечно, у вас есть эффективный насос.

Для работы насоса цилиндр сначала заполняется паром, подаваемым в него от котла.Для создания вакуума необходимо конденсировать пар. Сначала (и, возможно, в течение нескольких лет) для этого Ньюкомен охлаждал свой цилиндр снаружи, используя холодную воду, протекающую внутри свинцового кожуха вокруг котла — очень медленный процесс.

По словам шведского инженера Мартена Триевальда (1691-1747), который позже работал с Newcomen, прорыв в области эффективного конденсирования пара был счастливой случайностью. Латунный цилиндр прототипа имел дефект литья, который был отремонтирован оловянным припоем.После многих циклов испытаний ремонт не удался, и холодная вода из рубашки охлаждения брызнула в цилиндр через крошечное отверстие. Пар сразу конденсировался, создавая настолько сильный вакуум, что поршень упал с достаточной силой, чтобы пробить основание цилиндра и разбить крышку котла внизу.

Ньюкомен изменил свой прототип так, что холодная вода впрыскивалась прямо в цилиндр. Ход теперь стал намного быстрее и мощнее, хотя использование двигателя было трудоемким, поскольку все клапаны управлялись вручную.

Не желая сдаваться, он продолжал совершенствовать двигатель, в конечном итоге решив ряд проблем, например, как предотвратить попадание воздуха в цилиндр вместе с паром, что уменьшило вакуумный потенциал, и как слить горячий конденсат из цилиндра. . Он также нашел способ сделать клапаны впрыска пара и воды самодействующими.

Будучи человеком из Девона, Ньюкомен знал о проблемах, с которыми сталкиваются местные горняки, пытаясь сохранить выработки сухими. В Корнуолле, где у многих прибрежных рудников были туннели, уходящие под воду, вода ограничивала глубину добычи. Томас Савери (около 1650-1715) пытался заинтересовать горняков Корнуолла своим собственным насосом, установив один в 1702 году, но он не смог поднять воду с достаточной глубины. Он отказался от своих попыток в 1705 году.

В том же году Newcomen, как утверждается, вступила в партнерство с Savery. Поскольку Савери владел патентом на «пожарные машины», Ньюкомен, возможно, решил, что его усилия лучше направить на производство двигателей по этому патенту, а не на создание отдельного патента.Он не был богатым человеком и, возможно, был напуган вероятной стоимостью нового патента, включая перспективу оспаривания авторских прав Савери.

Говорили, что к 1710-11 годам в Корнуолле находились один или два паровоза Ньюкомена. Это не подтверждено, но вполне вероятно. Первый из них, по всей видимости, заправлявшийся дерном, находился на шахте Balcoath Mine недалеко от Поркеллиса в районе Вендрон, где с 1644 года олово добывалось в основном из аллювиальных отложений. Другой двигатель упоминается в оловянном руднике Wheal Vor (Great Work) в Брейдж возле Хелстона.

Двигатель Ньюкомена показал, насколько больше работы можно сделать, используя механизацию, а не ручной или животный труд. Но по современным меркам это было неэффективно, поскольку потреблялось огромное количество угля для относительно небольшой выработки электроэнергии. Это сделало это предложение очень дорогим для юго-запада Англии, где нет естественных угольных месторождений.

Возможно, тогда это более чем случайность, что первый известный успешный двигатель Ньюкомена был установлен на шахте, что дало ему готовый источник дешевого (или бесплатного) топлива.Он был установлен (1711-12) в Coneygree Park или Типтон-Филд в Стаффордшире, недалеко от замка Дадли, и использовался для откачки воды из угольной шахты на глубине почти 47 метров.