Системы двигателя автомобиля: Основные механизмы и системы двигателя

Содержание

Механизмы и системы двигателя

Категория:

   Двигатели кранов на железнодорожном ходу

Публикация:

   Механизмы и системы двигателя

Читать далее:



Механизмы и системы двигателя

Основными механизмами двигателя внутреннего сгорания являются шатунно-кривошипный и распределительный, а основными системами— системы питания, зажигания, смазки и охлаждения.

Шатунно-кривошипный механизм предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Этот механизм состоит из цилиндра, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Ход поршня зависит от величины радиуса кривошипа коленчатого вала и равен двойной величине радиуса кривошипа.

Крайние положения поршня, как верхнее, так и нижнее, соответствуют положениям, когда ось кривошипа вала, осевая линия шатуна и ось пальца поршня располагаются на одной прямой линии.

Эти положения называются мертвыми положениями поршня, потому что усилием на поршень нельзя заставить повернуться коленчатый вал. Вся система может быть выведена из этого положения лишь внешними силами — силой инерции маховика или движением поршней других цилиндров, если двигатель многоцилиндровый.

Цилиндры большинства двигателей выполняются в виде отдельных отливаемых из специального чугуна гильз, вставленных в отверстия блока цилиндра.

Блок цилиндра — одна из основных частей двигателя. Верхняя часть блока закрыта головкой, в которой расположены впускные и выпускные клапаны, форсунки или запальные свечи.

Нижняя часть блока соединена с картером, служащим у некоторых двигателей основанием для коренных подшипников коленчатого вала, и камерой, в которой у четырехтактного двигателя помещается масло для смазки всех деталей.

Блок цилиндра (а также и головка) обычно делают двухстенным; в пространстве между стенками циркулирует вода, охлаждающая двигатель.

Поршень, воспринимающий на себя давление газов, отливают из специального чугуна или алюминия. Он имеет цилиндрическую форму. Верхняя его часть (донышко) может быть плоской, выпуклой или вогнутой.

В средней части поршень имеет с внутренней стороны приливы, называемые бобышками, в отверстиях которых помещается палец, соединяющий поршень с шатуном. Нижняя, наиболее тонкостенная часть поршня называется юбкой. Диаметр поршня обычно меньше диаметра цилиндра, и между поршнем и цилиндром имеется необходимый температурный зазор, в котором образуется тонкая масляная пленка, смазывающая трущиеся поверхности цилиндра.

На наружной боковой поверхности поршня имеются кольцевые канавки, в которые заводятся поршневые кольца. Часть колец служит для создания уплотнения между стенками цилиндра и поршня (так называемые компрессионные кольца), часть же колец (маслосбрасывающих) служит для удаления со стенок цилиндра излишков смазки.

Маслосбрасывающие кольца обыкновенно имеют на своей поверхности проточку, этим порышается удельное давление кольца на стенки цилиндра, в результате чего оно лучше снимает излишки масла с поверхности цилиндра.

Поршневой палец представляет собой полый стержень, изготовленный из легированной стали. Для уменьшения износа рабочую поверхность пальца обычно цементируют, калят и шлифуют. Во многих двигателях поршневой палец закрепляется лишь от продольного перемещения пружинными замками с тем, чтобы исключить возможность трения его о стенки цилиндра. При таком закреплении палец может проворачиваться как в бобышках поршня, так и во втулке шатуна. Такая посадка свободно плавающего пальца дает более равномерный его износ.

Шатун шарнирно соединяет поршень с коленчатым валом и передает воспринимаемые поршнем усилия валу. Шатун двигателей внутреннего сгорания в большинстве своем штампован из стали. Он состоит из стержня и двух головок: верхней с впрессованной в нее бронзовой втулкой и нижней, называемой кривошипной и снабженной вкладышами. Сечение стержня обычно двутавровое, что придает ему необходимую прочность при небольшом весе.

Кривошипная головка шатуна выполняется разъемной; отъемная часть называется крышкой и крепится к основной части болтами. Болты эти испытывают весьма большие нагрузки и изготовляются из прочной хромистой стали.

Вкладыши шатуна, как и вкладыши коренных подшипников, делают в виде тонкостенных стальных широких полуколец. Внутреннюю рабочую поверхность этих вкладышей заливают антифрикционным сплавом, баббитом или свинцовистой бронзой.

Коленчатый вал — наиболее ответственная деталь двигателя. Он имеет несколько коренных опорных шеек и несколько кривошипных шеек или просто кривошипов, число которых соответствует числу цилиндров.

Для уравновешивания коленчатый вал снабжают противовесами, прикрепляемыми к щекам кривошипа со стороны, противоположной кривошипной шейке. На конце вала обычно крепится маховик.

Газораспределительный механизм предназначен для подачи в цилиндр воздуха или горючей смеси в строго определенные моменты и для удаления из цилиндра продуктов сгорания также в определенные моменты.

В четырехтактных двигателях газораспределение осуществляется механизмом, состоящим из клапанов, перекрывающих отверстия в головке блока, пружин, удерживающих клапаны в закрытом состоянии, распределительного вала и передаточных деталей: толкателей, втулок, коромысел и т. д.

Распределительный вал, имеющий кулачки, приводится во вращение от коленчатого вала через шестеренчатую передачу.

Кулачки на валу расположены в определенной последовательности. При вращении распределительного вала кулачки, набегая на толкатели, поднимают их. Это движение толкателей передается на концы качающихся коромысел, вторые концы которых нажимают на стержни клапанов и, сжимая пружины, открывают их в строго установленном порядке.

Клапаны работают при высоких температурах, поэтому их изготовляют из специальных жаростойких сталей.

Система питания предназначена для подачи в цилиндры двигателя топлива или горючей смеси, необходимых для совершения рабочего процесса. Системы питания дизелей и карбюраторных двигателей различные

Общая схема питания дизеля показана на рис. 1. Топливо из бака через расходный кран попадает в фильтр грубой очистки и, пройдя через него, поступает к подкачивающей помпе. Эта помпа, действующая от привода топливного насоса, прогоняет топливо через фильтр тонкой очистки, откуда оно поступает к топливному насосу. Насос под большим давлением подает топливо в форсунки, расположенные в головке блока двигателя.

Рис. 1. Общая схема питания дизеля

Система питания карбюраторного двигателя включает в себя бак для топлива, отстойник карбюратор, воздухопровод и регулятор числа оборотов двигателя. Наиболее ответственной частью в этой системе является карбюратор. Он предназначен для приготовления горючей смеси, т. е. смеси паров топлива с вполне определенным количеством воздуха, необходимого для его сгорания

Существует несколько конструкций карбюраторов. На рис. 2 показана схема устройства простейшего карбюратора, состоящего из смесительной камеры, диффузора, распылителя, жиклера, поплавковой камеры, заслонок (дроссельной и воздушной), поплавка, иглы, канала и кнопки.

Смесительная камера представляет собой отрезок трубы, в которой смешивается распыленное топливо с воздухом. Эта камера имеет местное сужение, называемое диффузором, к которому проведен распылитель, подающий в камеру топливо.

Воздух, проходя через камеру смешения, повышает свою скорость в диффузоре, и над распылителем создается разрежение, способствующее лучшему всасыванию топлива, которое увлекается затем быстро движущейся струей воздуха, испаряется, хорошо перемешивается с воздухом и поступает в цилиндры.

Рис. 2. Схема устройства простейшего карбюратора

Топливо в распылитель подается через поплавковую камеру, предназначенную поддерживать одинаковый напор топлива в распылителе, что обеспечивается поддержанием постоянного уровня топлива в камере.

В канале на пути от поплавковой камеры к распылителю установлен жиклер, сделанный в виде пробки с точно калиброванным отверстием, через которое пропускается ограниченное количество топлива.

Дроссельная заслонка служит для регулирования количества смеси, подаваемой в цилиндр: при большем открытии дроссельной заслонки в цилиндры двигателя поступает больше смеси, поэтому двигатель развивает большую мощность. Наоборот, прикрывая дроссельную заслонку, уменьшают доступ смеси в цилиндры, в результате чего мощность двигателя снижается.

Горючая смесь, подаваемая в цилиндры, может быть «бедной» или «богатой» в зависимости от соотношения долей воздуха и топлива в ней. Чем больший процентный состав топлива, тем богаче смесь.

Воздушная заслонка служит для временного обогащения смеси, главным образом в момент пуска двигателя и установления режима его работы. Это обогащение достигается поворотом воздушной заслонки, уменьшающим живое сечение канала, вследствие чего скорость потока воздуха возрастает, создается большее разрежение и увеличивается, подача топлива.

Для нормальной работы двигателя важно иметь постоянное качество смеси, определяемое соотношением количества топлива и воздуха. Простейший карбюратор не обеспечивает этого постоянства. При прикрытии дроссельной заслонки уменьшается число оборотов двигателя и над распылителем создается меньшее разрежение, в результате чего истечение топлива будет слабее и смесь в цилиндры станет поступать обедненной. Наоборот, с полным открытием дроссельной заслонки истечение топлива повышается и смесь обогащается.

Устранение этого недостатка в карбюраторах достигается постановкой дополнительного устройства, называемого компенсационным жиклером. Его размещают между поплавковой камерой и компенсационным колодцем, через который топливные каналы соединены с атмосферой. Благодаря этому через компенсационный жиклер подается постоянное количество топлива независимо от величины разрежения в диффузоре, т. е. независимо от режима работы двигателя.

С увеличением числа оборотов двигателя подача топлива через основной главный жиклер увеличится и смесь обогатится, в то же время увеличится поступление воздуха, но так как компенсационный жиклер подаст прежнее количество топлива, качество смеси не изменится.

При снижении оборотов двигателя главный жиклер станет объединять смесь, в то же время компенсационный жиклер, подавая одно и то же количество топлива при меньшем поступлении воздуха, будет обогащать смесь, в итоге ее качество сохранится.

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в карбюраторных двигателях и состоит из магнето, запальных свечей и проводов высокого напряжения.

Магнето предназначено для получения электрического тока высокого напряжения (15 000—20 000 б) и состоит из сердечника, вращающегося магнита, двух обмоток (первичной и вторичной), конденсатора и прерывателя.

При вращении магнето силовые линии магнитного поля наводят в обмотке э. д. с, которая изменяется как по величине, так и по направлению. В моменты прохода полюсов магнита против колодок сердечника магнитный поток достигает максимального своего значения, а в моменты нахождения полюсов между колодками поток силовых линий изменяет свое направление. В результате изменения магнитного потока силовые линии пересекают витки обмотки из толстой изолированной проволоки, возбуждая в ней переменный ток низкого напряжения, называемый током первичной обмотки. В возникновении первичного тока можно легко убедиться, если в цепь первичной обмотки включить гальванометр. Однако ток, возникающий в первичной обмотке, недостаточен для того, чтобы получить искру в запальной свече. Поэтому в магнето поверх первичной обмотки намотана вторичная обмотка из тонкой проволоки и с большим количеством витков.

Когда в первичной обмотке возникает и исчезает электрический ток, вокруг нее возникает магнитное поле. Его силовые линии пересекают витки вторичной обмотки, вследствие чего в ней образуется ток высокого напряжения, способный дать искру в запальной свече.

Для резкого изменения магнитного поля вокруг первичной обмотки в ее цепь включен прерыватель с контактами, прерывающий первичный ток в моменты, когда он достигает наибольшей величины. Для уменьшения искрения, подгорания контактов прерывателя и увеличения резкости разрыва цепи параллельно контактам прерывателя включен конденсатор.

Рис. 3. Схема устройства элементов системы зажигания: 1—сердечник; 2 —магнит; 3 — стойка; 4 —первичная обмотка; 5 —вторичная обмотка; 5~свеча запальная; 7 —кулачок прерывателя; 8 — рычажок прерывателя; 9 — контакты прерывателя; 10 — пружина; 11 — искровой промежуток; 12 — провод высокого напряжения; 13 — конденсатор; 14 — кнопка замыкания первичной цепи

Замыкая первичную обмотку специальной кнопкой, выключают магнето, так как в этом случае разрыва в цепи не происходит, а следовательно, во вторичной обмотке не будет возникать ток высокого напряжения.

Как отмечалось ранее, чтобы получить наиболее полное сгорание рабочей смеси, воспламенение ее осуществляется с некоторым опережением. Степень опережения на различных режимах работы двигателя должна быть различной, поэтому в магнетосделан специальный автомат, изменяющий величину опережения в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя и увеличивающий опережение зажигания с повышением числа оборотов.

Запальная свеча состоит из стального корпуса, ввертываемого в гнездо головки блока, сердечника из изоляционного материала, тонкого стального стержня 3, выполняющего роль центрального электрода. Против нижнего конца центрального электрода расположен боковой электрод, закрепленный в корпусе свечи. Зазор между этими электродами образует искровой промежуток в 0,5—0,7 мм, через который проскакивает электрическая искра.

Корпус и сердечник свечи в собранном виде разделяются прокладкой. В верхней части свечи имеется гайка 6 с шайбой. Во избежание просачивания газов из цилиндров свеча завинчивается в гнездо на медно-асбестовой прокладке.

К верхнему концу центрального стержня присоединяется провод тока высокого напряжения, закрепляемый гайкой.

Смазка трущихся поверхностей двигателя имеет большое значение для его работы. Как бы хорошо ни были обработаны трущиеся поверхности, при скольжении их друг по Другу с большим усилием нажатия между ними возникает трение, на которое бесполезно затрачивается энергия и в результате которого повышается износ поверхностей и перегрев трущихся деталей.

Смазка трущихся поверхностей представляет собой не что иное, как разделение этих поверхностей друг от друга тонким слоем смазки. Вследствие того, что сила сцепления частиц смазки между собой меньше, чем сила сцепления частиц смазки с поверхностью трущихся деталей, возникнет трение не металла о металл, а трение в жидкостном слое. Непрерывно подаваемая на поверхности трения смазка уносит, кроме того, мельчайшие частицы сработанного металла и охлаждает трущиеся поверхности.

Рис. 4. Запальная свеча

Масло, применяемое для смазки трущихся поверхностей, в зависимости от характера смазываемых поверхностей и режима их работы должно обладать определенными качествами. Так, оно должно иметь необходимую вязкость, чтобы не выжиматься из зазора между поверхностями, обладать достаточной стойкостью против воспламенения, не содержать кислот, щелочей и твердых примесей.

Трущиеся поверхности двигателя смазывают следующими способами: разбрызгиванием, принудительной подачей масла, а также комбинированным способом.

Наиболее простым способом смазки является разбрызгивание. В этом случае быстро движущиеся детали, главным образом шатунно-кривошипного механизма, захватывают масло из нижней части картера и разбрызгивают его по всей поверхности в виде мельчайших капелек. Избыток смазки стекает обратно в масляную ванну картера. Это большое преимущество способа разбрызгивания, однако он не обеспечивает должной смазки деталей в труднодоступных местах. Более надежно смазка осуществляется принудительным способом, когда подача масла к трущимся поверхностям происходит под давлением специальным масляным насосом обычно шестеренчатого типа, приводимым в движение от коленчатого вала двигателя.

Система принудительной смазки включает в себя манометр, показывающий давление масла в магистрали, и термометр для измерения температуры масла, а также радиатор для охлаждения отработавшего масла, отстойник и фильтры.

В двигателях применяется преимущественно комбинированная система смазки, при которой отдельные поверхности смазываются разбрызгиванием, а наиболее ответственные места — под давлением.

Система охлаждения двигателя. При работе двигателя выделяется большое количество тепла, вследствие чего повышается температура нагрева деталей, и если не принять мер к охлаждению их, то двигатель перегреется и его работа нарушится.

При перегреве масло теряет свою вязкость, условия смазки ухудшаются, масло начинает выгорать, наступает ускоренный износ деталей и на рабочих поверхностях могут появиться задиры, приводящие к авариям.

Охлаждение в двигателях достигается главным образом за счет пропуска охлаждающей воды через полости между двойными стенками деталей цилиндра и головки блока. Вода, омывая горячие стенки деталей, отнимает часть тепла от них, предотвращает чрезмерный их нагрев. Система охлаждения включает в себя полости охлаждаемых деталей, магистрали, радиатор, насос, вентилятор.

Если вода в системе охлаждения циркулирует за счет разности в плотности нагретой и холодной воды, то такая система называется термосифонной. В этом случае вода, отнявшая часть тепла от стенок охлаждаемых деталей, поднимается вверх и поступает в радиатор, уступая место более холодной воде, выходящей из радиатора. Радиатор при этой системе обязательно должен быть расположен выше охлаждаемых деталей.

Термосифонная система недостаточно эффективно охлаждает детали, поэтому в современных двигателях используется система охлаждения с принудительной циркуляцией воды от водяного насоса преимущественно центробежного действия.

Радиатор представляет собой два бачка (верхний и нижний), соединенных между собой боковыми стойками и сердцевиной, состоящей из ряда вертикальных трубочек, пропущенных через горизонтальные пластинки, которые увеличивают поверхность охлаждения. Для большей эффективности радиатор охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором.

Чтобы облегчить пуск двигателя, в особенности в зимнее время, в систему охлаждения заливают горячую воду. В некоторых мощных двигателях используют пусковой двигатель, система охлаждения которого соединена с системой охлаждения основного двигателя. Работая, пусковой двигатель нагревает воду в общей системе охлаждения, чем облегчает пуск основного двигателя.

При изучении принципа работы двигателя была рассмотрена его упрощенная схема. В действительности же двигатель трактора или автомобиля имеет сложное устройство.

Он состоит из кривошипно-шатунного и распределительного механизмов, а также следующих систем: охлаждения, смазочной, питания и регулирования, пуска. Карбюраторный двигатель, кроме того, оборудован системой зажигания.

С помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах преобразуется во вращательное коленчатого вала.

Распределительный механизм открывает и закрывает клапаны, которые пропускают в цилиндры воздух или горячую смесь и выпускают из цилиндров отработавшие газы.

Система охлаждения поддерживает требуемый тепловой режим двигателя.

Смазочная система подает масло к трущимся деталям двигателя для уменьшения трения и их изнашивания.

Система питания очищает и подает в цилиндры воздух и топливо или горючую смесь, а с помощью регулятора автоматически регулируется требуемое количество топлива или смеси в зависимости от нагрузки двигателя.

Система пуска дизеля необходима для проворачивания коленчатого вала при пуске.

Система зажигания карбюраторного двигателя нужна для воспламенения рабочей смеси в его цилиндрах.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов и систем: кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также систем — питания, охлаждения, смазки, зажигания и пуска.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное – движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Газораспределительный механизм предназначен для впуска в цилиндр горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов.

Система охлаждения обеспечивает нормальный температурный режим двигателя, при котором он не перегревается и не переохлаждается.

Система смазки необходима для уменьшения трения, между деталями, снижения их износа и отвода тепла от трущихся поверхностей.

Систем.а питания служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндры дизеля или для приготовления горючей смеси из мелкораспыленного топлива и воздуха и для подвода смеси к цилиндрам карбюраторного или газового двигателей и отвода отработавших газов.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в.карбюраторных и газовых двигателях (в дизелях топливо воспламеняется от соприкосновения с раскаленным воздухом, поэтому они не имеют специальной системы зажигания).

Система пуска служит для пуска двигателя.

Рекламные предложения:


Читать далее: Краткое описание дизеля КДМ-46

Категория: — Двигатели кранов на железнодорожном ходу

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Пять систем, которые снижают ресурс двигателя автомобиля — Российская газета

Не секрет, что новые моторы разрабатываются исходя из требований экономичности и экологичности, а потребительские характеристики при этом уходят на дальний план. В итоге снижается надежность и ресурс двигателя.

При выборе автомобиля стоит учитывать эту тенденцию. Есть список характеристик, которые неизбежно сокращают ресурс двигателя.

Первый пункт — это снижение объема камер сгорания. Это уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу. При этом обозначенная мощность мотора обеспечивается за счет увеличенной степени сжатия, которая позволяет улучшить скорость сгорания.

Степень сжатия ограничена топливными характеристиками и материалами, из которых сделаны механизмы поршневой группы. Если степень сжатия увеличивается на треть, то воздействие на поршень и подвижные части вырастает в два раза. С этой точки зрения в легковых авто оптимальными потребительскими свойствами обладают 1,6-литровые 4-цилиндровые двигатели, пишет aif.ru.

Второй пункт — применение поршней с короткой юбкой. Логика производителя следующая. Чем меньше поршень, тем он легче. И благодаря этому он обеспечивает большую отдачу и эффективность. Сокращение юбки поршня в сочетании уменьшением плеча шатуна влечет за собой рост нагрузки на стенки цилиндров. На высоких оборотах такой поршень иногда пробивает масляную пленку и соприкасается с металлом цилиндров. Что, конечно, не продляет службу поршневой группы.

Третьим в списке идет использование турбонаддува на малообъемных моторах. Чаще всего встречается турбонаддув, работающий на энергии выхлопных газов для вращения центростремительной турбины. Температура в ней достигает 1000 градусов. Чем больше литровая мощность мотора — тем сильнее износ. Чаще всего турбоагрегат ломается на пороге 100 тысяч километров. Турбина может быстро вывести из строя поршневую часть, поскольку турбокомпрессор возьмет весь запас моторного масла.

Четвертый пункт — отсутствие прогрева двигателя при минусовых температурах. Действительно, современные моторы могут начинать работу без прогрева благодаря новейшим системам впрыска. При понижении температуры нагрузка на детали резко возрастает: двигателю нужно прокачать масло и прогреться хотя бы минут пять. Но из-за экологических требований производители опускают эту рекомендацию. А срок службы шатунно-поршневой группы сокращается.

Пятой в списке стоит система «старт/стоп». Ее придумали немецкие автопроизводители для отсечения режима холостого хода, при котором в атмосферу выбрасывается немало вредных веществ. Как только скорость автомобиля падает до нуля, система отключает двигатель. Проблема в том, что каждый мотор рассчитан на определенное число пусков. Без этой системы за 20 лет двигатель запустится, в среднем, 100 тысяч раз. С ней — около 10 миллионов. Чем больше пусков — тем сильнее происходит выработка трущихся частей.

Какие полезные системы автомобиля убивают двигатель — Российская газета

В оснащение современных автомобилей входит целый ряд систем, нацеленных на экономию топлива и повышение эффективности, однако эти же узлы могут нанести бортовому оборудованию существенный вред и даже привести к капремонту. Расскажем о том, что это за системы.

Одним из скрытых врагов двигателя является, казалось бы, исключительно полезная система экономии топлива «Старт-стоп». Такой технологией оснащают, как правило, не бюджетные автомобили по большей части премиального сегмента, однако и в добротных массовых моделях это ноу-хау не редкость. Суть системы состоит, как известно, в автоматическом отключении мотора во время остановки автомобиля и соответственно автозапуске при нажатии на газ.

Различные автопроизводители обещают экономию от 1 до 2 л горючего на 100 км в зависимости от марки и модели. Однако мало кто при этом афиширует оборотную сторону вопроса. Между тем, каждое отключение силового агрегата влечет за собой остановку масляного насоса, каждый пуск, особенно зимой, когда двигатель не вышел на рабочую температуру, увеличивает нагрузку на трущиеся детали мотора.

В результате, поскольку маслонасос при работе системы «Старт-стоп» отключается, масляная пленка при перезапуске двигателя не успевает добраться до шатунов и других трущихся поверхностей агрегата. Как следствие, провоцируется повышенный износ деталей и возникновение задиров на стенках цилиндров.

Система турбонаддува также не способствует повышению ресурса силового агрегата, особенно если он малообъемный. В последнем случае турбокомпрессор на бензиновых моторах может не выхаживать и 100 000 км. Мало того, что современные турбины «раскручиваются» до сверхвысоких оборотов, их температура может возрастать до 1 тыс. градусов. Соответственно растут нагрузки на мотор.

Если же турбина начинает «хандрить», снижается производительность двигателя, происходят провалы в тяге и в итоге мотор может даже перейти в аварийный режим.

Кроме того, проблемная турбина, как правило, начинает требовать больше моторного масла, забирая его у поршневой части и соответственно создавая мотору масляное голодание. Также если автомобиль не оснащен турботаймером и другими системами, нацеленными на охлаждение турбины после выключения мотора, масло в раскаленной докрасна турбине может закоксоваться, нарушится герметичность уплотнений и, как следствие, возрастет расход лубриканта на угар.

Современные системы впрыска, как это ни парадоксально, — еще один враг силового агрегата. Точнее говоря, нанести вред двигателю можно, слепо следуя рекомендации многих автопроизводителей — не прогревать мотор дольше 5 минут в зимнее время. В теории защитить мотор должна та самая умная электроника, которая программно повысит обороты при холодном пуске и обеспечит подачу обогащенной смеси.

Все бы хорошо, но при значительном понижении температуры воздуха, как известно, нагрузки на мотор возрастают чрезмерно. Силовому агрегату в таком случае потребуется больше времени, чтобы разогреть масло и трущиеся детали силового агрегата. Если же делать так, как рекомендуют многое автопроизводители (а те руководствуются главным образом экологическими соображениями), ресурс шатунно-поршневой группы будет в морозы резко снижаться.

Наконец, не секрет, что не только пользу, но и серьезный вред автомобилю может нанести в ряде случаев каталитический нейтрализатор, защищающий атмосферу от вредных выбросов.

Речь идее прежде всего о проблемных нейтрализаторах, которые выходят из строя из-за некорректной работы системы зажигания, нештатного износа и даже использования некачественного топлива. К примеру, при неисправной системе зажигания топливо в одном или нескольких цилиндрах не сгорает полностью и попадает в систему выхлопа.

Раскаленный катализатор дожигает излишки углеводородов, в результате соты нейтрализатора раскаляются до сверхвысоких температур и спекаются. Еще одна часта причина поломки нейтрализатора — его механическое повреждение, возникающее, например, при проезде неровностей. Тонкостенные соты нейтрализатора в таком случае крошатся, а мелкие частицы керамики могут попасть через выпускной тракт в цилиндры двигателя, поцарапать стенки цилиндров и в итоге вывести силовой агрегат из строя.

Почему перегревается двигатель: причины и как исправить?

Чтобы достоверно определить причины перегрева двигателя и способы его устранения, необходимо понять, как устроен этот агрегат. Транспортное средство и мотор в нем – это механизмы усиленной ответственности, которые нуждаются в регулярном обслуживании, а задача владельца не ждать полной остановки в пробке. Итак, есть такие причины перегрева двигателя автомобиля:

  1. Недостаточно охлаждающей жидкости. Часто капот открывается исключительно зимой для добавления незамерзайки, однако отслеживать ее уровень требуется в любой сезон. В охлаждающей системе могут появиться воздушные пробки при недостаточном уровне жидкости долгое время. Моторы, работающие в подобных условиях, постоянно будут в зоне риска.
  2. Плохое качество антифриза. Иногда это просто жидкость неподходящего качества или сильно разбавленная. Еще одна проблема возникает у водителей, который доливают воду. Образовавшаяся среда наносит постепенно только вред системе охлаждения.
  3. Радиатор сильно загрязнен. В транспортных средствах используется не один радиатор. Обычно радиатор кондиционера расположен у решетки, а за ним основной, который используется охлаждающей системой. К ним затруднен доступ, поэтому не всегда удается оценить состояние сот на вид, очистить их нормально. Часто даже при включенном кондиционере перегревается двигатель. Без демонтажа сложно обеспечить качественную промывку радиатора.
  4. Поломки компонентов системы охлаждения. У каждого элемента есть собственная задача. Например, ответственность термостата – это переключение движения охлаждающей жидкости между контурами: чтобы быстро прогреть мотор она проходит по меньшему контуру, а когда температура дойдет до показателя рабочей – по большому, то есть, через радиатор. При застревании термостата в начальном положении среда быстро перегревается, ведь она не переходит в радиатор. Иногда причина скрывается в сломавшейся помпе, в отдельном патрубке. Датчик температуры тоже может сломаться. Двигатель перегревается на холостых оборотах из-за поломки вентилятора.

Чтобы не возникало вопросов с перегревом двигателя, требуется постоянно отслеживать техническое состояние агрегатов авто, вовремя бывать на СТО. Водителя должны насторожить любые изменения в работе мотора (сложности с запуском, стуки, посторонние звуки и прочее). Требуется следить за уровнем жидкости в бачке, не допуская его падение ниже заданной отметки.

Когда возникает такая ситуация, важно знать, что делать? Перегрев не всегда определяется по косвенным признакам, решать проблемы рекомендуется по мере возникновения. Основная задача не дать мотору сломаться.

  1. При начальных признаках вскипания требуется остановиться немедленно. Далее нужно проверить уровень среды. При открытии капота важно осторожность, так как велика вероятность выброса горячего пара.
  2. Запрещено пробовать остудить мотор самостоятельно. Когда в жару перегревается двигатель, лить на него холодную воду – не лучшее решение, ведь это вызывает разрушение головки блока цилиндров. В итоге потребуется капитальный ремонт мотора, что сопряжено с крупными расходами. Стоит набраться терпения. Если немного подождать, агрегат сам остынет.
  3. Если пар перестал идти, а в бачке прекратилось бурление, можно оценить текущую ситуацию. При отсутствии опыта в ремонте авто сложно будет понять причину перегрева. Рекомендуется оценить вид деталей под капотом.

Часто отсутствуют внешние признаки, поэтому стоит просто долить антифриз в расширительный бачок, а потом продолжить поездку.

Первое, что нужно оценить, это состояние радиатора кондиционера. При движении сильные потоки встречного воздуха сильно на него воздействуют, а при включенном в это время приборе основная нагрузка попадает на него, что приводит к нагреву. При наличии защитных решеток, скопление мусора и грязи приводит к образованию загрязнений, что осложняет обдув узлов автомобиля. При отсутствии качественного обдува температура ДВС поднимается.

Если возник вопрос, почему перегревается двигатель при включении кондиционера, то самое простое решение проблемы состоит в оптимизации ухода за конденсором и радиатором. Их нужно промывать холодной водой, а какие-то труднодоступные загрязнения убирать подручными средствами.

В системе кондиционирования должен быть достаточный уровень фреона, как и охлаждающей жидкости в системе охлаждения. Если есть повреждения сот радиатора, то нужна его полная замена.

Выше описано, как понять, что двигатель перегрелся, но при этом требуется как-то добраться до места ремонта. Обычно неприятность случается в жару. Есть рекомендации, которые помогут добраться до мастерской. Нужно включить отопитель на максимум. Это позволит отвести тепло от системы охлаждения с помощью печки, но возрастает риск самим вскипеть. Ехать нужно на минимальных оборотах, чтобы снизить нагрузку на ДВС.

Ремонт двигателя автомобиля \ Акты, образцы, формы, договоры \ Консультант Плюс

]]>

Подборка наиболее важных документов по запросу Ремонт двигателя автомобиля (нормативно–правовые акты, формы, статьи, консультации экспертов и многое другое).

Формы документов: Ремонт двигателя автомобиля

Судебная практика: Ремонт двигателя автомобиля Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Подборка судебных решений за 2018 год: Статья 29 «Права потребителя при обнаружении недостатков выполненной работы (оказанной услуги)» Закона РФ «О защите прав потребителей»
(Р.Б. Касенов)Частично удовлетворяя требования истца к обществу, суд принял отказ истца от исполнения договора ремонта двигателя автомобиля, взыскал с общества в пользу истца оплаченные по договору стоимость затрат на восстановление автомобиля, расходы на оплату услуг оценки, расходы на оплату услуг эвакуатора, компенсацию морального вреда, расходы на оплату юридических услуг, штраф за несоблюдение в добровольном порядке удовлетворения требований потребителя. Как указал суд, в силу ст. 29 Закона РФ «О защите прав потребителей» потребитель в том числе вправе отказаться от исполнения договора о выполнении работы (оказании услуги), если им обнаружены существенные недостатки выполненной работы (оказанной услуги) или иные существенные отступления от условий договора, потребовать полного возмещения убытков, причиненных ему в связи с недостатками выполненной работы (оказанной услуги). Из установленных по делу фактических обстоятельств усматривается, что ремонтные работы двигателя по договору выполнены не были, а сам двигатель с иными деталями в первоначальном состоянии истцу возвращен не был.

Статьи, комментарии, ответы на вопросы: Ремонт двигателя автомобиля Путеводитель по судебной практике. Подряд. Общие положения»…Как установлено апелляционным судом, в период с 24.12.2007 по 30.01.2008 Компания произвела ремонт двигателя автомобиля КАМАЗ (государственный регистрационный номер Р 041 ОМ 97), принадлежащего истцу, что подтверждается актом выполненных работ от 30.01.2008 N В1886. Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Путеводитель по судебной практике. Возмездное оказание услуг»…Как установлено судами и видно из материалов дела, на основании наряд-заказа от 11.04.2016 N 00000827 ООО «Автосервис Волжанка» выполнило ремонт двигателя автомобиля марки «Валдай», государственный регистрационный номер — Н401ЕТ31 (далее — транспортное средство).

Нормативные акты: Ремонт двигателя автомобиля «ОК 010-2014 (МСКЗ-08). Общероссийский классификатор занятий»
(принят и введен в действие Приказом Росстандарта от 12.12.2014 N 2020-ст)
(ред. от 18.02.2021)Обязанности, выполняемые квалифицированными рабочими промышленности, строительства, транспорта и рабочими родственных занятий, обычно включают: строительство, техническое обслуживание и ремонт зданий и других сооружений; подготовку форм для литья и отливок, сварку и формовку металла; установку и возведение тяжелых металлических конструкций, талей и аналогичного оборудования; изготовление механизмов, инструментов, оборудования и других изделий из металла; налаживание для операторов или налаживание и эксплуатацию различных механических станков; отладку, установку и ремонт промышленного оборудования, двигателей, транспортных средств, электрических и электронных приборов и другого оборудования; изготовление прецизионных инструментов, предметов домашнего обихода, украшений и других изделий из ценных металлов, гончарных изделий, изделий из стекла и подобной продукции; изготовление изделий художественных промыслов; выполнение печатных работ; производство и обработку продуктов питания и различных изделий из дерева, текстиля, кожи и подобных материалов. Их обязанности могут включать руководство другими работниками. Квалифицированные рабочие промышленности, строительства, транспорта и рабочие родственных занятий, осуществляющие собственную предпринимательскую деятельность самостоятельно или при помощи небольшого числа других лиц, также могут выполнять ряд задач, связанных с управлением бизнесом, ведением бухгалтерского учета и обслуживанием клиентов, хотя такие задачи обычно не составляют основную часть их работы.

Kia K8: современный, высокотехнологичный, инновационный седан

23 марта 2021 г.

Благодаря уникальному сочетанию передового и инновационного оснащения и отличных ходовых качеств, Kia K8 формирует новые стандарты премиального качества в своем сегменте.

С появлением К8 продолжается обновление бренда Kia. Новый седан отличается выверенной динамикой, революционным набором высокотехнологичных систем помощи водителю (Drive Wise), лаконичным современным дизайном интерьера. В его салоне водитель и пассажиры смогут почувствовать себя как в роскошной гостиной первого класса.

Продажи Kia K8 на ряде рынков начнутся уже в следующем месяце, первым рынком, на который выйдет новая модель, станет Корея.

Инженерное искусство как основа

Эффектный облик K8 полностью соответствует великолепным ходовым качествам и совершенству силовых установок

Для Kia K8, в зависимости от рынка, будет предлагаться до четырех вариантов силовых установок. Каждая из них обеспечивает высокий уровень экономичности и сниженные объемы вредных выбросов.

Двигатель Smartstream объемом 3,5 л будет предлагаться в двух вариантах, предусматривающих не только разные мощностные показатели, но и разные типы используемого топлива. В версии, работающей на бензине, этот двигатель с непосредственным впрыском топлива (GDI) имеет мощность 300 л. с., а его максимальный крутящий момент составляет 359 Н•м. Двигатель, рассчитанный на работу на сжиженном пропане LPI (Liquid Propane Injection) имеет мощность 240 л. с., а крутящий момент – 314 Н•м.

Также будет предложен 2,5-литровый двигатель, мощность которого составляет 198 л.с., а крутящий момент 258 Н•м. Как и в двигателях линейки Smartstream, для этого 2,5-литрового четырехцилиндрового силового агрегата использовано сочетание двух разных систем питания – непосредственный впрыск топлива GDI и распределенный впрыск MPI. Такое решение позволяет обеспечить оптимальный режим впрыска в любых условиях работы двигателя.

Наиболее доступным силовым агрегатом для нового К8 станет обновленная версия удостоенного ряда международных наград двигателя Kia 1,6 T-GDI – с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива. Автомобили с таким двигателем будут предлагаться уже в первом полугодии 2021 года.

Двигатели 2,5 GDI, 3,5 GDI и LPI будут агрегатироваться с разработанной в Kia восьмиступенчатой автоматической коробкой передач.

Для защиты от шумов и вибраций задачи в салоне Kia K8 были использованы улучшенные специальные материалы: тройные уплотнители в проемах дверей предусмотрены и новый виброгасящий материал.

Наиболее мощная и рассчитанная на спортивную езду версия Kia K8 двигателем 3,5 GDI Smartstream будет доступна с системой полного привода. Двигатель обеспечивает идеально подходящую для AWD динамику, оставаясь экономичным и сохраняя вредные выбросы на низком уровне. Мощность и крутящий момент в активном режиме перераспределяются между передней и задней осью в соответствии с конкретной дорожной обстановкой и условиями движения.

Идеальный баланс между динамичной ездой и высоким уровнем комфорта обеспечивает подвеска: на передней оси использована схема MacPherson, задняя подвеска имеет многорычажную конструкцию.

Прогрессивное, современное пространство

Сочетание натуральных материалов и высоких технологий

Каждый элемент интерьера Kia K8 создавался по канонам высочайшего уровня роскоши.

К примеру, на К8 устанавливается водительское сиденье, обладающее продвинутой эргономикой. В нем предусмотрено семь различных воздушных полостей – в спинке, по бокам и в зоне бедер – что позволяет подобрать идеальную посадку за рулем.

Это совершенное водительское кресло, получившее название Ergo Motion Seat, имеет режим «комфортного потягивания», при котором воздушные полости в области спины и бедер управляются индивидуально и создают эффект потягивания в сидячем положении. Предусмотрена также функция «смарт-поддержки», обеспечивающая максимально плотное прилегание сиденья к телу водителя, что помогает создать ощущение единства человека и автомобиля, повышая общий уровень уверенности управления. Функция «смарт-поддержки» активируется, когда в системе выбора режимов движения К8 установлен режим «Спорт», или если скорость автомобиля превышает 130 км/ч. В этом режиме зона бедер сиденья устанавливается на более низкой высоте, а степень поддержки боковых валиков повышается. Третий инновационный режим «ассистент посадки» настраивает пространство в зоне бедер и спины при продолжительности поездки более одного часа таким образом, чтобы обеспечить максимально удобное положение.

Дополнительному повышению комфорта для водителя служит новая функция удлинения подушки сиденья, которая предусмотрена для кресла Ergo Motion Seat. Эта функция позволяет водителю настроить длину нижней части кресла по росту и в соответствии с предпочитаемой посадкой за рулем.

С не меньшим вниманием и заботой отнеслись разработчики Kia K8 и к комфорту пассажиров седана. Как и для водительского сиденья, для кресла переднего пассажира предусмотрено восемь направлений регулировки с электроприводами, оно обеспечивает оптимальную посадку и позволяет хорошо отдохнуть.

В Kia K8 предусмотрены три уровня вентиляции или обогрева сидений, управление их настройками осуществляется максимально просто. Салон разделен на три зоны микроклимата, в каждой из которых можно настроить наиболее оптимальную, естественную температуру. Водитель и все пассажиры могут чувствовать себя как в роскошной гостиной, обстановка в которой подобрана, исходя из личных предпочтений.

Для пассажиров второго ряда Kia K8 предусмотрен многофункциональный, полностью подключенный к информационно-развлекательной системе автомобиля, центральный подлокотник. В него, помимо выдвижных подстаканников и разъема USB для зарядки мобильных устройств, встроен блок управления мультимедийными функциями.

Для дополнительного удобства пассажиров К8, задняя часть подголовников передних кресел выполнена в форме крючков-вешалок: на них можно просто и удобно повесить одежду или небольшие сумки.

Высокие технологии в интерьере

Передовые возможности связи и информационно-развлекательные функции, премиальное качество звука

На передней панели нового Kia K8 установлен панорамный дисплей, в котором объединены 12-дюймовый экран цифровой приборной панели и 12-дюймовый экран информационно-развлекательной системы. Такое решение как будто символизирует то, что в этом спортивном седане сосредоточены все современные возможности связи, доступа в информационные сети, информационно-развлекательные функции. Изогнутый дисплей применяется в автомобилях Kia впервые, он обеспечивает максимально четкую графику, выглядит ультрасовременно и прост в использовании. Помимо этого, такое решение формирует в интерьере Kia K8 эффектный и эффективный, лаконичный и понятный техно-стиль.

К8 стал первым автомобилем Kia, в который устанавливается одна из лучших в индустрии автомобильного аудио система производства Meridian Audio. Эта система премиального класса, созданная ведущим британским производителем с мировой известностью, имеет 14 динамиков, а инновационные технологии самого современного поколения позволяют обеспечить высочайший уровень качества звука с учетом всех особенностей интерьера автомобиля. В состав аудиосистемы входят высокочастотные динамики с титановой мембраной, которая минимизирует искажения звука. Мембраны установленных в дверях динамиков закрыты решетками из волокон натурального дерева, что вносит свой вклад в естественную, природную атмосферу в салоне К8.

Революционная технология программного обеспечения аудиосистемы Meridian Horizon, которая также используется в премиальной системе К8, позволяет сформировать настройки трехмерного, объемного звучания, напоминающего кристально чистый звук настоящего концертного зала. Цифровой эквалайзер Meridian оптимизирует воспроизведение аудиокомпозиций в салоне на основе данных, собранных в салоне автомобиля.

Еще одно передовое высокотехнологичное решение, которое предлагается для нового К8 – это абсолютно новый 12-дюймовый проекционный дисплей. По сравнению с прошлым поколением устройства, у этого дисплея на 50% увеличена площадь проецирования и размер графики. Такой дисплей предлагается на автомобилях Kia впервые.

Проекционный дисплей нового поколения четко и наглядно отображает наиболее важную информацию перед глазами водителя. Среди отображаемой информации – сигналы систем помощи водителю Drive Wise, информация навигационной системы и актуальная скорость автомобиля.

Высокотехнологичные системы помощи водителю

В K8 предлагается комплекс самых передовых технологий Drive Wise

Широко известные высокотехнологичные системы помощи водителю Drive Wise, разрабатываемые Kia, снижают степень рисков и максимально защищают в любой поездке как находящихся в салоне автомобиля, так и других участников движения. Одной из систем комплекса Drive Wise, предлагающихся для K8, стала получившая весьма высокие оценки экспертов разработка Kia – система предотвращения фронтальных столкновений FCA (Forward Collision-Avoidance Assist), помогающая предотвратить столкновение с появляющимися перед автомобилем препятствиями во время движения. Если движущийся перед К8 автомобиль неожиданно резко замедляется, или возникает какой-либо иной риск фронтального столкновения – стоящий автомобиль, пешеход или велосипедист – система FCA генерирует предупреждающий сигнал. После предупреждения, если степень риска столкновения продолжает увеличиваться – система FCA автоматически осуществляет экстренное торможение автомобиля.

В Kia K8 возможности экстренного торможения FCA могут помогать и при реализации ряда других сценариев движения. Среди них – риск столкновения со встречным автомобилем при левом повороте на перекрестке, или при возникновении риска столкновения с автомобилем, приближающимся справа или слева при прямолинейном проезде перекрестка. При перестроениях, в случае появления риска столкновения с приближающимся или движущимся впереди автомобилем в соседней полосе, FCA автоматически помогает избежать такого столкновения, вмешиваясь в работу рулевого управления. И, наконец, если появляется риск наезда на пешехода – особенно в случае, если человек находится на краю предполагаемого коридора движения автомобиля – технология FCA позволяет автоматически задействовать рулевое управление для маневра объезда.

Kia K8 также оснащается интеллектуальным ограничителем скорости ISLA (Intelligent Speed Limit Assist), который использует данные от фронтальной видеокамеры или навигационной системы для оценки ограничения скорости, и подает предупреждающий сигнал, если автомобиль превышает установленный лимит.

Интеллектуальный круиз-контроль, использующий данные навигационной системы NSCC (Navigation-based Smart Cruise Control) помогает водителю К8 поддерживать безопасную скорость автомобиля при движении по автостраде, используя обновляемую в реальном времени информацию навигационной системы. К примеру, если водитель при включенном NSCC устанавливает скорость на уровне действующего ограничения, то заданная скорость будет автоматически изменяться, если будет изменяться это ограничение. Другие возможности NSCC позволяют, при движении по отрезкам магистралей с поворотами и изгибами, автоматически снижать скорость движения К8 перед поворотом. После возвращения на прямую траекторию движения – NSCC восстанавливает скорость движения автомобиля на предварительно заданном значении.

Второе поколение системы Ассистент движения по магистралям HDA 2 (Highway Driving Assist 2) помогает поддерживать заданную скорость и расстояние до движущегося впереди автомобиля при движении по автомагистрали, а также поддерживать положение автомобиля по центру полосы движения даже на извилистых участках. В случаях, если движущееся параллельно рядом с новым седаном Kia транспортное средство смещается, и интервал становится опасно малым – система HDA 2 помогает скорректировать траекторию движения К8 и свести к минимуму появившуюся опасность, повышая уровень безопасности.

Технология монитора кругового обзора SVM (Surround View Monitor) позволяет в реальном времени отображать видеоинформацию ситуации вокруг К8, что также повышает уровень безопасности, особенно во время маневрирования на парковках.

Система предотвращения столкновений при движении задним ходом РСА (Reverse Parking Collision-Avoidance Assist) помогает избежать при движении задним ходом столкновения с объектами позади автомобиля. Если возникает риск такого столкновения – система генерирует предупреждающий сигнал. Если после сигнала степень риска всё равно продолжает возрастать – РСА автоматически задействует экстренное торможение.

Ассистент дистанционной парковки RSPA (Remote Smart Parking Assist) помогает водителю дистанционно парковать автомобиль или забирать его с парковочного места, при этом находясь вне автомобиля.

При создании Kia K8 используются легкие сорта высокопрочных сталей, что позволяет повысить уровень безопасности водителя и пассажиров. Также автомобиль оснащается девятью интегрированными в структуру салона подушками безопасности: подушка водителя, коленная подушка водителя, подушка переднего пассажира, две передние боковые подушки, две задние боковые подушки и две боковые шторки безопасности.

Примечание: Спецификации и функционал, упомянутые в настоящем пресс-релизе, могут изменяться в зависимости от конкретного рынка.

Четыре полезные системы автомобиля могут быть опасны для двигателя

Турбомотор TSI Volkswagen
Фото worldojeff

Иван Бахарев, 15 мая 2021, 23:22

Обновляя свои машины, автопроизводители всегда усложняют их устройство путем установки целого ряда разных систем, касающихся экологичности, экономичности и других вещей. Какие из этих, казалось бы, полезных систем «убивают» двигатель, рассказал портал «АвтоВзгляд».

Прежде всего, эксперты напомнили о настроенной под теплый климат (жаркое лето и «мягкую» зиму) системе впрыска топлива. Подавая «обогащенную» смесь, она позволяет мотору без проблем заводиться и «на холодную», однако в суровых российских условиях это не работает.

В итоге получается так, что при сильном морозе двигатель попросту перестает справляться со своими задачами (или справляется плохо), а нагрузки в силу необходимости хоть как-то прогреть поршни, цилиндры и шатуны возрастают в разы.

«<…>ресурс шатунно-поршневой группы снижается, а если еще и форсунки забиты грязью, то они начинают просто лить топливо в цилиндры. В результате появляется детонация, которая также не продлевает жизнь «движку»», — отмечают авторы.

Второй неоднозначной системой эксперты назвали «старт-стоп». В угоду мизерной экономии топлива она увеличивает количество совершенных пусков двигателя в тысячу раз, причем каждое его отключение влечет остановку маслонасоса, а каждый пуск увеличивает нагрузку на шатуны и другие трущиеся поверхности. Соответственно, масляная пленка на них истончается, и трущиеся детали соприкасаются друг с другом, провоцируя повышенный износ двигателя и появление задиров в его цилиндрах.

Третья «вредная» для двигателя система – это катколлектор (каталитический нейтрализатор). С нашим качеством топлива он быстро забивается сажей и разрушается, а его керамические частички мигом попадают в мотор и тоже приводят к задирам.

Наконец, еще одной системой, которая никоим образом не прибавляет мотору ресурса, эксперты назвали турбонаддув.

«Современная турбина раскручивается до немыслимых оборотов, при этом температура в ней растет и может доходить до 1000 градусов. Увеличиваются и нагрузки на сам двигатель», — отмечают они.

Из-за небольшого картера в турбированных «движках» масло не успевает охлаждать и двигатель, и систему наддува. Как следствие, появляется «масложор», а турбина в таких условиях редко доживает даже до 100 тысяч километров.

Как работают автомобильные двигатели | HowStuffWorks

Используя всю эту информацию, вы можете начать понимать, что существует множество различных способов улучшить работу движка. Производители автомобилей постоянно играют со всеми перечисленными ниже параметрами, чтобы сделать двигатель более мощным и / или более экономичным.

Увеличение рабочего объема: Чем больше рабочий объем, тем выше мощность, поскольку вы можете сжигать больше газа за каждый оборот двигателя. Вы можете увеличить рабочий объем, увеличив цилиндры или добавив больше цилиндров.Двенадцать цилиндров кажутся практическим пределом.

Увеличьте степень сжатия: Чем выше степень сжатия, тем больше мощность, до определенного предела. Однако чем сильнее вы сжимаете топливно-воздушную смесь, тем больше вероятность самопроизвольного воспламенения (до того, как свеча зажигания воспламенит его). Бензины с более высоким октановым числом предотвращают такое преждевременное сгорание. Вот почему высокопроизводительным автомобилям обычно нужен высокооктановый бензин — их двигатели используют более высокую степень сжатия, чтобы получить больше мощности.

Добавьте больше в каждый цилиндр: Если вы можете втиснуть больше воздуха (и, следовательно, топлива) в цилиндр заданного размера, вы можете получить больше мощности от цилиндра (точно так же, как если бы вы увеличили размер цилиндр) без увеличения количества топлива, необходимого для сгорания. Турбокомпрессоры и нагнетатели сжимают входящий воздух, чтобы эффективно втиснуть больше воздуха в цилиндр.

Охлаждение поступающего воздуха: Сжатие воздуха повышает его температуру. Однако вы хотите, чтобы в цилиндре был как можно более холодный воздух, потому что чем горячее воздух, тем меньше он будет расширяться при сгорании.Поэтому многие автомобили с турбонаддувом и наддувом имеют интеркулер . Интеркулер — это специальный радиатор, через который проходит сжатый воздух, чтобы охладить его перед попаданием в цилиндр.

Пусть воздух поступает легче: Когда поршень опускается на такте впуска, сопротивление воздуха может лишить двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно значительно уменьшить, поместив по два впускных клапана в каждый цилиндр. В некоторых новых автомобилях также используются полированные впускные коллекторы для устранения сопротивления воздуха.Большие воздушные фильтры также могут улучшить воздушный поток.

Позвольте выхлопу легче выходить: Если сопротивление воздуха затрудняет выход выхлопных газов из цилиндра, это лишает двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно уменьшить, добавив второй выпускной клапан к каждому цилиндру. Автомобиль с двумя впускными и двумя выпускными клапанами имеет четыре клапана на цилиндр, что улучшает рабочие характеристики. Когда вы слышите рекламу автомобиля, в которой говорится, что автомобиль имеет четыре цилиндра и 16 клапанов, в рекламе говорится, что двигатель имеет четыре клапана на цилиндр.

Если выхлопная труба слишком мала или глушитель имеет большое сопротивление воздуха, это может вызвать противодавление, которое имеет тот же эффект. В высокоэффективных выхлопных системах используются коллекторы, большие выхлопные трубы и глушители со свободным потоком для устранения противодавления в выхлопной системе. Когда вы слышите, что у автомобиля «двойной выхлоп», цель состоит в том, чтобы улучшить поток выхлопных газов, используя две выхлопные трубы вместо одной.

Сделайте все легче: Легкие детали помогают двигателю работать лучше.Каждый раз, когда поршень меняет направление, он использует энергию, чтобы остановить движение в одном направлении и запустить его в другом. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Это приводит к повышению топливной экономичности и производительности.

Впрыск топлива: Впрыск топлива позволяет очень точно дозировать топливо в каждый цилиндр. Это улучшает характеристики и экономию топлива.

В следующих разделах мы ответим на некоторые распространенные вопросы, связанные с двигателем, которые задают читатели.

% PDF-1.4 % 21 0 obj> эндобдж xref 21 413 0000000016 00000 н. 0000009341 00000 п. 0000008556 00000 н. 0000009421 00000 н. 0000009608 00000 н. 0000013878 00000 п. 0000013923 00000 п. 0000013968 00000 п. 0000014013 00000 п. 0000014058 00000 п. 0000014103 00000 п. 0000014148 00000 п. 0000014193 00000 п. 0000014238 00000 п. 0000014283 00000 п. 0000014328 00000 п. 0000014373 00000 п. 0000014418 00000 п. 0000014463 00000 п. 0000014508 00000 п. 0000014553 00000 п. 0000014598 00000 п. 0000014643 00000 п. 0000014688 00000 п. 0000014733 00000 п. 0000014778 00000 п. 0000014823 00000 п. 0000014899 00000 п. 0000015122 00000 п. 0000015351 00000 п. 0000015396 00000 п. 0000015441 00000 п. 0000015486 00000 п. 0000015531 00000 п. 0000015576 00000 п. 0000015621 00000 п. 0000015666 00000 п. 0000015711 00000 п. 0000015756 00000 п. 0000015801 00000 п. 0000015846 00000 п. 0000015891 00000 п. 0000015936 00000 п. 0000015981 00000 п. 0000016026 00000 п. 0000016071 00000 п. 0000016116 00000 п. 0000016161 00000 п. 0000016206 00000 п. 0000016251 00000 п. 0000016296 00000 п. 0000016341 00000 п. 0000016386 00000 п. 0000016431 00000 п. 0000016476 00000 п. 0000016521 00000 п. 0000016566 00000 п. 0000016611 00000 п. 0000016656 00000 п. 0000016701 00000 п. 0000016746 00000 п. 0000016791 00000 п. 0000016836 00000 п. 0000016881 00000 п. 0000016926 00000 п. 0000016971 00000 п. 0000017016 00000 п. 0000017486 00000 п. 0000017908 00000 п. 0000017953 00000 п. 0000017998 00000 н. 0000018043 00000 п. 0000018088 00000 п. 0000018133 00000 п. 0000018178 00000 п. 0000018223 00000 п. 0000018268 00000 п. 0000018313 00000 п. 0000018358 00000 п. 0000018403 00000 п. 0000018449 00000 п. 0000018495 00000 п. 0000018541 00000 п. 0000018587 00000 п. 0000018633 00000 п. 0000018679 00000 п. 0000018725 00000 п. 0000018771 00000 п. 0000018817 00000 п. 0000018863 00000 п. 0000019786 00000 п. 0000020636 00000 п. 0000021395 00000 п. 0000022126 00000 п. 0000022162 00000 п. 0000022322 00000 п. 0000022562 00000 н. 0000023388 00000 п. 0000024469 00000 п. 0000025672 00000 п. 0000026877 00000 п. 0000029547 00000 п. 0000029696 00000 п. 0000029822 00000 н. 0000029924 00000 н. 0000030038 00000 п. 0000030186 00000 п. 0000030306 00000 п. 0000030429 00000 п. 0000030543 00000 п. 0000030669 00000 п. 0000030792 00000 п. 0000030909 00000 п. 0000031023 00000 п. 0000031146 00000 п. 0000031275 00000 п. 0000031421 00000 п. 0000031568 00000 п. 0000031721 00000 п. 0000031847 00000 п. 0000031999 00000 н. 0000032150 00000 п. 0000032279 00000 н. 0000032423 00000 п. 0000032549 00000 п. 0000032663 00000 п. 0000032786 00000 п. 0000032915 00000 п. 0000033044 00000 п. 0000033191 00000 п. 0000033335 00000 п. 0000033487 00000 п. 0000033630 00000 п. 0000033779 00000 п. 0000033908 00000 п. 0000034022 00000 п. 0000034170 00000 п. 0000034299 00000 п. 0000034428 00000 п. 0000034585 00000 п. 0000034736 00000 п. 0000034859 00000 п. 0000035011 00000 п. 0000035183 00000 п. 0000035348 00000 п. 0000035522 00000 п. 0000035696 00000 п. 0000035881 00000 п. 0000036065 00000 п. 0000036231 00000 п. 0000036399 00000 п. 0000036579 00000 п. 0000036746 00000 н. 0000036934 00000 п. 0000037122 00000 п. 0000037318 00000 п. 0000037514 00000 п. 0000037712 00000 п. 0000037911 00000 п. 0000038108 00000 п. 0000038304 00000 п. 0000038506 00000 п. 0000038698 00000 п. 0000038894 00000 п. 0000039092 00000 п. 0000039283 00000 п. 0000039482 00000 п. 0000039670 00000 п. 0000039860 00000 п. 0000040059 00000 н. 0000040256 00000 п. 0000040452 00000 п. 0000040641 00000 п. 0000040831 00000 п. 0000041014 00000 п. 0000041207 00000 п. 0000041394 00000 п. 0000041580 00000 п. 0000041767 00000 п. 0000041944 00000 п. 0000042031 00000 н. 0000042188 00000 п. 0000042373 00000 п. 0000042574 00000 п. 0000042771 00000 п. 0000042969 00000 п. 0000043166 00000 п. 0000043362 00000 п. 0000043579 00000 п. 0000043798 00000 п. 0000044009 00000 п. 0000044230 00000 п. 0000044458 00000 п. 0000044676 00000 п. 0000044915 00000 п. 0000045159 00000 п. 0000045410 00000 п. 0000045664 00000 п. 0000045906 00000 п. 0000046163 00000 п. 0000046423 00000 п. 0000046674 00000 п. 0000046935 00000 п. 0000047191 00000 п. 0000047442 00000 п. 0000047700 00000 п. 0000047959 00000 п. 0000048107 00000 п. 0000048362 00000 п. 0000048519 00000 п. 0000048787 00000 п. 0000048932 00000 н. 0000049077 00000 н. 0000049340 00000 п. 0000049485 00000 п. 0000049751 00000 п. 0000049896 00000 н. 0000050166 00000 п. 0000050311 00000 п. 0000050578 00000 п. 0000050726 00000 п. 0000050989 00000 п. 0000051137 00000 п. 0000051399 00000 н. 0000051547 00000 п. 0000051825 00000 п. 0000051970 00000 п. 0000052255 00000 п. 0000052400 00000 п. 0000052687 00000 п. 0000052987 00000 п. 0000053282 00000 п. 0000053568 00000 п. 0000053867 00000 п. 0000054163 00000 п. 0000054467 00000 п. 0000054759 00000 п. 0000055045 00000 п. 0000055338 00000 п. 0000055637 00000 п. 0000055930 00000 п. 0000056222 00000 п. 0000056521 00000 п. 0000056828 00000 п. 0000057122 00000 п. 0000057420 00000 п. 0000057723 00000 п. 0000058037 00000 п. 0000058361 00000 п. 0000058623 00000 п. 0000058882 00000 п. 0000059133 00000 п. 0000059392 00000 п. 0000059656 00000 п. 0000059919 00000 н. 0000060187 00000 п. 0000060454 00000 п. 0000060723 00000 п. 0000060990 00000 н. 0000061253 00000 п. 0000061518 00000 п. 0000061784 00000 п. 0000062047 00000 п. 0000062311 00000 п. 0000062578 00000 п. 0000062850 00000 п. 0000063113 00000 п. 0000063379 00000 п. 0000063644 00000 п. 0000063912 00000 п. 0000064179 00000 п. 0000064451 00000 п. 0000064717 00000 п. 0000065003 00000 п. 0000065282 00000 п. 0000065563 00000 п. 0000065846 00000 п. 0000066128 00000 п. 0000066407 00000 п. 0000066684 00000 п. 0000066961 00000 п. 0000067096 00000 п. 0000067375 00000 п. 0000067644 00000 п. 0000067922 00000 п. 0000068193 00000 п. 0000068467 00000 п. 0000068733 00000 п. 0000069003 00000 п. 0000069261 00000 п. 0000069530 00000 п. 0000069809 00000 п. 0000070086 00000 п. 0000070367 00000 п. 0000070654 00000 п. 0000070947 00000 п. 0000071244 00000 п. 0000071526 00000 п. 0000071816 00000 п. 0000072102 00000 п. 0000072391 00000 п. 0000072688 00000 п. 0000072986 00000 п. 0000073165 00000 п. 0000073469 00000 п. 0000073633 00000 п. 0000073944 00000 п. 0000074086 00000 п. 0000074400 00000 п. 0000074711 00000 п. 0000075017 00000 п. 0000075317 00000 п. 0000075620 00000 п. 0000075921 00000 п. 0000076222 00000 п. 0000076519 00000 п. 0000076818 00000 п. 0000077115 00000 п. 0000077410 00000 п. 0000077706 00000 п. 0000078005 00000 п. 0000078308 00000 п. 0000078608 00000 п. 0000078909 00000 п. 0000079204 00000 п. 0000079501 ​​00000 п. 0000079796 00000 п. 0000080081 00000 п. 0000080370 00000 п. 0000080658 00000 п. 0000080944 00000 п. 0000081312 00000 п. 0000081707 00000 п. 0000082102 00000 п. 0000082481 00000 п. 0000082857 00000 п. 0000083223 00000 п. 0000083582 00000 п. 0000083953 00000 п. 0000084321 00000 п. 0000084678 00000 п. 0000085054 00000 п. 0000085407 00000 п. 0000085753 00000 п. 0000086079 00000 п. 0000086393 00000 п. 0000086669 00000 п. 0000086943 00000 п. 0000087208 00000 п. 0000087442 00000 п. 0000087707 00000 п. 0000087967 00000 п. 0000088219 00000 п. 0000088477 00000 п. 0000088729 00000 п. 0000088986 00000 п. 0000089250 00000 п. 0000089511 00000 п. 0000089768 00000 н. 00000

00000 п. 00000 00000 п. 0000090529 00000 п. 0000090787 00000 п. 0000091053 00000 п. 0000091321 00000 п. 0000091592 00000 п. 0000091859 00000 п. 0000092124 00000 п. 0000092384 00000 п. 0000092649 00000 п. 0000092915 00000 н. 0000093179 00000 п. 0000093448 00000 п. 0000093707 00000 п. 0000093849 00000 п. 0000094103 00000 п. 0000094241 00000 п. 0000094487 00000 п. 0000094739 00000 п. 0000094986 00000 п. 0000095236 00000 п. 0000095484 00000 п. 0000095735 00000 п. 0000095993 00000 п. 0000096237 00000 п. 0000096483 00000 п. 0000096729 00000 н. 0000096977 00000 п. 0000097214 00000 п. 0000097456 00000 п. 0000097692 00000 п. 0000097949 00000 п. 0000098197 00000 п. 0000098438 00000 п. 0000098690 00000 п. 0000098910 00000 п. 0000099099 00000 н. 0000099313 00000 п. 0000099499 00000 н. 0000099711 00000 н. 0000099896 00000 н. 0000100122 00000 н. 0000100295 00000 н. 0000100507 00000 н. 0000100661 00000 н. 0000100881 00000 н. 0000101100 00000 н. 0000101322 00000 п. 0000101545 00000 н. 0000101767 00000 н. 0000101979 00000 п. 0000102182 00000 п. 0000102382 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 23 0 obj> поток x ڬ_ Hqg {g = OE3LSWC0c {HDT4 {VFW>) {> EBg] = AQ / f

ДВИГАТЕЛЬ 101 ЧАСТЬ 1: Основы работы с двигателем для чайников

ВЫ НАЙДЕТЕ, ЧТО ВЫ ЗАВИСИЛИ от острых ощущений и скорости быстрой езды, , но не знаете, что на самом деле происходит под капотом? Хотите узнать больше о том, что происходит, не посещая Auto Shop 101? Вас пугает техник в вашем местном магазине производительности, потому что он всегда пытается продать вам мигающую жидкость, подшипники глушителя и другие детали, о существовании которых вы даже не уверены? Если вы ответили «да» на любой из этих вопросов, вам следует начать именно с этого.Мы расскажем вам все о шумном куске металла, прикрепленного к вашим колесам, и немного о том, что заставляет его двигаться вперед.

Текст Майка Кодзимы и Арнольда Эухенио // Фотографии и иллюстрации сотрудников DSPORT

ДСПОРТ Выпуск № 148

Знание — сила

Чтобы полностью понять, как работают новейшие скоростные детали, вам сначала нужно понять, как работает двигатель. Большинство известных нам автомобилей приводится в действие так называемым 4-тактным двигателем.4-тактный — это четыре такта в энергетическом цикле; такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. Мы рассмотрим их более подробно в разделе «ДВИГАТЕЛЬ 101, ЧАСТЬ 2». На данный момент вам нужно знать, что четырехтактный цикл объясняет, как смесь бензина и воздуха может быть воспламенена, сожжена и плавно преобразована в полезную мощность, чтобы сбросить вас на четверть мили, по трассе или просто доставить вас к Работа.

Двигатель состоит из нескольких основных компонентов; блок, кривошип, стержни, поршни, головка (или головки), клапаны, кулачки, системы впуска и выпуска, а также система зажигания.Эти части работают вместе, чтобы использовать химическую энергию бензина, преобразовывая множество мелких и быстрых процессов сгорания в вращательное движение, которое в конечном итоге раскручивает ваши колеса и приводит в движение ваш автомобиль.

Block Hole, сын

Блок — это основная часть двигателя, содержащая возвратно-поступательные компоненты, которые используют энергию бензина. Если вы заглянете под капот, то увидите, что в центре моторного отсека находится большой кусок металла, к которому, кажется, прикреплена целая куча другого металла, проводов и трубок.

Блок имеет круглые отверстия, в которых поршни скользят вверх и вниз. Каждое отверстие называется «расточкой цилиндра». Поскольку отверстие цилиндра или «цилиндр» имеет один поршень, общее количество цилиндров в блоке равно количеству поршней; четырехцилиндровый двигатель имеет четыре отверстия и четыре поршня, шестицилиндровый двигатель будет иметь шесть отверстий и шесть поршней и так далее. Головка блока цилиндров называется головкой, потому что она находится наверху блока, закрывая цилиндры и поршни. Некоторые двигатели имеют цилиндры, расположенные горизонтально напротив друг друга или имеющие V-образную конфигурацию.В результате есть две головки, закрывающие участки на блоке с открытыми поршнями. На данный момент нам просто нужно знать, что головка цилиндра, или, для краткости, головка просто сидит на верхней части блока и закрывает каждый из цилиндров, в которых есть поршни.

Блок также имеет несколько залитых в него проходов для жидкости. Некоторые из них используются для направления охлаждающей жидкости, называемой «охлаждающей жидкостью», вокруг цилиндров для поддержания температуры двигателя и предотвращения перегрева. Другие каналы направляют моторное масло к движущимся частям для смазки и защиты от трения, снижающего мощность.Поскольку блок должен выдерживать огромное давление в цилиндре, производители для прочности отливают его из железа. Другие производители отливают легкие алюминиевые блоки для снижения веса. В алюминиевых блоках используется гильза цилиндра из стального сплава или отверстия со специальным покрытием, чтобы они имели более твердую поверхность и обеспечивали увеличенный срок службы.

Ротационная станция

Поршни перемещаются вверх и вниз в цилиндрах блока, потому что в цилиндре воспламеняется смесь топлива и воздуха.Последующее сгорание быстро расширяется и толкает поршень вниз по длине отверстия цилиндра, от головки цилиндра, и с большим давлением. Эта мощность, производимая в одном цилиндре, умножается, потому что события сгорания повторяются в каждом из цилиндров. Это основная предпосылка того, как работает двигатель.

На каждом поршне установлены металлические кольца с открытым концом, которые называются просто «кольцами». Это тонкие, круглые, упругие металлические детали, которые входят в канавки вокруг контактных площадок колец в верхней части поршней.Кольца действуют как уплотнение, которое удерживает давление в цилиндре от сгоревшего воздуха и топливной смеси между головкой и верхней частью цилиндра, гарантируя, что давление толкает поршень вниз, а не проталкивает его мимо. Поршневые кольца также соскребают масло со стенок цилиндра, чтобы все масло вашего двигателя не сгорело во время сгорания. Существует также гофрированное кольцо, известное как масляное кольцо, которое позволяет маслу смазывать стенки цилиндра, чтобы поршень, кольца и цилиндры не изнашивались преждевременно.Если бы у ваших поршней не было колец или колец, которые не очень хорошо уплотнялись, сгорание не смогло бы толкнуть поршень вниз с большой силой, и ваша машина не выдала бы никакой мощности, если бы она вообще работала. Кроме того, если бы кольца не могли соскрести масло со стенок цилиндра, в вашем двигателе в конечном итоге закончилось бы масло, оно заклинило и образовало бы огромное количество неприятного черного дыма от горящего масла.

Поршни и штоки

После того, как блок очищен, измерен и обработан, коленчатый вал может быть установлен, и набор поршней и шатунов заполнит отверстия.

Поршни прикреплены к металлической детали, называемой шатуном. Задача шатуна — передавать силу давления, толкающего поршень по отверстию цилиндра, на коленчатый вал или «кривошип». Обеспечивая связь между поршнем и кривошипом, понятно, как шатуны получили свое название.

Шатун соединен с поршнем трубкой, называемой пальцем. Штифт для запястья проходит через отверстие в поршне и отверстие на меньшей стороне шатуна; эта область называется малым концом шатуна.Большой конец штока — это область, которая соединяется с кривошипом. Большой конец стержня имеет съемную секцию, называемую торцевой крышкой или крышкой, которая позволяет прикрепить его к кривошипу.

Поверхность, на которой шатун поворачивается вокруг пальца на запястье, называется шейкой пальца на запястье. Область на кривошипе, где шатун соединяется и вращается вокруг, называется шейкой шатуна коленчатого вала. Цапфы коленчатого вала больше, чем шейки наручных пальцев, потому что шейка кривошипа постоянно вращается с высокой скоростью, в отличие от простого возвратно-поступательного качающегося движения на конце стержня под запястье.Это высокоскоростное вращение требует большей площади поверхности, чтобы предотвратить повреждение штока и кривошипа трением. Большой конец штока плавно вращается на шейке кривошипа на масляной пленке под давлением, которая покрывает подшипник скольжения из мягкого металла. На большинстве двигателей на малом конце штока есть бронзовая втулка для пальца кисти, который питается смазкой разбрызгиванием. На некоторых двигателях на запястье штифт подается из масла, соскабливаемого кольцами со стенок цилиндра, через канал из канавки для масляного кольца, называемой масленкой для пальца.Это редко, но бывают случаи, когда на палец на запястье подается масло под давлением из подшипника штока из отверстия, просверленного по всей длине стержня от большого конца стержня.

В этом блоке Honda серии B вместо отверстий основного цилиндра используются гильзы из ковкого чугуна для повышения прочности и соответствия условиям применения с высокой мощностью.

Кривошип Янкерс

Рукоятка двигателя очень похожа на кривошип велосипеда. Сила вращения педалей вверх и вниз точно такая же, как сила движения поршней вверх и вниз по каналу цилиндра.В автомобильном двигателе вместо энергии ваших ног, нажимающих на педали для создания силы, энергия сгорания в цилиндре и давление, действующее на поршень, создают энергию. Если вы посмотрите на картинку, вы увидите, что кривошипная рукоятка имеет смещение, точно так же, как и рукоятка велосипеда, поэтому штоки и поршни выполняют ту же функцию, что и ваши ноги. На велосипеде, когда вы крутите педали вниз, ваш велосипед идет вперед, а смещенный бросок идет вверх с другой стороны. Точно так же, когда один поршень толкается вниз при сгорании воздуха / топлива, он поворачивает кривошип и толкает другой поршень вверх, готовый к следующему сгоранию.Это то, что заставляет вашу машину двигаться вперед. Коленчатый вал прикреплен к блоку металлическими кусками, называемыми главными крышками. Кривошип фактически зажат на блоке, а не прикреплен, с помощью дополнительных подшипников скольжения (называемых коренными подшипниками), которые помогают смазывать шейки кривошипа. В главных шейках также есть отверстия, которые позволяют маслу под давлением из масляной системы двигателя смазывать шейку и подшипники.

Клапаны: входные и выходные шлюзы

В головке блока цилиндров также находятся впускной и выпускной клапаны.Впускные и выпускные клапаны представляют собой металлические детали, напоминающие тройники для гольфа. Клапаны действуют как дверные проемы для входящего воздуха и топлива и выходящих выхлопных газов соответственно. Во время 4-тактного процесса впускные клапаны открываются, пропуская топливно-воздушную смесь в камеру сгорания, затем закрываются, когда поршень поднимается для сжатия смеси. После того, как смесь воспламенилась и сгорела, поршень вдавливается в его отверстие. На обратном пути поршня вверх выпускные клапаны открываются, чтобы выпустить сгоревшие газы, а затем закрываются, готовясь к следующему витку цикла двигателя.

Для открытия клапанов в двигателе есть металлические стержни, называемые распределительными валами, которые имеют специальные выступы (выступы), используемые для открытия клапанов. Кулачки вращаются с помощью ремня или цепи, которая соединяет вращающийся кривошип с кулачковыми шестернями; это то, что называется ремнем ГРМ или цепью ГРМ. Некоторые кулачки распределительного вала нажимают прямо на клапаны, чтобы открыть их, но большинство двигателей уличных автомобилей работают косвенно через коромысло. Коромысло — это, по сути, миниатюрные качели; один конец коромысла толкается вверх выступом распределительного вала, что заставляет другой конец надавить на наконечник клапана, чтобы открыть клапан.Пружины клапанов — это буквально пружины, прикрепленные к клапанам, которые помогают удерживать их закрытыми, когда они должны быть закрыты.

Главный Honcho

Как упоминалось ранее, головка блока цилиндров представляет собой большой кусок металла, который прикрепляется к верхней части блока и закрывает цилиндры, в которых происходит сгорание. Головка, обычно изготовленная из алюминия, также содержит свечи зажигания, клапаны и остальную часть клапанного механизма (пружины клапанов, фиксаторы, распределительные валы).

Головка (головки) должны быть затянуты вниз к блоку, чтобы сдерживать быстрое расширение воспламененной воздушно-топливной смеси без деформации, отделения или полного сдувания верхней части блока.Когда головка прижимается к блоку, она создает область наверху каждого цилиндра, где энергия сгорания высвобождается и фокусируется на поршне. Эта зона называется камерой сгорания. Если вы посмотрите на сторону головки цилиндра, которая крепится болтами к блоку, вы увидите камеры сгорания как пространства в головке, которые совпадают с вершинами отверстий цилиндров. В каждой камере видны кончик свечи зажигания и плоские части клапанов. Именно в этой камере сгорания свеча зажигания создает электрическую дугу, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Головка также имеет встроенные в нее проходы, которые позволяют охлаждающей жидкости или маслу (в зависимости от типа прохода) циркулировать через головку, помогая ей сохранять охлаждение и смазку. Между головкой и блоком вы найдете кусок металла или композитного материала, в котором есть области, вырезанные для каждого отверстия и каждого прохода, идущего от блока к головке. Этот зажатый кусок называется прокладкой головки блока цилиндров.

Сумасшедший поезд

Большинство современных двигателей имеют клапанный механизм с двумя верхними распредвалами (DOHC), что означает, что впускные и выпускные клапаны имеют собственные распредвалы.Преимущество наличия отдельных распределительных валов состоит в том, что каждый кулачок можно разместить очень близко к клапану, что позволяет кулачкам работать либо непосредственно на клапанах, либо через очень маленький коромысел. Это снижает до минимума инерционную массу клапанного механизма, что еще больше способствует работе на высоких оборотах. Почти во всех современных высокопроизводительных двигателях используются клапанные механизмы DOHC, чтобы максимально увеличить доступную мощность при высоких оборотах. Mitsubishi 4B11, установленный в EVO X, и Mazda MZR 2.3 DISI, найденный в MAZDASPEED3, являются яркими примерами современных высокопроизводительных двигателей DOHC.

Система двигателя

— обзор

7.2.3 Система впрыска дизельного топлива

Проектирование топливной системы и ее согласование с системами сгорания и воздуха — очень важная и специализированная область для дизельных двигателей с низким уровнем выбросов. Конструкция топливной системы очень сложна и включает в себя широкий спектр компонентов, таких как масляный насос низкого давления, масляный насос высокого давления, топливный насос, топливопровод, масляная / топливная магистраль, переходник инжектор-распределитель и инжектор. Проблемы конструкции включают усталость, деформацию, вибрацию, шум, утечку, кавитацию, смазку, износ, задиров, коксование, ограничение потока, распределение потока и колебания гидравлического давления при различных гидравлических, термомеханических, трибологических и механических воздействиях. нагрузки.Ухудшение характеристик привода с течением времени, перемещение седла клапана форсунки и потеря потока в форсунке из-за лакирования являются распространенными проблемами, связанными с долговечностью. Различные типы топливных систем (например, насос-форсунка с электронным управлением, насос-агрегат или система Common Rail) демонстрируют разные рабочие характеристики, долговечность и характеристики упаковки.

Динамика впрыска топлива и характеристики топливной системы в значительной степени влияют на выбросы, экономию топлива, пусковые характеристики двигателя, принятие нагрузки (ускорение) и шум сгорания.Необходимо оптимизировать давление впрыска топлива, количество форсунок, размер отверстия форсунки, скорость впрыска и многие другие параметры конструкции и калибровки. Воздушная система (например, для соотношения воздух-топливо и степени завихрения) спроектирована так, чтобы соответствовать способности топливной системы для заданного целевого уровня выбросов. Как правило, в режиме фиксированных оборотов двигателя и нагрузки одновременное увеличение давления впрыска топлива (или начальной скорости впрыска) и скорости рециркуляции отработавших газов может уменьшить образование сажи на выходе из двигателя при сохранении постоянного NO x . Предварительный впрыск может снизить шум сгорания, особенно на холостом ходу или на низких скоростях / нагрузках.Однако пилотный впрыск иногда может отрицательно повлиять на компромисс между NO x и сажей. Кроме того, становится труднее контролировать стабильность впрыска, когда пилотные количества становятся очень маленькими. Гибкие многократные впрыски желательны для контроля выбросов, шума сгорания, переходного режима и регенерации дополнительной обработки. Например, дополнительный впрыск топлива можно использовать для регенерации сажевого фильтра. Однако есть проблемы с синхронизацией после впрыска. Слишком ранний дополнительный впрыск может вызвать трудности в управлении крутящим моментом двигателя, в то время как слишком поздний дополнительный впрыск может вызвать проблемы с разбавлением масла или промывкой канала ствола.

Конструкция системы двигателя тесно связана со следующими областями топливной системы:

Влияние свойств обычного дизельного топлива на характеристики двигателя, выбросы и долговечность

Альтернативное топливо и двойное производительность и долговечность дизельного двигателя

Анализ затрат и выгод жизненного цикла для альтернативных топливных и двухтопливных двигателей

влияние впрыска топлива на характеристики двигателя, сгорание, выбросы, и шум; и стратегия требуемого профиля скорости впрыска топлива

Характеристики распыления впрыска топлива

гидравлическая динамика системы впрыска топлива для прогнозного моделирования формы скорости впрыска топлива и оптимизации системы двигателя

параметризация профилей скорости впрыска топлива для моделирования установившегося и переходного цикла двигателя

паразитные потери мощности топливной системы, отвод тепла и влияние на BSFC двигателя и экономию топлива транспортного средства

Температура наконечника форсунки и закоксовывание форсунки

Моделирование гидравлической динамики топливной системы в реальном времени для разработки аппаратных средств управления (Woermann et al., 1999; обсуждается в главе 14)

Обнаружение неравномерности подачи топлива и обнаружение пропусков зажигания, а также их средства управления на основе модели, основанные на характеристиках системы и динамических параметрах (Macián et al. , 2006; обсуждается в главе 14)

Управление топливным трактом и регулятором на основе модели (например, управление частотой вращения двигателя для повышения устойчивости и управляемости; обсуждается в главе 14).

Моделирование цикла двигателя тесно связано с проектированием и согласованием топливной системы.Профиль скорости впрыска топлива, используемый при моделировании цикла двигателя, можно оценить эмпирически на основе данных стендовых испытаний топливной системы или данных гидравлического / динамического моделирования. Распыление топлива может быть смоделировано для прогнозирования вовлечения воздуха, испарения и горения с помощью феноменологической модели или модели KIVA. Можно проанализировать влияние конструкции топливной системы и согласования камеры сгорания на форму распыления топлива, тепловыделение и использование воздуха в цилиндре. На температуру наконечника форсунки влияют температура газа в цилиндре, тепловой поток и расход топлива.На коксование форсунок напрямую влияют температура металла и присадки в топливе. Моделирование цикла двигателя при проектировании системы может обеспечить моделируемые тепловые граничные условия для головки блока цилиндров и форсунки во всей области частоты вращения двигателя и нагрузки при различных рабочих условиях. Это может помочь разработать алгоритмы управления двигателем, чтобы уменьшить проблему закоксовывания форсунок.

Способность дизельного топлива смазывать компоненты впрыска топлива называется его смазывающей способностью.Смазывающая способность топлива (SAE J2265, 1995; Matzke и др. , 2009) и износостойкость топливной системы в основном являются проблемой конструкции компонентов. Однако влияние смазывающих присадок в дизельном топливе на выбросы двигателя и характеристики последующей обработки следует учитывать на уровне проектирования системы. Современные топливные системы предлагают очень высокое давление впрыска, и, следовательно, условия трибологического контакта под нагрузкой в ​​оборудовании для впрыска топлива станут более жесткими.

Следующая литература по дизельному топливу и топливным системам может помочь инженеру-проектировщику систем двигателя получить необходимые знания по выбору и согласованию топливных систем.Химию дизельного топлива представили Овен и Тревор (1995) и Сонг и др. (2000). Свойства дизельного топлива рассмотрены Batts и Zuhdan-Fathoni (1991), Majewski и Khair (2006), Ribeiro et al. (2007) и Matzke et al. (2009), а также объяснено в SAE J313 (2004) и J1498 (2005).

О влиянии дизельного топлива на выбросы сообщает Den Ouden et al. (1994), Singal and Pundir (1996), Nylund et al. (1997), Boesel et al. (2003), Matthews et al. (2005), Коно и др. (2005), Hara et al. (2006), Заннис и др. (2008), Fanick (2008), Nanjundaswamy и др. (2009) и Hochhauser (2009). Влияние серы на контроль выбросов дизельного топлива рассмотрено Корро (2002). Конструкция и характеристики системы дизельного топлива кратко описаны Куэнкой (1993), Гиллом и Херцогом (1996), Бауэром (1999), Стэном (1999) и Чжао (2010).

Основы динамики системы впрыска топлива представлены Марчичем (1993, 1995).Усовершенствованные имитационные модели динамики системы впрыска топлива разработаны Kouremenos et al. (1999), Desantes et al. (1999), Yamanishi (2003), Gullaksen (2004), Mulemane et al. (2004 г., с программным обеспечением AMESim) и Kolade et al. (2004 г., с GT-FUEL). Модели могли предсказывать давление впрыска топлива, подъем иглы, форму расхода впрыска, колебания гидравлического давления в системе и условия распыления топлива на выходе из сопла.Анализ моделирования «Планирование экспериментов» (DoE) применительно к динамике системы впрыска топлива был представлен Amoia et al. (1997). Нестабильность системы впрыска топлива и кавитация были изучены Ficarella et al. (1999) с динамическим моделированием. Влияние геометрии соединительной трубы между распределительной рампой и форсункой на колебания давления впрыска и скорость впрыска в системе Common Rail были экспериментально исследованы Beierer et al. (2007).

Упрощенные модели гидродинамики могут привести к существенным ошибкам в прогнозировании давления впрыска топлива и расхода, если не учитывать кавитацию топлива в системе высокого давления и изменения объемного модуля упругости в зависимости от температуры и давления (Lee et al., 2002). Поведение при распылении топлива и кавитация потока в сопле форсунки рассмотрены Шмидтом и Коррадини (2001).

Границы | Грандиозные задачи в области двигателестроения и автомобилестроения

Введение

Нефть обеспечивает 33% мировой энергии (Wilcox, 2014), а на транспортные средства приходится более 60% из 70 миллионов баррелей сырой нефти, используемых каждый день. Двигатели устанавливают в мире около миллиарда легковых автомобилей, а также грузовиков и большегрузных автомобилей.В США двигатели потребляют 14 миллионов баррелей нефти в день или 2,5 галлона на человека. Поскольку запасов недостаточно, 62% импортируется, и при текущих ценах (например, 80 долларов за баррель) США тратят около 1 миллиарда долларов в день на импортируемую нефть. Это также влияет на национальную безопасность.

Неразумно думать, что такое огромное потребление топлива является устойчивым. Но перспективы замены двигателя внутреннего сгорания на более экономичные и более чистые силовые установки не обнадеживают. Действительно, в недавнем отчете (NRC, 2011) сделан вывод, что «… двигатель внутреннего сгорания (ДВС) будет доминирующим двигателем для легковых автомобилей в течение многих лет, возможно, десятилетий.Таким образом, очевидно, что важно проводить НИОКР, чтобы лучше понять фундаментальные процессы, влияющие на эффективность двигателя и образование нежелательных выбросов ». Кроме того, нет очевидной альтернативы двигателю внутреннего сгорания для средних и тяжелых коммерческих автомобилей, на которые приходится четверть всего используемого топлива (в основном дизельного).

Топливо, используемое двигателями внутреннего сгорания, также оказывает большое влияние на окружающую среду в мире. На сжигание 1 кг топлива расходуется около 15 кг воздуха, и требуется значительная энергия, чтобы закачать его в двигатель и из него.Кроме того, образуется около 3 кг CO 2 , что способствует ежегодному мировому производству 37 миллиардов тонн CO 2 , основного парникового газа (ПГ). Некоторые опасаются, что парниковые газы могут вызвать изменение климата с непредсказуемыми последствиями. Для решения этой проблемы Международное энергетическое агентство разработало план действий по сокращению использования топлива на 30–50% в новых дорожных транспортных средствах по всему миру к 2030 году и во всех транспортных средствах к 2050 году (IEA, 2012). Хотя 2050 год кажется далеким, время, необходимое для запуска новых двигателей в производство, вместе с годами, необходимыми для внедрения новых технологий в автопарк, означает, что потребуются серьезные усилия (и инвестиции).

Таким образом, великая задача, с которой столкнутся исследователи двигателей и автомобилестроения в ближайшие десятилетия, будет заключаться в разработке технологических достижений, которые максимизируют эффективность двигателя, минимизируют выбросы загрязняющих веществ и оптимизируют устойчивость к более широкому спектру видов топлива в системах выработки электроэнергии и транспорта.

Уроки истории — Мэйфлауэр

Многие недавние исследования двигателей были сосредоточены на улучшении понимания воспламенения, которое сильно зависит от химического состава топлива, а также на повышении качества топливовоздушной смеси для повышения эффективности сгорания.Однако этот квест отнюдь не нов. Интересно рассмотреть пути, которые привели к появлению современных автомобильных двигателей. Отправной точкой для обсуждения КПД двигателя является теоретический КПД цикла Отто, соответствующий стандарту воздуха, который указывает на то, что КПД двигателя увеличивается с увеличением степени сжатия. [Другие параметры, которые также влияют на эффективность, описаны Lavoie et al. (2012)]. Первые двигатели с искровым зажиганием (SI) страдали от «искрового детонации», который создавал взрывное давление, которое могло повредить двигатели и ограничивало степень сжатия примерно до 4: 1.Измерения давления в баллоне, проведенные еще в 1916 году Мидгли и Кеттерингом, показали, вопреки предыдущим представлениям, что детонация представляет собой возмущение давления, возникающее после того, как сжатый заряд уже воспламенился, а не из-за «предварительного воспламенения».

Было также обнаружено, что разные виды топлива обладают разной детонационной способностью. В частности, керосин действует хуже, чем бензин, и объяснением этого считалось различие в летучести между видами топлива (Boyd, 1950).Чтобы проверить теорию, к керосину были добавлены незначительные количества красного красителя (йода), чтобы он лучше поглощал тепло и испарялся. 1 . В соответствии с теорией, испытания двигателя показали, что детонация значительно уменьшилась. К сожалению, последующие тесты с обычными красителями красного цвета не продемонстрировали никакого эффекта ингибирования детонации, опровергая теорию. Однако тот факт, что были обнаружены мощные антидетонационные добавки, был большим случайным открытием.

В поисках более практичных добавок было обнаружено, что ароматические амины являются эффективными подавителями детонации, и в 1920 году экспериментальный автомобиль работал на бензине с толуидином, степень сжатия которого составляла 7: 1.Расход топлива был улучшен на 40% по сравнению с двигателем 4: 1. Также интересно отметить, что повышенная топливная эффективность за счет использования более высоких степеней сжатия за счет антидетонационных агентов также сделала возможным первый беспосадочный трансконтинентальный перелет на самолете из Нью-Йорка в Сан-Диего в начале 1920-х годов.

Неприятный запах выхлопных газов анилинов побудил к поиску добавок на основе селена и теллура, но они также страдали от запахов. В конце концов было обнаружено, что соединения свинца более приемлемы.Соответственно, много исследований было посвящено открытию и практическому применению добавки на основе свинца, тетраэтилсвинца (TEL). Однако было обнаружено, что TEL способствует образованию твердых отложений, которые повреждают выпускные клапаны и свечи зажигания. Исследования показали, что добавки-поглотители из соединений брома и хлора решают проблему. Заботы о национальной безопасности также сыграли важную роль в исследованиях двигателей в 1930-х годах из-за стремления увеличить выходную мощность авиационных двигателей во время Второй мировой войны. Гептан, известный как триптан (2,2,3-триметилбутан), был обнаружен с превосходной стойкостью к детонации с TEL и позволил работать с коэффициентами сжатия до 16: 1.

Интересно отметить, что отравление свинцом также было проблемой в те первые дни, и в 1926 году генеральный хирург США заказал расследование, которое установило, что при надлежащих мерах безопасности TEL не представляет опасности для здоровья. Позже, в 1950 году, доктор Ари Хааген-Смит определил причины смога в Лос-Анджелесе, связанные с взаимодействием углеводородов (автомобили являются крупнейшим источником) и оксидов азота, и в том же году Юджин Гудри объявил разработка каталитического нейтрализатора выхлопных газов автомобилей.Однако было обнаружено, что свинец отравляет каталитические нейтрализаторы, и 20 лет спустя Агентство по охране окружающей среды США объявило, что все заправочные станции должны будут перевозить «неэтилированный» бензин, основываясь на обширных накопленных доказательствах, подтверждающих негативное воздействие свинца на здоровье человека. Хотя этилированный бензин по-прежнему разрешается использовать в определенных областях (например, в самолетах), он был навсегда запрещен в США в 1996 году, а в Европе — с 2000 года.

История развития современной технологии дизельных двигателей также показывает важность согласования двигателя с его топливом, степенью сжатия и контроля подготовки воздушно-топливной смеси (Heywood, 1988).Турбонаддув был предложен еще в 1925 году для увеличения количества воздуха, вводимого в двигатель для увеличения его мощности, а одно- и многоступенчатые системы турбонаддува и нагнетателя все еще изучаются. Доступность бортовой электроники в последние десятилетия стала крупным прорывом, который привел к превосходному контролю процесса сгорания как в двигателях с прямым воспламенением, так и в двигателях с воспламенением от сжатия. Например, точное управление количеством впрыскиваемого топлива и временем нескольких впрысков в каждом цикле двигателя возможно с помощью современных систем впрыска Common Rail с электронным управлением.Были внедрены технологии доочистки выхлопных газов, направленные на устранение высоких выбросов NOx и дыма, характерных для ранних дизельных двигателей. В этом случае электронное управление также позволило разработать системы селективного каталитического восстановления (SCR) для контроля NOx. Сегодняшние усовершенствованные автомобильные технологии также включают аэродинамическую оптимизацию для снижения лобового сопротивления, что является основным компонентом амбициозной программы Super Truck Министерства энергетики США (Energy.gov, 2014). Дальнейшее повышение эффективности явилось результатом снижения сопротивления качению с помощью высокоэффективных шин, установки оборудования, ограничивающего время простоя, и использования современных материалов, позволяющих снизить вес автомобиля при сохранении безопасности.

Ранние новаторские исследования показали многое, что мы теперь принимаем как должное. Это включает в себя важные выводы, такие как то, что температура пламени двигателя выше, чем температура плавления железа (циклический характер сгорания двигателя внутреннего сгорания позволяет удерживать горячие газы), что скорость пламени двигателя внутреннего сгорания увеличивается пропорционально оборотам двигателя (что делает возможным запуск двигателя). в широком диапазоне скоростей), что формальдегид является предшественником воспламенения, возникающего в сжатых топливно-воздушных смесях, и что частоты волн давления в камере сгорания во время детонации меняются в зависимости от размеров камеры и температуры газа (т.е.д., волны давления, вызванные детонацией, распространяются со скоростью звука).

Возможности и проблемы

Приведенный выше краткий обзор истории исследований двигателей за последнее столетие напоминает нам, что современные двигатели и их топливо не были бы разработаны без тесного сотрудничества между производителями двигателей и нефтяными компаниями. Двигатели предназначены для использования топлива с определенной воспламеняемостью (т. Е. С октановым и цетановым числами). Также важно отметить, что мировые войны и национальная безопасность также сыграли важную роль в определении автомобильного топлива, производимого в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах.В соответствии с правилами выбросов, последние изменения в состав топлива включают добавление оксигенатов и производство топлива с пониженным содержанием серы для предотвращения отравления катализатора. Кроме того, для дизельных систем SCR требовалась установка инфраструктуры для подачи мочевины или жидкости для выхлопных газов дизельных двигателей.

Одним из следствий сотрудничества между «большим» двигателем и «большой» нефтью является то, что трансформационные изменения в транспортных системах не будут происходить легко, если они не будут совместимы с существующей крупной инфраструктурой.Новый концептуальный двигатель должен иметь возможность использовать доступное топливо, а новое топливо должно работать в существующих двигателях (например, этанол или биодизель). Это может создать препятствия для развития новых технологий. Например, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор стал применяться в автомобильной промышленности более 20 лет. Принятие потребителями также играет роль, о чем свидетельствует тот факт, что гибридным электромобилям потребовались десятилетия, чтобы достичь сколько-нибудь значительного проникновения на рынок, даже если они не требуют изменений конструкции двигателя или топлива.Текущие разработки в отрасли, такие как разработка двигателей меньшего размера или использование повышенного давления впрыска топлива, должны гармонично работать с существующими видами топлива.

Несмотря на более чем столетние исследования двигателей внутреннего сгорания, многие явления, обнаруженные в ранних работах, до сих пор остаются необъясненными. Например, до сих пор нет удовлетворительного объяснения того факта, что скорость пламени в двигателях SI зависит от оборотов двигателя (Reitz, 2013). Практические пределы эффективности двигателя все еще не определены и являются предметом многих текущих исследований [e.г., Splitter et al. (2013)]. Однако благодаря сегодняшним достижениям в области лазерной диагностики и мощности компьютеров мы находимся в уникальном положении для оптимизации впрыска топлива в двигателе и стратегий сгорания, а также состава топлива для достижения прорыва в эффективности и чистом сгорании. В статье Бойда (1950) были рассмотрены приоритеты будущих исследований, многие из которых до сих пор остаются исследовательскими темами. Уже тогда было осознано, что понимание и контроль процесса горения и его влияния на эффективность использования топлива имеют огромные экономические последствия и сбережения нефтяных ресурсов.Использование альтернативных видов топлива, таких как возобновляемое биотопливо или топливо из природного газа и угля, — это путь к снижению зависимости от ископаемой нефти. И исследование новых концепций более эффективных и экологически чистых двигателей, включая их внедрение в гибридных, более аэродинамических транспортных средствах с трансмиссиями с пониженным трением, сегодня даже более остро необходимо, чем в первые дни исследований в области транспорта.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Сноски

Список литературы

Бойд, Т. (1950). Поиск пути в топливах и двигателях , Vol. 4 (Варрендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров), 182–195. Бумага SAE 500175.

Google Scholar

Хейвуд, Дж. Б. (1988). Основы двигателя внутреннего сгорания . Колумбус, Огайо: Образование Макгроу Хилл.

Google Scholar

Лавуа, Г. А., Ортис-Сото, Э., Бабаджимопулос А., Марц Дж. Б. и Ассанис Д. Н. (2012). Оптимальная термодинамика для высокоэффективных бензиновых двигателей с разреженным газом и форсированными двигателями. Внутр. J. Engine Res. 14, 260–278. DOI: 10.1177 / 1468087412455372

CrossRef Полный текст | Google Scholar

NRC. (2011). Оценка технологий экономии топлива для легковых автомобилей . Вашингтон, округ Колумбия: Национальный исследовательский совет.

Google Scholar

Рейц, Р.Д. (2013). Направления исследований двигателей внутреннего сгорания. Сжигание. Пламя 160, 1–8. DOI: 10.1016 / j.combustflame.2012.11.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сплиттер, Д. А., Виссинк, М., ДелВесково, Д., и Райтц, Р. Д. (2013). Эксплуатация двигателя RCCI с тепловым КПД 60% (Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров). Документ SAE 2013-01-0279

Google Scholar

Уилкокс, Дж.(2014). Грандиозные задачи передовых технологий использования ископаемого топлива. Фронт. Energy Res. 2:47. DOI: 10.3389 / fenrg.2014.00047

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Подробное описание работы двигателя и его компонентов

Вы когда-нибудь задумывались, насколько увлекательна машина? Это устройство, в которое вы наливаете немного жидкости, садитесь на стул и простыми движениями руки и ног добираетесь до нужного места.Около 200 лет назад никто бы даже не подумал, что в будущем у вас появятся 4-колесные закрытые металлические вагоны, способные преодолевать расстояние более 27 метров за одну секунду. Но это произошло, и при нынешних темпах дела будут только улучшаться. Сегодня мы рассмотрим работу компонента автомобиля, который позволяет ему двигаться с такой скоростью, — двигателя. Мы рассмотрим его сложные компоненты и их отдельные функции. Итак, давайте начнем с этой статьи и разберемся, как работает автомобильный двигатель.

Как работает автомобильный двигатель: 3 основные части

В общих чертах, двигатель можно разделить на три основные части: головку, блок и масляный поддон.

1. Головка блока цилиндров представляет собой канал, по которому топливо попадает в камеру двигателя и выходит из выхлопных газов. Его ключевые компоненты — распределительные валы, клапаны и свеча зажигания.

2. В блоке цилиндров происходит все сгорание. Ключевыми компонентами здесь являются камера сгорания, поршень и коленчатый вал.

3. Масляный поддон является самой нижней частью двигателя. Его ключевые компоненты — масляный поддон и масляный фильтр.

Как работает автомобильный двигатель: фундаментальный рабочий процесс

Современный автомобильный двигатель — это 4-тактный двигатель, что означает, что он создает полезную мощность за 4 такта. Каждый ход определяется как перемещение поршня из самого нижнего положения (нижняя мертвая точка) в самое верхнее положение (верхняя мертвая точка) и наоборот. К 4-тактным двигателям относятся следующие: ход впуска, ход сжатия, ход мощности, ход выпуска.Вот обзорная блок-схема процессов, происходящих от начала цикла питания до конца:

Как работает автомобильный двигатель: процессы в головке двигателя

Процесс сгорания начинается в головке двигателя, а именно во впускном коллекторе. Впускной коллектор — это канал, по которому топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания. Воздух всасывается непосредственно в коллектор из корпуса дроссельной заслонки. С другой стороны, топливо впрыскивается в конец коллектора через сопло, называемое топливным инжектором.

Далее переходим к крану управления выпуском топлива, клапану. Проще говоря, клапан — это устройство, которое закрывает камеру во время сгорания и открывает заслонку, когда топливо должно поступить в камеру или газы должны выйти. Клапаны открываются и закрываются в зависимости от того, какой ход происходит. Открытие и закрытие клапанов осуществляется штоком привода, известным как распределительный вал.

Распределительный вал представляет собой цилиндрический стержень с каплевидными выступами, известными как кулачки.Когда острый конец кулачка вращается напротив клапана, он толкает клапан вниз и открывает порт. Как только острый конец переходит обратно в круглый, пружины клапана возвращают клапан в исходное положение и закрывают порт. Вращение распределительного вала связано с вращением коленчатого вала через ремни и шкивы. Время вращения регулируется очень тонким и точным механизмом синхронизации, который можно регулировать вручную.

Видео предоставлено: YouTube

Как работает автомобильный двигатель: процессы в блоке двигателя

А теперь приступим к серьезному делу, т.е.е. процесс горения. Процесс сгорания происходит внутри камеры сгорания в головке. Здесь самая важная деталь — поршень. Вращательная сила, создаваемая колесами, начинается с движения поршня. Поршень генерирует полезную мощность за 4 хода или 4 движения поршня от конца до конца. Давайте подробно рассмотрим эти 4 штриха:

4 такта двигателя:

1. Ход впуска: Сгорание начинается с поршня в верхней мертвой точке или положении ВМТ.Поршень теперь начинает двигаться вниз. Непосредственно перед тем, как поршень начинает движение вниз, впускной клапан открывается. Когда поршень движется вниз, он всасывает свежую воздушно-топливную смесь из коллектора. Когда поршень достигает нижней мертвой точки или НМТ, камера заполняется топливовоздушной смесью.

2. Ход сжатия: Как только поршень достигает НМТ, начинается такт сжатия. Непосредственно перед тем, как поршень достигнет крайнего нижнего положения, впускной клапан закрывается. Теперь поршень движется вверх.По мере продвижения вверх он сжимает топливовоздушную смесь, так как ей некуда вырваться при закрытых клапанах.

3. Рабочий ход: Непосредственно перед тем, как поршень достигнет самого верхнего положения в такте сжатия, свеча зажигания, установленная на головке цилиндра, испускает очень крошечную искру. Когда эта искра входит в контакт со сжатой топливовоздушной смесью, она воспламеняется. После воспламенения пламя быстро расширяется. Поскольку клапаны по-прежнему закрыты, пламени некуда выйти, и он толкает поршень вниз.Это рабочий ход, при котором полезная мощность генерируется движением поршня.

* Примечание Дизельные двигатели не имеют свечей зажигания. Вместо этого топливная форсунка находится в этом положении. На дизельных двигателях механизм сгорания немного другой. Только горячий воздух направляется в камеру сгорания во время такта впуска. Затем этот воздух сжимается, что приводит к еще большему нагреву. Во время рабочего такта форсунка распыляет топливо, которое при контакте с горячим воздухом загорается и начинает горение.Остающийся цикл такой же, как у бензинового двигателя.

Также читайте: Бензин против дизельного двигателя: объяснение различий

4. Такт выпуска : Последним идет ход выпуска. Поршень с импульсом, полученным от предыдущего хода, начинает двигаться обратно вверх. Когда он начинает двигаться, открывается выпускной клапан. Остаточные газы от процесса сгорания выталкиваются наружу. На этом один 4-тактный цикл завершается. После этого поршень снова перемещается из ВМТ в НМТ, и цикл возобновляется.

Gif Предоставлено Pinterest

* Note- Вам может быть интересно, когда вы заводите автомобиль из выключенного положения, как поршень получает силу, чтобы двигаться вниз. Об этом позаботится стартер. Когда вы включаете автомобиль ключом, стартер обеспечивает начальное усилие для перемещения поршня вниз, что запускает цикл сгорания. После этого импульс, создаваемый в каждом энергетическом цикле, обеспечивает необходимую силу для перемещения поршня.

Поршень соединен с вращающимся валом, называемым коленчатым валом, через шатун. Поршень соединен со смещенными выступами на шатуне, называемыми шатунными шейками. Таким образом, он эффективно преобразует движение поршня вверх и вниз во вращательное движение. Вращение коленчатого вала — это то, что достигает колеса, проходя по пути через различные детали и компоненты. Мы подробно рассмотрим, как мощность достигает колес, в другой статье.

Как работает автомобильный двигатель: масляный поддон

Масляный поддон — это самая нижняя часть двигателя.Масляный поддон предназначен для хранения и подачи смазочного масла к различным движущимся частям двигателя. Две основные части расположены в масляном картере, масляном поддоне и масляном насосе. Масляный поддон — это резервуар, в котором хранится вся смазка. В этот масляный поддон погружен масляный насос, который всасывает масло и передает его в смазочный канал.

Масляный насос имеет небольшой сетчатый фильтр на отверстии, который используется для фильтрации крупного мусора. Как только масло всасывается насосом, оно направляет масло к первичному масляному фильтру, который также удаляет все более мелкие частицы и металлические частицы.Затем это масло попадает в смазочный канал и разбрызгивается вокруг различных частей двигателя. Это масло возвращается через отдельный канал и отправляется обратно в отстойник, где процесс возобновляется.

* Примечание — Масло распыляется непосредственно на камеру сгорания, чтобы обеспечить плавное движение поршня вверх и вниз. Но смесь масла и топлива приведет к неправильному сгоранию. Так как же смазывается втулка поршня? Поршень имеет набор колец, которые проходят по его окружности.Каждый раз, когда поршень достигает НМТ во время 4-тактного цикла, масло разбрызгивается на стенки камеры сгорания. Когда поршень начинает опускаться, разбрызгивание масла прекращается, и кольца соскребают излишки масла со стенок. Таким образом, масло и топливо никогда не смешиваются.

Итак, это подводит итог нашему объяснению того, как работает автомобильный двигатель. В следующей главе мы продолжим с того места, где мы остановились, с коленчатого вала. Там мы увидим, как мощность движется от двигателя и различных компонентов, с которыми она сталкивается на своем пути.Оставьте комментарий ниже, если у вас есть какие-либо сомнения или предложения по этой статье, и продолжайте посещать наш блог , чтобы получить больше таких интересных статей.

Изучите автомобильную инженерию у инженеров-автомобилестроителей

Бензиновые двигатели для заправки топливом

В двигателях с искровым зажиганием гомогенная и горючая воздушно-топливная смесь должна образовываться до начала сгорания.

Самый простой способ добиться такого результата — использовать карбюратор, в котором всасываемый воздух проходит через горловину Вентури, которая соединена с топливным баком.Чем выше массовый расход воздуха, тем выше будет падение давления в горловине Вентури и, следовательно, массовый расход топлива.

Однако такая система не позволяет точно контролировать соотношение воздух / топливо, поскольку она является обязательной для получения высокой эффективности катализатора выхлопных газов, и поэтому была заменена системами впрыска топлива с электронным управлением. В этих системах количество топлива, впрыскиваемого в воздушный поток, можно более точно контролировать, воздействуя на продолжительность открытия форсунок (которые можно рассматривать как электромагнитные двухпозиционные клапаны).

Топливо можно впрыскивать во впускной коллектор (одноточечный впрыск топлива), в каждое впускное отверстие (многоточечный впрыск топлива) или непосредственно в цилиндр (прямой впрыск). В последнем случае впрыск должен происходить с большим опережением до начала сгорания, чтобы обеспечить образование надлежащей топливно-воздушной смеси.

Кроме того, прямой впрыск может также обеспечивать режим послойного заряда, при котором стехиометрическая смесь получается путем впрыска топлива рядом со свечой зажигания, непосредственно перед началом сгорания, чтобы быть локально богатым и глобально бедным.Режим послойной зарядки позволяет управлять соотношением воздух / топливо только благодаря системе впрыска и, таким образом, избегать необходимости дросселирования двигателя при частичной нагрузке для повышения эффективности.

При использовании электромагнитных форсунок количество впрыскиваемого топлива пропорционально длительности команды форсунки.

Дизельные двигатели топливные

В двигателях с компрессорным зажиганием топливо обычно впрыскивается непосредственно в цилиндр в конце такта сжатия (случай прямого впрыска).

Однако для двигателей малого рабочего объема (менее 0,5 л), где необходимо впрыскивать небольшое количество топлива, надлежащее распыление топливной струи небольшими каплями и смешивание воздуха / топлива вряд ли возможно из-за ограничений по минимальному диаметру отверстия сопла (0,1 мм минимум). Для этой категории двигателей, а также для старых дизельных двигателей, используется / использовался непрямой впрыск в форкамеру, соединенный с камерой сгорания узким каналом, что позволяет лучше и быстрее смешивать воздух / топливо, но вызывает заметные потери эффективности (тепловые потери ).

Для осуществления прямого впрыска без технологии Common Rail топливо обычно подается под давлением с помощью впрыскивающего насоса к трубкам форсунок, по которым топливо подается к форсункам форсунок в каждой головке блока цилиндров. Топливные насосы распределительного типа обычно используются в автомобильных двигателях, так как максимальное давление впрыска составляет всего 750 бар, тогда как с рядными насосами, которые используются для больших двигателей, оно может достигать 1300 бар.

Однако разработка систем впрыска Common Rail с электронным управлением, позволяющих разделить процесс впрыска на 2 или более впрыска за цикл, решила проблемы с последующей обработкой или тепловыми потерями, что значительно сократило распространение двигателей с прямым впрыском, использующих насос-форсунки. или двигатели с косвенным впрыском.

Особенностью системы Common Rail по сравнению с другими системами впрыска является то, что все форсунки постоянно питаются от насоса высокого давления через аккумулятор, называемый Common Rail. Интерес этой системы заключается в том, что основные функции системы впрыска выполняются ближе к камере сгорания. В предыдущих системах дозирование топлива, синхронизация и создание давления выполнялись насосом, тогда как в системе Common Rail срабатывание форсунки напрямую отражает синхронизацию и дозирование топлива, что позволяет иметь лучшую точность.

Более того, насос высокого давления, отвечающий за создание давления, больше не зависит от частоты вращения двигателя и количества впрыска. Тогда легче откалибровать давление впрыска в соответствии с заданной рабочей точкой. Действительно, высокое давление может создаваться даже при низких оборотах двигателя из-за независимости от крутящего момента (количества впрыска) и скорости вращения двигателя.

Что касается форсунок, так как они управляются электроникой, можно управлять несколькими впрысками (до восьми на такт) и точной настройкой количества и времени.Форсунки всегда находятся под давлением, так как они подключены к магистрали.

Мнение Ромена:

Топливные системы становятся все более сложными как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. Например, в дизельных двигателях для повышения давления топлива, а затем и лучшего распыления, появляются системы, сочетающие насос-форсунки и Common Rail, которые могут достигать давления до 3000 бар. Как вы думаете, когда системы впрыска достигнут физических пределов? Поднимется ли давление топлива в бензиновых двигателях так сильно?

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.