Из чего делают современные двигатели автомобилей? Новые материалы на службе автопроизводителей
- Главная
- /
- Автовладельцам
- /
- Из чего делают современные двигатели: новые материалы на службе автопроизводителей
28 января 2021
Следуя современным веяниям в сфере автомобилестроения, крупнейшие производители стремятся сделать конструкцию авто как можно легче. Это позволит увеличить мощность и соблюсти все нормы экологических предписаний. Основной деталью автомобиля, конечно же, был и остается его двигатель. Для изготовления «сердец автомобилей» используются новые материалы, о которых мы и поговорим далее.
Современные автомобильные двигатели
Важно понимать, что процесс создания двигателя для авто как раньше, так и сейчас – довольно консервативная отрасль в машиностроении.
Большая часть агрегатов серийного производства изготавливается с применением таких материалов как:
- Чугун;
- Сталь;
- Алюминиевые сплавы.
Из чего состоят двигатели современных авто
Сегодня, благодаря появлению новых материалов и технологий, применяются, казалось бы, совсем неподходящие для этих целей компоненты.
Активно внедряются пластмассы. Изготовленные из пластика узлы систем впуска и охлаждения сейчас уже никого не удивляют. Отличие современных моторов от аналогов прошлых лет состоит в том, что для их создания производители используют весьма неожиданные материалы. Рост внедрения маслостойких и теплоустойчивых пластиков дал возможность создать такие детали как:
- Пластмассовые картеры ДВС;
- Клапанные крышки;
- Корпуса внутренних конструкций двигателя.
В надёжности современных двигателей авто сомневаться не приходится.
Они, как и прежде, делятся на три основные категории: бензиновые, дизельные и электрические. Примерно так классифицируются автомобильные двигатели, которые применяются на современном автомобильном производстве и по сей день.
Металлы двигателей автомобилей
Можно упомянуть титановые сплавы, которые стремятся использовать в конструкции машин. Для двигателей этот прочный, легкий и достаточно эластичный материал с уникальной химической стойкостью используется неохотно, т.к. стоимость его достаточно высока.
Металлокерамическая матрица также весьма оригинальный материал. В процессе её производства используется технология Nicasil, которая подразумевает применение гальванического метода, а основой матрицы служит твёрдый никель.
Выводы
Область применяемости новейших решений в сфере двигателестроения имеет чёткий вектор, который ориентирован на снижение массы и улучшение прочих характеристик автомобиля в целом.
Суперматериалы либо не нужны вовсе, либо их внедрение не представляется возможным из-за физико-химической специфики свойств, применяемых для создания двигателей материалов.
Современное автомобилестроение все больше склоняется в сторону электротехнологий, заменяя вредные для окружающей среды дизельные и бензиновые моторы.
Комментарии
Рекомендованные статьи
Как устроен двигатель автомобиля
Двигатель — это сердце вашей машины. Это сложный механизм, предназначенный для переработки тепловой энергии, получаемой при сжигании бензина, в механическую энергию, которая вращает ходовые колеса.
Эта цель достигается с помощью нескольких последовательных событий, начиная с искры, воспламеняющей смесь паров бензина и сжатого воздуха, которая находится в герметизированном цилиндре и очень быстро сгорает. Именно поэтому такие механизмы называют двигателями внутреннего сгорания. При сгорании смесь расширяется, создавая энергию, необходимую для движения автомобиля.
Чтобы выдержать подобную нагрузку, двигатель должен быть очень прочным. Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая — это блок цилиндров, объединяющий движущиеся части механизма; верхняя, съемная крышка называется головкой блока цилиндров.
Устройство двигателя
Распределительный вал
На распределительном вале есть грушевидные кулачки, которые воздействуют на клапаны. Как правило, у каждого цилиндра есть два клапана – впускной и выпускной.
Поршень
Поршень оснащен стальными кольцами, которые заполняют пространство между самим поршнем и стенками цилиндра.
Маховик
Маховик – это тяжелый диск, прикрепленный к концу распределительного вала. Оно передает энергию от двигателя, равномерно распределяет ее между поршнями и сглаживает их импульсы.
Соединительная тяга
При нажатии на педаль соединительная тяга преобразует вертикальное возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение.
Коленчатый вал
Коленчатый вал передает энергию от колес к коробке передач.
В колодце содержится смазочное масло, предназначенное для подвижных частей двигателя. Масло проходит через фильтр и поднимается по трубке в насос.
Ремень привода распределительного вала
Зубчатый ремень (ремень ГРМ) управляет распределительным валом посредством звездочки, прикрепленной к одному из его концов. Скорость вращения двигателя превышает скорость вращения распределительного вала в два раза.
Головка блока цилиндров состоит из нескольких каналов с клапанами, сквозь которые в цилиндры проникает смесь воздуха и топлива и выходит газ, образующийся при сгорании.
В блоке цилиндров находится коленчатый вал, который преобразует возвратно-поступательные движения поршней во вращающий момент. Кроме того, в блоке зачастую находится распределительный вал, управляющий механизмами, которые открывают и закрывают клапаны в головке блока цилиндров. В некоторых случаях распределительный вал встроен в головку или располагается над ней.
Различные конструкции двигателей:
Однорядный двигатель
V-образный 8-цилиндровый двигатель
Оппозитный двигатель
Самой простой и распространенный тип двигателей состоит из четырех вертикальных цилиндров, которые расположены в ряд. Он также известен как однорядный двигатель. В двигателях объемом более 2000 кубических сантиметров, как правило, содержится шесть цилиндров.
В некоторых автомобилях используются более компактные V-образные двигатели с 6, 8 или 12 цилиндрами. Эти двигатели располагаются друг напротив друга под углом (до 90 градусов).
В некоторых двигателях цилиндры располагаются горизонтально. Они представляют собой расширенную версию V-образного двигателя, т.е. угол между цилиндрами составляет 180 градусов. Основным преимуществом оппозитного двигателя является его малая высота и повышенная устойчивость.
В блок также вмонтированы цилиндры, в которых двигаются поршни, и опоры для дополнительных деталей — например, топливного насоса и фильтров масла для смазки механизма.
Бак для масла (маслосборник) находится под картером.
Блок цилиндров и головка блока, как правило, изготавливаются из литейного чугуна. В некоторых случаях для изготовления головки используется алюминий, т.к. он весит меньше и быстрее рассеивает тепло.
Что такое цилиндр в машине?
Перейти к содержимому
Цилиндр является жизненно важной частью двигателя. Это камера, в которой сгорает топливо и вырабатывается энергия. Цилиндр состоит из поршня и двух клапанов вверху; впускной и выпускной клапаны. Поршень движется вверх и вниз, а его возвратно-поступательное движение создает мощность, которая приводит в движение ваш автомобиль. Как правило, чем больше цилиндров в вашем двигателе, тем больше вырабатывается мощность. Большинство автомобилей имеют 4-, 6- или 8-цилиндровый двигатель. Цифры обозначают количество цилиндров, и они будут располагаться либо по прямой линии, либо в виде буквы V, либо в плоском расположении.
Чтобы понять, как работают цилиндры, нужно понять, как работает двигатель. Двигатель состоит из набора цилиндров и поршня. Двигатель должен пройти цепочку из четырех ступеней (четырехтактный), чтобы привести ваш автомобиль в движение; Впуск, сжатие, мощность и выпуск. Во время такта впуска поршень движется внутри цилиндра, и впускной клапан открывается, поэтому топливо смешивается с воздухом. Такт сжатия позволяет поршню сжимать топливно-воздушную смесь, делая ее горючей. Рабочий ход — это этап, на котором происходит сгорание, вызывающее искру. В такте выпуска выпускной клапан открывается, позволяя поршню вернуться вниз и выхлопным газам выйти через выпускное отверстие. Таким образом, цилиндры играют решающую роль в выработке энергии внутри вашего двигателя, указывая, какие поршни должны двигаться и когда топливо должно сгореть.
С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания цилиндры двигателей стали широко использоваться производителями.
Цилиндры двигателя обычно располагаются по прямой линии (рядный двигатель), V-образно или горизонтально.
В случае с рядной конфигурацией это то же самое расположение, которое они использовали в самом начале истории двигателя. Рядные цилиндры — одна из самых основных форм расположения цилиндров. Рядный 4-цилиндровый двигатель, например, имеет небольшие размеры и вес, поэтому его можно использовать с различными трансмиссиями. Кроме того, он вызывает меньше вибраций в вашем автомобиле по сравнению с другими компоновками, что способствует плавности хода и комфортному вождению.
Когда цилиндры двигателя имеют V-образную форму, они обычно используют 6 или более цилиндров. По сравнению с рядными двигателями двигатели V-6 намного компактнее, что позволяет легко устанавливать их на различные автомобильные платформы, что снижает стоимость производства. Двигатель V-8 работает так же, как V-6, но с двумя дополнительными цилиндрами. Основная цель установки V-8 — увеличение мощности.
V-образный двигатель обычно намного короче рядного, так что даже двигатель V-6 может быть короче, чем рядный 4. Меньшая продольная длина является одним из самых больших преимуществ двигателей V-6 и V-8.
Двигатели с плоской компоновкой обычно используют четыре или шесть цилиндров. При таком расположении, как следует из названия, цилиндры лежат плоско на земле. Поскольку плоский двигатель значительно уменьшает центр тяжести по сравнению с рядными или V-образными двигателями, ваш автомобиль будет иметь более плавное управление и меньшую вибрацию.
Что такое автомобильные оси?
Что такое хорошие первые автомобили?
В чем разница между длинными и короткими блоками?
| How-To
Когда вы покупаете двигатель ящика, важно понимать терминологию. В чем разница между двигателем с длинным блоком и двигателем с коротким блоком? Да, многим из нас этот вопрос может показаться простым, но для тех, кто плохо знаком с игрой и покупает этот блестящий движок из ящиков, он может немного озадачить.
Существует три основных конфигурации: короткий блок, длинный блок и делюкс (или полный). Как и ожидалось, каждый уровень дороже предыдущего. Какой путь вы выберете, зависит от вашего уровня навыков, толщины вашего кошелька и того, сколько времени вы готовы инвестировать в проект. Знание разницы между длинным блоком и коротким блоком — это первый шаг к покупке нового двигателя для вашего хот-рода.
Что включено в короткий блок?
При покупке двигателя в ящике наименьшая комплектация — короткий блок. Многим нравится идти по этому пути, так как короткий блок сложнее всего сделать самому, если вы новичок в сборке двигателя. Обычно он состоит из блока, коленчатого вала, шатунов и поршней. Все обработано, отбалансировано и собрано с кольцами с зазором и готово к работе. Он может включать распределительный вал и распределительный механизм, но это зависит от производителя. Следуя этому маршруту, вы можете выбрать детали, необходимые для ваших конкретных обстоятельств.
Кто-то скажет, что самая большая разница между коротким блоком и длинным блоком заключается в наличных деньгах. Мы бы сказали, что это еще и удобство.
Что входит в длинный блок?
Состав длинного блока может варьироваться в зависимости от того, где вы его покупаете, но минимальный набор деталей, устанавливаемых в длинный блок, это блок, коленчатый вал, шатуны, поршни, головки и, как правило, распределительный вал и клапанный механизм. Итак, все в коротком блоке плюс, по крайней мере, головки и, как правило, клапанный механизм, включая цепь ГРМ. Иногда вы получаете крышку ГРМ, крышки клапанов, балансир/демпфер и масляный поддон, но чаще всего нет. Это отличный вариант для тех, кто знает двигатели, но практически не имеет опыта их создания. С длинным блоком вся тяжелая работа сделана, и покупателю нужно только выбрать правильные аксессуары и установить двигатель в свой автомобиль.
Что такое удлиненный блок Deluxe?
Есть также роскошные длинные блоки, которые включают в себя все, включая карбюратор, впуск, распределитель, масляный поддон и даже свечи зажигания и провода.
Теоретически покупка такого двигателя сэкономит вам немного денег по сравнению с заказом на заказ, но вам нужно посчитать, чтобы увидеть, сможете ли вы сделать это дешевле самостоятельно. Но что действительно экономит ваше время, так это то, что, выбирая этот путь, вы получаете детали, которые, по мнению изготовителя двигателей, подходят для комбинации двигателей в ящиках. Как правило, они не включают в себя элементы, характерные для автомобилей, такие как коллекторы, но заводские двигатели, такие как мельницы LS от GM, включают выпускные коллекторы и водяной насос вместе с большинством датчиков. Обычно есть масляный поддон, но он может работать или не работать с автомобилем, в который вы планируете установить двигатель.
Дешевле ли восстановить или заменить двигатель?
Если вы выполняете работу самостоятельно, то обычно дешевле восстановить двигатель, чем заменить его. Если вы восстанавливаете его и предполагаете, что все детали в хорошем состоянии, все же может быть дешевле восстановить двигатель, чем покупать новый.
Однако это в некоторой степени зависит от того, что не так с двигателем, который вы восстанавливаете. Если окажется, что ваш блок треснул или вы прокрутили шатунный подшипник, то затраты на детали и работу машины могут быстро возрасти. Это также может занять время, а, как говорится, время – деньги. Это одна из причин, по которой сердечники с короткими блоками так популярны. Просто замените все детали вашего оригинального двигателя на короткий блок, и вы сможете вернуться в путь намного быстрее, чем при восстановлении.
Что означает голый блок?
Ну, как написано на табличке. Голый блок — это блок без каких-либо вращающихся частей. В некоторых случаях, например, в новом блоке GM, он будет включать в себя уже установленные кулачковые подшипники, но все остальное, например, штифты головки, заглушки блока и датчики, необходимо добавить в смесь. Кроме того, во многих случаях цилиндры необходимо расточить или отточить, чтобы они соответствовали вашим поршням.
Что такое вращающийся узел?
Вращающийся узел или комплект всегда состоит из кривошипа, шатунов и поршней. Или, говоря простым языком, все вращающиеся части, кроме распределительного вала. Сборка за дополнительную плату может поставляться полностью сбалансированной и иногда включать шатун и коренные подшипники. Покупка вращающегося комплекта проще, чем покупка отдельных частей, поскольку вы можете быть уверены, что все они предназначены для совместной работы. Очевидно, что комплекты, состоящие из литых деталей, будут дешевле, чем комплекты с коваными деталями.
Основные различия между длинными и короткими блоками
- Короткие блоки включают полностью собранные блок, кривошип, шатуны и поршни.
- Короткие блоки могут включать в себя другие элементы, такие как распределительный вал, цепь привода ГРМ и крышки.
- Длинные блоки представляют собой короткие блоки с установленными головками и, как правило, клапанным механизмом.
