ᐉ Классификация двигателей
В зависимости от способа приготовления топливовоздушной (горючей) смеси различают двигатели:
- с внешним смесеобразованием
- с внутренним смесеобразованием
Горючей смесью называют смесь паров топлива или горючего газа с воздухом в отношении, обеспечивающем сгорание ее в рабочем цилиндре двигателя. Образуется горючая смесь в двигателях в процессе смесеобразования. Она перемешивается в камере сгорания с остаточными продуктами сгорания и образует рабочую смесь.
Смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси. В двигателях внутреннего сгорания различают смесеобразование внешнее и внутреннее.
Внешнее смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси вне цилиндра двигателя — в карбюраторе (у двигателей, работающих на жидком легкоиепаряющемся топливе) или в смесителе — у двигателей, работающих на газе.
Внутреннее смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси внутри цилиндра.
В быстроходных дизелях применяют два способа образования смеси: объемное и пленочное.
Объемным смесеобразованием называется такой способ образования горючей смеси, при котором топливо из жидкого состояния превращается в парообразное под действием вихревых потоков воздуха в камере сгорания.
Пленочный способ смесеобразования заключается в превращении топлива из жидкого состояния в парообразное в процессе перемещения тонкого слоя (пленки) топлива по поверхности камеры сгорания под действием потока воздуха. Для полного сгорания топлива при объемном смесеобразовании требуется, чтобы форсунки хорошо распыливали и равномерно распределяли топливо по объему камеры сгорания. В дизелях, работающих с пленочным смесеобразованием, топливо впрыскивается форсункой на поверхность камеры сгорания под малым углом к поверхности. Затем оно вихревыми потоками воздуха перемещается по нагретой поверхности камеры и испаряется.
При таком способе смесеобразования к форсунке предъявляются менее высокие требования, чем при объемном.Для полного сгорания топлива в двигателе требуется минимальное, так называемое теоретически необходимое, количество воздуха. Так, для сгорания 1 кг дизельного топлива требуется 0,496 кмоль воздуха, а для сгорания 1 кг бензина 0,516 кмоль воздуха. Однако вследствие несовершенства процесса смесеобразования количество воздуха, содержащегося в горючей смеси работающего двигателя, может быть больше или меньше, чем указано.
Отношение действительного количества воздуха, поступившего в цилиндр двигателя, к количеству воздуха, теоретически необходимому для полного сгорания топлива, называется коэффициентом избытка воздуха а. Он зависит от типа двигателя, конструкции, вида и качества топлива, режима и условий работы двигателя. У автомобильных двигателей, работающих на бензине, а = 0,85… 1,3. Наиболее благоприятные условия для сгорания топлива создаются при а = 0,85…0,9. Двигатель при этом развивает максимальную мощность.
Образование рабочей смеси в карбюраторных двигателях начинается в карбюраторе, продолжается во впускных трубопроводах и заканчивается в камере сжатия. В дизелях рабочая смесь образуется в камере сжатия при впрыске топлива в нее форсункой. Поэтому времени на приготовление рабочей смеси в дизелях будет меньше, чем в карбюраторных двигателях, и качество приготовления рабочей смеси хуже.
Для обеспечения полного сгорания единицы поступившего в цилиндр топлива дизелям нужно больше воздуха, чем карбюраторным двигателям. В связи с этим коэффициент избытка воздуха у дизелей колеблется на режимах полной и близкой к полной нагрузке в пределах 1,4…1,25, а на холостом ходу равен 5 и более единицам.
Если в составе рабочей смеси воздуха меньше, чем теоретически необходимо для полного сгорания содержащегося в смеси топлива, то такая смесь называется «богатой». Если а>1, т. е. в смеси воздуха больше, чем теоретически необходимо для сгорания топлива, то такая смесь называется «бедной».
Чем выше качество смесеобразования, тем ближе величина а к единице. Для каждого типа двигателя коэффициент а имеет свои значения. В процессе эксплуатации нарушается регулировка топливоподающей аппаратуры, загрязняются воздушные фильтры, а это приводит к повышению гидравлического сопротивления и снижению количества воздуха, поступающего в цилиндры. При этом рабочая смесь часто переобогащается. В результате топливо сгорает не полностью. Вместе с отработавшими газами в атмосферу выбрасываются токсичные их составляющие, такие, как окись углерода (СО), окись и двуокись азота (NO, N02). Они загрязняют окружающую среду. Наряду с этим ухудшается экономичность работы двигателя. Особенно много выделяется окиси углерода при работе бензиновых двигателей на обогащенной смеси. В небольших количествах СО выделяется при работе дизелей на холостом ходу. Это вызывается местными переобогащениями смеси вследствие неудовлетворительной работы топливной аппаратуры.
Для уменьшения загрязнения окружающей среды необходимо своевременно и высококачественно регулировать топливоподающую аппаратуру и обслуживать систему фильтрации воздуха и механизм газораспределения.
По способу воспламенения рабочей смеси различают двигатели с принудительным воспламенением и с воспламенением от сжатия.
В двигателях с принудительным воспламенением рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, которая образуется тогда, когда поршень приближается к верхней мертвой точке (в.м.т.) в такте сжатия. К этому моменту в камере сжатия находится топливовоздушная смесь, сжатая до 0,9… 1,5 МПа и нагретая до 280…480°С.
Жидкое топливо может сгорать только в газообразном состоянии. Поэтому необходимо, чтобы карбюратор обеспечивал возможно более тонкое распыливание топлива. Чем тоньше распыливание, тем больше общая поверхность частичек топлива, тем за более короткий промежуток времени оно испаряется. При возникновении искры воспламеняется только та часть смеси, которая находится у электродов искровой свечи зажигания. В этой зоне температура достигает 10 000° С, и образовавшееся пламя распространяется со скоростью 30…50 м/с по всему объему камеры сгорания. Продолжительность процесса сгорания составляет 30…40° угла поворота коленчатого вала.
Тюнинг двигателя: цели и виды
Тюнинг, или форсирование, двигателя проводится в целях увеличения его эффективной мощности.
Модернизация возможна различными способами:
- Заменой заводских деталей (поршней, шатунов, клапанов) на улучшенные и облегченные
- Установкой новых механизмов (например, турбонаддува, компрессора)
- Улучшением различных систем (топливной, выхлопной и пр.).
Для современных двигателей с электронным блоком управления применяется метод чип-тюнинга. Он позволяет повышать мощность ДВС путем внесения изменений в программу бортового компьютера. В результате чип-тюнинга мощность двигателей без наддува увеличивается на 10 %, с наддувом – на 30-40 %.
Все манипуляции по форсированию двигателя специалисты рекомендуют проводить в оборудованных сервисных центрах, с применением профессионального инструмента и качественных запчастей.
Для каждого конкретного автомобиля существует свой, оптимальный, вариант доработок с учетом всех нюансов. По большому счету, в улучшении параметров нуждаются только двигатели гоночных моделей, в остальных случаях тюнинг не всегда целесообразен и весьма затратен.
Если желание модернизировать автомобиль перевешивает возможные доводы против, следующая информация окажется для вас полезной.
Автомобильный двигатель выполняет функцию преобразования энергии сгорания топливно-воздушной смеси в механическую. Все процессы происходят в цилиндро-поршневой группе (ЦПГ) за 4 такта:
- Впуск. Поршень движется вниз, смесь воздуха и бензина попадает в камеру сгорания через впускной клапан.
- Сжатие. Поршень поднимается, сжимая топливно-воздушную смесь. Как только он достигает верхней точки, срабатывает свеча зажигания, от которой смесь воспламеняется. При этом выделяется большое количество тепла, температура повышается до 2500 °С.
- Рабочий ход. Под давлением поршень снова перемещается вниз.
- Выпуск. При достижении поршнем нижней точки хода открывается выпускной клапан, и продукты сгорания выводятся через выхлопную трубу.
Каким образом можно увеличить эффективность процессов, происходящих в двигателе? Существует два основных способа: снижение массы движущихся частей или установка новых, улучшенных элементов, которые позволят повысить количество энергии сгорания.
Первый вариант подразумевает замену стандартных поршней, шатунов, шкивов, клапанов и других деталей двигателя облегченными.
Второй метод предусматривает включение в конструкцию двигателя новых компонентов.
Установка турбокомпрессора или турбонагнетателя
Данные устройства позволяют закачать во впускной коллектор больше воздуха и, тем самым, создать большее давление. Турбонагнетатель отличается от турбокомпрессора отсутствием турболага – промежутка времени от запуска двигателя до достижения им нужного числа оборотов (и увеличения мощности).
Однако при этом нагнетатель отнимает около 30 % мощности двигателя.
Установка прямоточного глушителя
Глушитель без катализатаров, с ровными изгибами или без них позволяет двигателю с турбокомпрессором, вращающему еще и крыльчатку, проще избавляться от выхлопных газов.
Установка специальной головки блока цилиндров
Сегодня представлено множество вариантов головок блока цилиндра для тюнингованных двигателей. Благодаря аналогичным разъемам и патрубкам они устанавливаются так же, как и обычные ГБЦ.
Вместо специальной головки можно приобрести модифицированную, от автопроизводителя. Это обойдется в меньшую сумму, но придаст двигателю новые возможности.
Расточка блока цилиндров
Обычно объем двигателя указывается в литрах (1,8 л., 2 л., 4 л. и т.д.) или кубических сантиметрах (в 1 л 1000 см3). В американских автомобилях используются кубические дюймы.
Увеличению этого показателя способствует процедура расточки цилиндров на специализированном станке. Такая операция позволяет увеличить сечение гильз изнутри при сохранении их правильной геометрии.
Решаясь на расточку, необходимо помнить, что для модернизированных таким образом цилиндров нужны поршни большего диаметра, так как только идеальное совмещение этих деталей обеспечит необходимый уровень компрессии и высокую степень сжатия.
Установка усовершенствованного распределительного вала
Один из самых популярных способов тюнинга двигателя. В отличие от обычных распредвалов, тюнинговые имеют кулачки другой формы – более высокие и широкие. Это позволяют клапанам подниматься выше и находится в открытом состоянии дольше, что способствует подаче большего количества топливно-воздушной смеси.
Существует несколько видов специальных распредвалов:
- Mild Road Cams (для умеренной езды): может быть установлен практически на любом двигателе; улучшает его приемистость и мощность, в некоторых случаях способствует экономии топлива
- Fast Road Cams (для быстрой езды): идеально подходит для скоростных автомобилей; увеличивает мощность ДВС, экономит расход горючего, однако на холостом ходу работает нестабильно
- Competition Cams (спортивные): предназначены для спортивных автомобилей; эффективно повышают мощность двигателя, однако увеличивают расход топлива, обладают неровным холостым ходом и быстро изнашиваются
Спортивные распредвалы практически непригодны для использования в городских условиях, так как их максимальная отдача происходит в области предельных частот вращения двигателя (2000-3000 оборотов).
Тюнинг клапанов двигателя
Клапаны ответственны за циркуляцию воздуха в ДВС. Временем их открытия управляет распределительный вал, а степенью – толкатель.
Наличие острых углов и заусенцев на клапанах препятствует прохождению воздушного потока, поэтому эти элементы должны быть тщательно отполированы. Важно также, чтобы клапаны плотно и без малейших зазоров размещались в посадочных местах.
Увеличить количество поступающего воздуха (а соответственно, и создающейся топливно-воздушной смеси) позволяет расширение впускных отверстий, установка бОльших по размеру клапанов или увеличение их количества (до 16, 20, 24, 32 и т.д.). Последний способ наиболее эффективен, так как при увеличении отверстий и установке больших клапанов скорость воздушного потока на низких оборотах уменьшается, что может негативно отразиться на крутящем моменте.
Установка высококомпрессионных поршней
Такие поршни используются для повышения компрессии в цилиндрах. Они изготавливаются, как правило, из алюминиевого сплава с добавлением кремния. Одно из колец в таких поршнях больше других, а на верхней части имеется выпуклость.
Высококомпрессионные поршни создают большее, по сравнению со стандартными, давление, чем ускоряют процесс сгорания топлива и повышают мощность ДВС. В процессе работы они выдерживают очень большие нагрузки и температуры, поэтому используются в самых современных автомобилях с форсированными двигателями.
Несмотря на высокую износостойкость усовершенствованных поршней им, как и любым другим высоконагруженным деталям, необходима дополнительная защита. С этой задачей прекрасно справляются специальные антифрикционные составы, наносимые на юбки поршней.
Одно из самых эффективных покрытий для поршней выпускает российская компания «Моделирование и инжиниринг». Она производит уникальное средство MODENGY Для деталей ДВС, предназначенное как для первичного нанесения на поршни, так и для восстановления изношенного заводского покрытия.
MODENGY Для деталей ДВС предотвращает появление задиров на контактирующих поверхностях, защищает детали от негативного влияния экстремально высоких температур, эффективно в условиях «масляного голодания» двигателя.
Покрытие имеет удобную аэрозольную фасовку, отверждается при комнатной температуре за 12 часов.
Перед применением MODENGY для деталей ДВС поверхности обрабатываются Специальным очистителем-активатором, который гарантирует отличную адгезию покрытия и его долговременную устойчивость. Оба средства доступны в одном наборе.
В заводских условиях такое покрытие наносится также на большие поршни.
Уровень компрессии можно увеличить также с помощью шлифовки головки блока цилиндров. При этом прокладка ГБЦ обязательно меняется на специальную, выдерживающую избыточное давление.
Собираясь использовать различные методы повышения компрессии, необходимо помнить, что ее чрезмерные показатели могут привести к детонации и повреждению двигателя. Особенно это актуально для автомобилей с турбонаддувом/
Использование строкер-кита
Многие компании производят уже готовые комплекты для механического тюнинга двигателя (в основном, для американских 8-ми цилиндровых автомобилей). Стандартно они включают поршни, кольца, шатуны, подшипники и коленвал. Использование таких наборов позволяет изменить длину хода поршня, увеличивает крутящий момент и добавляет двигателю 10-15 % объема.
Все детали проходят строжайший контроль качества, имеют больший запас прочности и износостойкости.
Существует несколько базовых вариантов строкер-китов для «низких», «низких-средних» или «средних-высоких» оборотов двигателя.
Установка усовершенствованных элементов топливной системы
Для увеличения мощности двигателя очень важно обеспечить его бОльшим количеством топлива. Это возможно путем доработки топливной системы: установки более мощного насоса, топливной рампы с инжекторами, усовершенствованного топливного регулятора.
Установка дополнительного радиатора
Мощный оттюнингованный двигатель испытывает экстремальные нагрузки и температуры, поэтому требует более совершенной системы охлаждения.
После доработки ДВС крайне желательно заменить основной тосольный радиатор агрегатом большего размера, а также поставить отдельный масляный радиатор.
Установка электрического вентилятора
Стоит отметить, что на современных автомобилях вентиляторы радиатора с механическим приводом практически не используются, их заменяют электрические модели. Система их управления отслеживает температуру двигателя и обеспечивает функционирование механизма охлаждения с помощью бортового компьютера.
Балансировка двигателя – заключительный этап тюнинга
Балансировка двигателя по имеющейся схеме (блюпринтинг) – необходимая при тюнинге ДВС процедура. Она проходит в специально оборудованных мастерских, где проверяется работа распределительного вала, поршней, шатунов, подшипников, маховика. При необходимости настраиваются и изменяются некоторые эксплуатационные параметры деталей.
- Прежде, чем приступать к доработке двигателя, определитесь с тем, что конкретно вы хотите сделать, иначе велика вероятность лишних затрат
- Перед покупкой тюнинговых запчастей обязательно проконсультируйтесь у специалистов
- В процессе работы, пока двигатель снят, приведите в порядок уплотнительные и крепежные элемент (при необходимости замените прокладки, болты ГБЦ и т. д.)
- Внимательно следите за состоянием двигателя после тюнинга, вовремя меняйте масло
Помните, что в некоторых случаях поставить новый двигатель с лучшими характеристиками целесообразнее, чем дорабатывать старый.
Возврат к списку
8 наших любимых названий двигателей
Для многих автопроизводителей недостаточно разработать плавную и надежную силовую установку; блоку нужно имя, которое вдохновляет. Двигатели прошлого и сегодняшнего дня, такие как Thriftmaster, Thriftpower, Ecotec или Duramax, часто напоминают о долгосрочной экономии. Это все хорошо, но как насчет мощности ?
Некоторые из наших любимых двигателей хвастаются своей мощностью не только с помощью показателей мощности, красующихся на воздухоочистителях, но и с помощью смелых названий, намекающих на то, насколько сильно они могут двигать автомобиль вперед. Многие из самых ярких названий двигателей представляют космическую эру со всей ожидаемой номенклатурой, связанной с ракетами.
Конечно, не у всех двигателей были кричащие названия, и даже некоторые из тех, что устанавливались в диких маслкарах, были известны только по рабочему объему. Конечно, имена не сделали двигатели мощнее, но сделали ли они соответствующие модели круче и желаннее? У АМС не было интересных названий для своих 390 и 401, и где они сейчас?
Вот некоторые из наших любимых, приносим свои извинения поклонникам AMC.
Sonoramic Commando
RM Sotheby’sДлиннопоршневые впускные коллекторы Plymouth — одна из самых причудливых систем впуска, когда-либо установленных на заводе. Вы можете поблагодарить инженеров и гонщиков Chrysler за смещенные карбюраторы и длинные впускные каналы, поскольку гоночная команда Ramcharger экспериментировала с туннельными цилиндрами и удлиненными впускными трактами, чтобы создать мягкий эффект наддува, основанный на волнах давления внутри порта.
383 больших блока Plymouth с клиновидной головкой, найденные в Fury 1960 года, использовали длинные впускные направляющие для создания крутящего момента в 460 фунт-футов, больше, чем у 392 Chrysler Hemi, производство которого было прекращено в 1958 году. Его странное название произошло от его настроенного впуска. порты, но «Sonoramic Commando» звучит как ополченец из «Безумный Макс: Дорога ярости» , привязанный к передней части постапокалиптического Plymouth Fury и играющий на электрогитаре — возможно, как оперный «Зеленый берет». В любом случае, это отличное имя для красивого и мощного двигателя.
Super Hurricane
MecumВсе мы знаем, что двигатели — это просто прославленные воздушные насосы, и что чем больше воздуха, тем больше мощность, верно? А что движет больше воздуха, чем ураган? Ураган супер ! Шестицилиндровый Super Hurricane, построенный Continental и использовавшийся в универсалах Willys, производил всего 105–115 лошадиных сил. Звучит не так уж много, но это было большим улучшением по сравнению с 70 или около того лошадьми, которые приводили в движение современный CJ-3B.
Турбо-ракета
МекумOldsmobile использовал турбонаддув Garrett, чтобы увеличить мощность своего полностью алюминиевого V-8 объемом 215 кубических дюймов в компактном Cutlass Jetfire 1962 года до 215 лошадиных сил. Двигателю с высокой степенью сжатия требовалась вся возможная помощь, чтобы избежать детонации, поэтому Oldsmobile оснастил его системой впрыска воды/спирта, которая была заполнена «турбо-ракетной жидкостью».
Итак, давайте проясним это: Oldsmobile построил компактный автомобиль с турбированным двигателем V-8, который работает на «Turbo-Rocket Fluid», и его до сих пор называют скучной автомобильной компанией? Как это пошло не так?
Turbo-Jet
Brandan GilloglyКогда большой блок Mk IV 396 пошел в производство, ему нужно было прозвище, которое говорило бы покупателям, что это серьезно. Chevrolet уже окрестил оппозитную шестерку Corvair «Turbo-Air», даже версии без наддува, поэтому крупному блоку пришлось обойти Corvair с «Turbo-Jet». Эмблемы на крыльях большого блока будут носить название Turbo-Jet вместе с рабочим объемом двигателя, и это название также стало основным на моделях Chevrolet SS в 60-х годах.
Hyper Pak
Почтенный Slant Six не самый впечатляющий двигатель. Известные своей долговечностью, а не мощностью, они могут показаться странным выбором для основы гоночного двигателя; однако инженеры Chrysler вложили свои ноу-хау в пакет модернизации Hyper Pak, который помог превратить Plymouth Valiants в компактные гоночные автомобили. В комплект Hyper Pak входили чугунные выпускные коллекторы, состоящие из двух частей, распределительный вал, четырехцилиндровый карбюратор Carter и огромный литой алюминиевый впускной коллектор с длинными направляющими. Hyper Pak помог заводским командам доминировать в зарождающемся классе компактных автомобилей NASCAR в 1960 и 1961.
Cobra Jet
Решение Ford для больших Camaros и Barracudas, 428 Cobra Jet дало Мустангу большой крутящий момент и мгновенно сделало себе имя на драгстрипе, дав Мустангу победу в классе Super Stock в NHRA Winternationals 1968 года среди множества талантливых гонщиков.
Сочетая в себе быстроту кобры и чистую скорость реактивного самолета, название доносит смысл. Враги Джо несутся по небу, а не шумный Ford FE V-8. Соответственно, это название было принято Мустангами Ford, предназначенными только для драгстрипа, поэтому прозвище Cobra Jet восстановилось на четверть мили, где оно и принадлежит.
Hellephant
FCAMopar мог бы назвать свой 1000-сильный 426-кубовый двигатель Hemi Gen III как угодно, и это все равно было бы потрясающе… потому что это 1000-сильный двигатель. Прозвище 426 Hemi было «Слон», и, если вы объедините его рабочий объем с платформой, используемой для Gen III Hemi Hellcat и Demon, вы получите «Hellephant». Имеет смысл для нас.
Voodoo
FordФордовский 5,2-литровый двигатель V-8 с плоской рукояткой, используемый в S550 Mustang GT350, — это все, о чем могло говорить автомобильное сообщество, когда он был выпущен в 2015 году. многие любители двигателей, а его мощность 525 л.с. (более 100 л.с. на литр) впечатляет практически любого.
Название Voodoo может означать, что Форд использовал какую-то черную магию, чтобы получить такую мощность от своего модульного двигателя V-8, но все дело в головках цилиндров. Уже отличные головки от 5,0-литрового Coyote не пропускали достаточно воздуха, поэтому Voodoo получил более крупные клапаны, камеры и порты с ЧПУ, чтобы увеличить потенциал мощности. Доведите Voodoo до красной отметки в 8200 об/мин, и вы окажетесь под его чарами.
Мы пропустили одну из ваших любимых? Дайте нам знать ниже.
Список двигателей | Британика
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- В этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Обзор недели
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы. - Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы. - #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
- Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, правительство, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.