На чем работает двигатель внутреннего сгорания: #читайдома: 8 нестыдных вопросов про то, как работает двигатель внутреннего сгорания

Содержание

что это и как работает. 5 интересных фактов :: Autonews

Двигатель внутреннего сгорания, или сокращённо ДВС, — это «сердце» большинства современных автомобилей. И не только машин, но также мотоциклов, кораблей, тепловозов, самолётов и даже масштабных моделей транспортных средств.

Что такое ДВС

ДВС — это пока основной вид двигателей транспортных средств, тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу. Сжигая горючее во внутренних камерах, двигатель внутреннего сгорания освобождает энергию, а затем преобразует её во вращательное движение. Оно, в свою очередь, раскручивает колёса или лопасти.

Двигатели внутреннего сгорания принято делить на несколько основных типов:

  • Поршневой двигатель внутреннего сгорания;
  • Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания:
  • Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.

Основным типом ДВС является классический поршневой двигатель, поэтому преимущественно речь дальше пойдёт о нём.

Как создавался ДВС

Двигатель внутреннего сгорания стар как мир. История создания этой машины тесно связана с паровыми двигателями, то есть двигателями внешнего сгорания.

Паровые двигатели, применяемые в XVIII веке, были громоздкими и слабыми, с чрезвычайно низким коэффициентом полезного действия. Тепло от сгорания топлива в них использовалось для нагрева жидкости, а та в свою очередь, превращалась в пар и совершала работу. Звучит красиво, а что на деле? По факту практический КПД, то есть эффективность преобразования энергии, обычно составлял от 1 до 8%. Уже тогда было ясно — систему нужно улучшать. Зачем сжигать горючее вне мотора, не лучше ли делать это прямо в нём?

Попытки создания ДВС начались намного раньше, чем вы можете себе представить, — ещё в XVII веке. В 1678 году голландский математик Христиан Гюйгенс создал примитивный ДВС, работающий… на порохе. Идея получила развитие: экспериментаторы в различных странах шли по схожему пути, но далеко не все из них попали в историю.

Доподлинно известно, что в 1794 году Робертом Стритом был запатентован двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе. Построен первый рабочий прототип. В 1807 году француз Нисефор Ньепс разработал твердотельный ДВС, работающий на порошке пиреолофора. С прототипом лично ознакомился Наполеон Бонапарт. В том же году Франсуа Исаак де Риваз создал поршневой ДВС, работающий на газообразном водороде — этот мотор получил поршневую группу и искровое зажигание.

Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.

Многие изобретатели приложили руку к сознанию двигателя внутреннего сгорания, но первым коммерчески успешным проектом стало детище французского изобретателя из Бельгии Жана Этьена Ленуара. К 1864 году он продал свыше 1 400 своих двигателей и неплохо на этом нажился.

Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.

Устройство поршневого ДВС

Традиционный поршневой двигатель внутреннего сгорания — чрезвычайно сложная система. Однако основных деталей у классического ДВС не так уж и много. Без этих элементов работа двигателя внутреннего сгорания невозможна:

  • блока цилиндров — механической основы мотора;
  • головки блока цилиндров;
  • поршней;
  • шатунов;
  • коленчатого вала;
  • распределительного вала с кулачками;
  • впускных и выпускных клапанов;
  • свечей зажигания*.

* — на самом деле деталей значительно больше, но рассказать о каждой из них в рамках короткой статьи не представляется возможным.

Принципы работы ДВС

Все классические ДВС работают по схожему принципу. В процессе их работы энергия вспышки топлива, то есть тепловая энергия, преобразуется в энергию механическую. Обычно это происходит следующим образом:

  1. Когда поршень в цилиндре движется вниз, открывается впускной клапан. В цилиндр поступает топливовоздушная смесь.
  2. Поршень поднимается, а выпускной клапан закрывается. Поршень сжимает топливовоздушную смесь и доходит до верхней мёртвой точки.
  3. На свече зажигания возникает искра, топливовоздушная смесь мгновенно сгорает, выделяя большой объём газов. Под их действием поршень устремляется вниз.
  4. Открывается выпускной клапан и выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Четырехтактный двигатель

В четырёхтактном моторе происходит четыре непрерывных последовательных стадии:

  1. Впуск (наполнение цилиндра смесью).
  2. Сжатие.
  3. Рабочий ход или сгорание.
  4. Выпуск отработавших газов.

Двухтактный двигатель

Но бывают и иные моторы — двухтактные. Они работают немного по-другому и применяются, как правило, на мототехнике и бензиновых инструментах вроде бензопил. Что происходит в них?

  1. Когда поршень движется снизу-вверх, в камеру сгорания поступает топливо. Сжатая поршнем топливовоздушная смесь поджигается искрой.
  2. Смесь загорается и поршень устремляется вниз. Открывается доступ к выпускному коллектору и из цилиндра выходят продукты сгорания.

Разница в том, что тактов всего два: на первом одновременно происходит впуск и сжатие, а на втором — опускание поршня и выпуск продуктов сгорания из коллектора.

Какие ещё бывают ДВС

Помимо поршневых двигателей внутреннего сгорания создано немало иных разновидностей ДВС — роторные, газотурбинные, реактивные, турбореактивные и бесчисленное множество их модификаций. Чем они отличаются?

  • Газотурбинные ДВС

Если в традиционных поршневых ДВС работа расширения газообразных продуктов сгорания преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, то в газотурбинных работа расширения продуктов сгорания воспринимается рабочими лопатками ротора, а в реактивных используется реактивное давление, возникающее при истечении продуктов сгорания из сопла. Все эти типы ДВС объединяет одно — во время работы они внутри себя сжигают топливо.

Крайне необычные моторы, которые можно встретить даже на серийных машинах. Первый роторно-поршневой мотор был создан немецким инженером Феликсом Ванкелем в 1957 году. Этот ДВС внешне совершенно не похож ни на один традиционный поршневой мотор.

Двигатель Ванкеля состоит из корпуса, камеры сгорания, впускного и выпускного окон, неподвижной шестерни, зубчатого колеса, ротора, вала и свечи зажигания. Ротор на эксцентриковом валу приводится в действие силой давления газов в результате сгорания топливовоздушной смеси. Он вращается относительно статора посредством шестерён. Когда ротор совершает эксцентричные круговые движения, его грани соприкасаются с внутренней поверхностью камеры сгорания. Таким образом создаются три изолированные камеры, в которых попеременно сжигается топливо. Вращающийся ротор передаёт крутящий момент на трансмиссию.

Человечество создало немало невероятных и по-настоящему уникальных моторов. Вот 10 самых совершенных из них:

👉 Железные мускулы. 10 лучших двигателей в истории

5 интересных фактов о ДВС

ДВС может работать на альтернативном топливе

Современные ДВС принято делить на два основных типа по применяемому топливу — бензиновые и дизельные. Однако сама история создания двигателей внутреннего сгорания позволяет понять: сжигать в таких моторах можно многие виды горючего — от различных газов до всевозможных растворителей и спиртов. Главное — испарить их и подмешать воздух в нужных пропорциях.

Наиболее распространённые альтернативы бензину и дизелю — пропан-бутан и метан, но можно использовать даже «гремучую смесь» — водород с кислородом. И это далеко не всё: почти любая современная машина с ДВС способна ездить на смеси бензина с этанолом или на чистом этаноле, то есть спирте, получаемом экологически чистым путём. Поедет бензиновый автомобиль и на различных растворителях. К примеру, запустить ДВС можно на обычном сольвенте из хозяйственного магазина — с помощью этой жидкости обычно осуществляют чистку топливной системы.

ДВС выживет в космосе и под водой (если очень постараться)

Двигатель внутреннего сгорания можно заставить работать даже в космосе. Всё, что для этого требуется, — обеспечить подачу кислорода для создания топливовоздушной смеси. При соблюдении этого нехитрого условия ДВС может запуститься и работать даже под водой. Для него нет ничего невозможного.

ДВС действительно плох

Несмотря на всю свою технологичность и сложность, по уровню КПД бензиновый ДВС недалеко ушёл от парового мотора. Эффективность этих агрегатов оставляет желать лучшего. Коэффициент полезного действия в среднем варьируется в диапазоне от 20 до 25%.

Иными словами, при сжигании условных 10 литров бензина лишь около трёх литров выполняют полезное действие. Всё остальное горючее тратится на тепловые и механические потери. С этой точки зрения дизельные движки намного круче: их КПД достигает 40%. Но и их век уже прошёл.

Отказ от ДВС неизбежен

Одну из причин грядущего отказа от двигателей внутреннего сгорания мы уже раскрыли — это низкий КПД. Но есть и ещё один немаловажный момент — влияние на экологию. Поскольку почти все ДВС работают на невозобновляемых ресурсах (бензине, дизеле, нефтяном газе), отказ от них жизненно необходим.

По данным специалистов, мировой запас нефти составляет 1,726 трлн баррелей, которых хватит при нынешнем уровне потребления немногим более чем на 50 лет. Из нефти делают не только топливо. Она — основа синтетических каучуков, пластиков, еды, тканей, шампуней и даже аспирина. Всего того, без чего жизнь человека уже практически невозможна.

Как работает двигатель внутреннего сгорания. » Хабстаб


Для непосвящённых, двигатель выглядит как хитросплетение металлических трубок и проводов. Возможно, покупая автомобиль, вы слышали что-то типа “двигатель V-6, объёмом 3 литра”. В этой статье мы рассмотрим базовые принципы работы двигателя.
Бензиновый двигатель преобразует энергию бензина, в поступательное движение автомобиля. Бензиновый двигатель есть не что иное, как двигатель внутреннего сгорания. Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания: дизельные, роторные, хеми, двухтактные. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Также существуют двигатели внешнего сгорания. Паровой двигатель паровоза и парохода, является наглядным примером двигателя внешнего сгорания. Топливо в паровом двигателе сгорает не в двигателе, а пар создаёт движение уже внутри двигателя. Двигатели внутреннего сгорания намного эффективнее двигателей внешнего сгорания, то есть расходуют меньше топлива при одинаковой работе. Плюс, двигатель внутреннего сгорания гораздо меньше, чем аналогичный по мощности, двигатель внешнего сгорания. Этот факт объясняет почему мы не увидим двигатель внешнего сгорания на автомобилях GM или Ford.
 
Принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания заключается в следующем: если малое количество топлива, обладающего большой энергоёмкостью и находящегося в небольшом закрытом пространстве — поджечь, выделится огромное количество энергии в виде газа. Преобразовав эту энергию в поступательное или вращательное движение, можно использовать её для своих нужд.
 
Почти все современные автомобильные двигатели четырехтактные. Четырехтактный цикл сгорания так же известен как цикл Отто, в честь Nikolaus Otto, который предложил его в 1867 году.
Он состоит из следующих этапов:
  • Впускной такт;
  • Такт сжатия;
  • Такт горения;
  • Выпускной такт;

Рассмотрим подробнее каждый такт.

Впускной такт. Поршень из верхней точки начинает двигаться вниз, открывается впускной клапан и в цилиндр засасывается топливовоздушная смесь. Эта смесь состоит примерно из 15 частей воздуха и одной части бензина.
 
Такт сжатия. Поршень перемещается вверх, чтобы сжать смесь. Сжатие делает взрыв более эффективным.
 
Такт горения. Когда поршень достигает верхней точки, в цилиндре проскакивает искра и смесь взрывается, толкая поршень вниз.
 
Выпускной такт. После того как поршень достигает нижней точки, открывается выпускной клапан и поршень выталкивает отработавшие газы в выхлопную трубу. Работа газов заключалась в толкании поршня вниз, а так, как свою работу они выполнили их называют отработавшими.

 
На анимации выше каждый такт окрашивает камеру сгорания своим цветом, расшифровка цветов указана правее. Коленвал через шатун приводит в движение поршень. Таким образом, вращательное движение коленвала преобразуется в поступательное движение поршня.
Выше мы рассмотрели как работает один цилиндр. Обычно количество цилиндров в двигателе начинается с четырёх, также может быть шесть и восемь.
Расположены цилиндры могут быть одним из трёх способов: в ряд, напротив друг друга и в виде буквы “V”. Теперь понятно откуда берутся названия типа: рядная четвёрка или “V”—образная шестёрка. Каждая конфигурации имеет свои  преимущества и недостатки.



Рассмотрим основные части двигателя.

Свеча зажигания создаёт искру для поджига топливовоздушной смеси. Искра создаётся в цилиндре в строго определённое время.

Впускной и выпускной клапана открываются в строго заданное время, что бы поршень мог затянуть топливовоздушную смесь в цилиндр и выпустить отработавшие газы. Хотелось бы отметить, что во время рабочего такта, камера сгорания герметично закрыта клапанами.

Поршень представляет собой кусок металла, выполненный в форме цилиндра, который совершает поступательное движение внутри цилиндра.
Поршневые кольца выполняют несколько функций:

  • Обеспечивают минимальный зазор между поршнем и кромкой цилиндра, обеспечивая максимальную герметичность.
  •  Через кольца происходит охлаждение поршня, так как кольца связывают цилиндр с водяной рубашкой.
  • Уменьшают расход масла.

Часто среди автомобилистов можно услышать фразу ”двигатель ест масло”, это значит что кольца неплотно прилегают к стенкам цилиндра и масло попадает в цилиндр, а там ему ничего не остаётся как сгореть.

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом.

Коленчатый вал, вращаясь, за счёт своей геометрии позволяет двигаться поршню вверх, вниз.
 
Почему не заводится двигатель.
Вы выходите утром на работу, а ваша машина не заводится. Где же искать причину?
Теперь когда вы знаете как работает двигатель, давайте определим три основные причины:

  • отсутствие искры;
  • не поступает топливная смесь в цилиндр или поступает, но не в том количестве, или не должного качества;
  • отсутствие должной компрессии;

Если отсутствует искра или появляется не в то время, автомобиль не заведётся. Искра может отсутствовать по следующим причинам:
  • неисправна свеча;
  • обрыв высоковольтного провода;

Перейдём к топливной смеси, если воздухозаборник забит, топлива будет достаточно, но воздуха будет недостаточно. Если топливный насос не создаёт положенного давления, ситуация будет обратной. Примесь в топливетакая, как вода, не даст двигателю завестись.

Отсутствие положенной компрессии может быть по следующим причинам:

  • изношены поршневые кольца;
  • впускные и выпускные клапана не обеспечивают должной герметичности;
  • прогар цилиндра;

Также существуют другие причины:
  •  сел аккумулятор, и стартер не может провернуть двигатель;
  • заклинил подшипник коленчатого вала;
  • сбились метки газораспределительного механизма;
  • кто-то засунул в глушитель картошку, отработавшие газы не могут выйти из цилиндра и двигатель не заведётся;
  • закончилось масло в двигателе;
     

 
Давайте рассмотрим подробнее как работает газораспределительный механизм(ГРМ).
Деталь, которая открывает и закрывает клапана, называется распределительным валом.
На распределительном валу можно увидеть кулачки, которые толкают клапана. Для того чтобы кулачки вовремя толкали клапана, распредвал соединён цепью или зубчатым ремнём с коленвалом. Таким образом, клапана синхронизированы с поршнями. Распределительный вал вращается со скоростью в два раза меньшей чем коленвал.

Система зажигания.
В системе зажигания генерируется высокое напряжение, которое потом передаётся через провода к свечам. Высокое напряжение подаётся на трамблёр, который определяет какой свече необходимо подать искру в данный момент. Увидеть это можно на анимации ниже.


 
Система охлаждения.
Система охлаждения в большинстве двигателей состоит из радиатора и водяного насоса. Охлаждающая жидкость циркулирует вокруг цилиндров, забирая тепло, затем проходя через радиатор — охлаждается. В некоторых автомобилях (в первую очередь Volkswagen Жук), а также на большинстве мотоциклов и газонокосилок, применяется двигатель с воздушным охлаждением. Воздушное охлаждение делает двигатель легче, но, как правило, ресурс и мощность двигателя снижаются. 

В этой статье мы рассмотрели не все системы автомобиля, как это сделано в оригинале, а лишь те которые показались нам наиболее интересными.

Как работает двигатель внутреннего сгорания / Бери и делай

Представить современный мир без двигателя внутреннего сгорания невозможно. Именно он помогает нам добраться утром до работы или комфортно путешествовать по миру. Но несмотря на популярность этих двигателей далеко не все знают, как они работают.

«Бери и Делай» расскажет об устройстве и принципе работы двигателя внутреннего сгорания.

Что такое двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это своеобразная машина, преобразующая топливо в механическую энергию. Он относится к тепловым двигателям, то есть сжигает топливо для получения энергии, с помощью которой выполняется полезная работа.

ДВС используют в воздушных, водных, железнодорожных, автомобильных и других транспортных средствах, а также в газонокосилках, цепных пилах, воздушных компрессорах и так далее.

Двигатель внутреннего сгорания имеет такое название, потому что топливо воспламеняется и сгорает

внутри него. В настоящее время ДВС самые популярные производящие энергию устройства в мире.

Бензиновый и дизельный ДВС

Самые распространенные двигатели внутреннего сгорания — бензиновые и дизельные.

По своей сути они одинаковы. Оба двигателя работают благодаря топливу, воздуху и процессу горения.

И все же разница между ними есть.

  • В бензиновом двигателе топливо заранее смешивается с воздухом, затем сжимается поршнем внутри цилиндра и поджигается искрой от свечи зажигания.
  • В дизельном двигателе поршень сначала сжимает воздух и только потом впрыскивается топливо. Свеча зажигания здесь не используется. Воздух сильно нагревается при сжатии, и топливо возгорается самостоятельно.

Как устроен двигатель внутреннего сгорания

Самый распространенный двигатель внутреннего сгорания — это 4-тактный бензиновый двигатель.

Он состоит из следующих элементов:

  1. Выпускной распределительный вал
  2. Коромысло выпускного клапана
  3. Свеча зажигания
  4. Коромысло впускного клапана
  5. Впускной распределительный вал
  6. Выпускной клапан
  7. Впускной клапан
  8. Головка блока цилиндра
  9. Поршень
  10. Поршневой палец
  11. Шатун
  12. Блок двигателя
  13. Коленчатый вал
  • ВМТ — верхняя мертвая точка
  • НМТ — нижняя мертвая точка

Некоторые детали ДВС неподвижны:

  • головка блока цилиндра
  • цилиндр

Другие составляющие двигаются:

  • распределительный вал
  • поршень
  • коленчатый вал
  • шатун
  • клапан

Принцип работы ДВС

Выше мы рассмотрели составляющие 1-цилиндрового двигателя внутреннего сгорания. В автомобильных двигателях зачастую используют 4–8 цилиндров. Существуют авто и с 16 цилиндрами. А у поршневых авиационных двигателей их целых 28. С увеличением числа цилиндров возрастает мощность двигателя.

Цилиндр — это силовая единица двигателя. Как правило, двигатели с большим количеством цилиндров производят больше мощности, а с меньшим — лучше экономят топливо.

В цилиндре не всегда 2 клапана. Для увеличения мощности двигателя зачастую используют по 4 клапана на цилиндр.

Во всех двигателях внутреннего сгорания топливо сгорает внутри. Камера сгорания состоит из цилиндра, в котором ходит плотно прилегающий поршень. Он движется внутри цилиндра от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). Движение поршня между этими точками называется ходом. Поршень прикреплен к шатуну, который соединен с коленчатым валом. Посредством этого движения поршня вверх и вниз преобразуются во вращательные движения.

Мощность ДВС получает за счет сжигания смеси топлива и воздуха в замкнутом пространстве. При сгорании топлива в воздухе образуется горячий газ, объем которого расширяется. Он толкает поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал. Если говорить об автомобиле, то через трансмиссию это движение передается на колеса, которые и заставляют его двигаться.

4 такта работы двигателя

Двигатель, который мы разбирали выше, называют 4-тактным, потому что 1 цикл работы в нем совершается за 4 такта.

  1. Впуск
  2. Сжатие
  3. Рабочий ход (сгорание)
  4. Выпуск

За 1 рабочий цикл поршень делает 2 полных прохода в цилиндре, а коленчатый вал, соответственно, 2 оборота.

Впуск

  • В начале 1-го такта поршень находится рядом с ВМТ.
  • Впускной клапан открывается, и поршень опускается вниз, к НМТ. В этот момент в цилиндр всасывается воздушно-топливная смесь или просто воздух, если речь идет о дизельном двигателе.

Такт впуска заканчивается, когда поршень доходит до НМТ. Во время 1-го такта двигатель потребляет энергию.

Сжатие

  • В начале 2-го такта поршень находится в НМТ.
  • Впускной и выпускной цилиндры во время этого такта закрыты.
  • Поршень начинает движение вверх — к ВМТ. В этот момент он сжимает смесь воздуха и топлива в бензиновых двигателях или просто воздух в дизельных. Максимальное давление достигается, когда поршень находится близко к ВМТ. Примерно тогда же и происходит подача искры в бензиновом двигателе и впрыск топлива в дизельном.

В такте сжатия двигатель все еще потребляет энергию, причем даже больше, чем в такте впуска.

Рабочий ход

  • В начале 3-го такта поршень находится в ВМТ.
  • Впускной и выпускной клапаны закрыты.
  • Сгорание топливовоздушной смеси начинается еще в конце такта сжатия. Этот процесс приводит к резкому повышению давления внутри цилиндра, которое толкает поршень вниз, к НМТ.

Именно в этот момент поршень через шатун заставляет вращаться коленчатый вал. Сила, которая действует на коленвал, называется крутящим моментом.

Во время такта сгорания топлива (рабочего хода) двигатель производит энергию.

Выпуск

  • Во время начала 4-го такта поршень находится в НМТ, куда его оттолкнуло повысившееся после сгорания топлива давление.
  • Во время такта выхлопа выпускной клапан открыт.
  • Поршень начинает движение от НМТ к ВМТ, выталкивая большую часть выхлопных газов из цилиндра в выхлопные трубы.

В процессе такта выпуска двигатель снова потребляет энергию.

КПД двигателя внутреннего сгорания

Далеко не все получаемое двигателем топливо преобразуется в полезную энергию. Большая часть энергии превращается в тепло, которое нейтрализует система охлаждения.

Коэффициент полезного действия (КПД) 4-тактных двигателей составляет 20–25 %. Только этот процент энергии топлива преобразуется в механическую энергию. Остальное уходит в систему охлаждения и выхлоп.

У дизельных двигателей КПД выше. У крупных он доходит до 42 %, а у двигателей легковых и грузовых автомобилей держится на отметке в 25–30 %.

Немного истории

Первый коммерческий двигатель внутреннего сгорания изобрел инженер Жан Жозеф Этьен Ленуар. В 1860 году Ленуар установил газовый 1-цилиндровый двигатель внутреннего сгорания на 3-колесную повозку и запатентовал его.

Первый двигатель внутреннего сгорания работал достаточно неплохо, но был слишком шумным и часто перегревался. Охлаждать его приходилось при помощи воды. К тому же изобретение Ленуара было совсем неэкономичным.

В 1863 году инженер представил 3-колесную повозку, работавшую на бензине. Во время демонстрации в Париже она проехала 11,2 км за 3 часа. И хотя двигалась повозка очень медленно, она производила довольно сильное впечатление, ведь в движение ее приводили не лошади или мулы, а двигатель.

Двигатели Ленуара были достаточно популярны. Всего их сделали около 500 штук.

В 1876 году Николаус Отто изобрел эффективный газовый двигатель. Это был первый 4-тактный поршневой двигатель внутреннего сгорания. Двигатель сразу же встроили в мотоцикл. В двигателе Отто использовался принцип впуска, сжатия, сгорания и выпуска. Точно так же сейчас работают большинство двигателей внутреннего сгорания в автомобилях или мотоциклах.

В 1885 году Карл Бенц создал первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, работавшем на бензине, а в 1886 году он запатентовал его. Свой двигатель Бенц сделал на основе разработок Отто, а тот, в свою очередь, пользовался наработками Ленуара.

Двигатель внутреннего сгорания: что это, как работает, история появления

Более современные двигатели с внешним сгоранием, это, скорее всего, модификации двигателя Стирлинга. Стирлинг предложил не выбрасывать рабочее тело (для паровоза это пар), а нагревать его внутри цилиндра. Это рабочее тело разогреется, увеличится в объеме, или если объем замкнут, увеличится давление. Это давление и произведет работу. Затем этот самый цилиндр нужно охладить. Воздух, или другой газ, уменьшится в объеме и поршень опуститься вниз. Это теоретически, на практике нагревается и остывает сам газ, перемещаясь по специальным каналам. Но принцип остается тот же, газ не покидает пределы замкнутого пространства, а тепло подводится и отводится через стенки цилиндра.

Самые современные двигатели Стирлинга, работающие на солнечной энергии, дают КПД в 31,25%. Однако, они пока не устанавливаются на автомобили из-за сложности конструкции и малой надежности.

Двигатель внутреннего сгорания, потому так и называется, что нагрев рабочего тела (не важно, газ это или пар) происходит внутри замкнутого объема (чаще всего цилиндра). Первым таким двигателем, как не странно это будет звучать, была пушка.

Во всех современных двигателях внутреннего сгорания происходит почти то-же самое – внутри замкнутого объема зажигается некая горючая смесь. Этот «пожар» или «взрыв» нагревает воздух, а он (горячий воздух) производит необходимую работу. Просто поршень в двигателе не выбрасывается наружу, а совершает движения вперед и назад внутри цилиндра.

Изобретатели двигателя, который сейчас установлен на автомобиле

Итак, в связи с тем, что первым двигателем внутреннего сгорания была пушка, необходимо было бы узнать имя изобретателя, но оно, к сожалению, потерялось в веках. Известно, только,что в Европе пушка появилась в 14-м веке, а в восточных странах еще в 13-м.

Христиан Гюйгенс

Христиан Гюйгенс (портрет слева) в начале 17-го века предложил внутрь цилиндра с поршнем насыпать немного пороха. Если этот порох поджечь, то поршень поднимется вверх и шток прикрепленный к поршеню может совершить некоторую работу. Затем аппарат необходимо было разобрать, засыпать новую порцию пороха и продолжить. Шток останавливался в верхнем положении при помощи специального фиксатора.

Конечно, на это сейчас мы смотрим с удивлением, но для 17-го века это был прорыв.

Дени Папен

В 1690 году (конец 17-го века) Дени Папен (портрет справа) усовершенствовал эту конструкцию предложив вместо пороха залить на дно цилиндра воду. Если нагреть цилиндр вода испарится превратившись в пар и этот пар совершит работу подняв поршень. Затем поршень можно остудить пар внутри превратится в воду и процесс можно повторить.

Через 15 лет, в 1705 году английский кузнец Томас Ньюкомен предложил машину для откачки воды из шахт. Его аппарат состоял из котла, который производил пар.  Пар подавался в цилиндр и там совершал работу.

Для быстрого охлаждения цилиндра он применил форсунку, которая впрыскивала холодную воду в этот цилиндр, тем самым охлаждая его. Конечно, периодически приходилось скопившуюся в цилиндре воду выливать, но машина его работала эффективно.

Назвать такую машину двигателем внутреннего сгорания сложно, ведь нагрев воды происходит вне цилиндра, но такова история. Весь 18-й век посвящен изобретению конструкций работающих на использовании энергии пара.

Только в 1801 году французский изобретатель Филип Лебон придумал подавать в цилиндр светильный газ в смеси с воздухом и поджигать его там. Он даже получил патент на этот газовый двигатель. Но в связи с тем, что Лебон рано умер (в 1804 году в возрасте 35 лет), довести свое детище до практической модели не успел.

Этьен Ленуар

Этьен Ленуар (француз с бельгийскими корнями), придумывал различные механические конструкции, работая на гальваническом заводе. Именно он считается изобретателем первого работающего двигателя внутреннего сгорания.

Доработав идею Лебона, в 1860 году он взял за основу двухходовой поршень, который совершал работу двигаясь как вправо, так и влево. А смесь светильного газа и воздуха он поджигал в отдельной камере при помощи электрической искры. Направляя продукты сгорания (в зависимости от положения поршня) либо в правую, либо в левую полость, как пар у паровоза.

Николаус Отто

Как видим это опять не совсем похож на современный двигатель в нашем его понимании, но прародитель его это уж точно. Выпустив более 300 таких двигателей, он разбогател и перестал заниматься изобретательством. Изобретенный Августом Николаусом Отто двигатель вытеснил с рынка двигатели Ленуара.

Именно Отто предложил и построил четырехтактный двигатель. КПД его двигателя достигал 15%, это почти в 3 раза выше чем у двигателей Ленуара. Кстати сказать современные бензиновые двигатели имеют КПД не выше 36%, это все чего мы достигли за 150 лет работы над двигателями внутреннего сгорания.

На этом четырехтактном цикле работают сейчас большинство двигателей.

Только после изобретения двигателей работающих на жидком топливе (керосине и бензине), их вполне уже можно было устанавливать на повозки, что и сделал Карл Бенс в 1886 году.

Готлиб Даймлер

В компании у Отто работали  Готлиб Даймлер (слева) и Вильгельм Майбах ( на фото слева).  И хотя предприятие работало прибыльно (двигателей Отто было продано более 42 тысяч штук), применение светильного газа резко сужало сферу применения.

Даймлер и Майбах впоследствии организовали производство автомобилей постоянно их совершенствуя. Их имена знают практически все. Ведь именно они придумали автомобиль «Мерседес».

Сын Вильгельма Майбаха – Карл (на фото справа),  занимался авиационными двигателями, а затем и выпуском знаменитых автомобилей «Майбах».

Вильгельм и его сын Карл Майбах

Рудольф Дизель

В 1893 году Рудольф Дизель запатентовал двигатель работающий на отходах производства бензина – солярке.В его двигателе смесь не нужно было воспламенять, она загоралась сама от высокой температуры в цилиндре. Но и смесь воздуха с топливом готовилась несколько по-другому.

В его двигателе топливо (солярка) подавалась в цилиндр в конце цикла сжатия специальным насосом. Это было революционным прорывом. Многие современные бензиновые двигатели используют этот метод образования воздушно-топливной смеси.

Дизельный же двигатель не претерпел особых изменений.

Теперь на вопрос кто изобретал двигатели внутреннего сгорания Вы точно знаете ответ.

Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания — Альтернативная История

Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

160 лет назад, 19 октября 1860 года, было зарегистрировано первое в мире предприятие по производству двигателей внутреннего сгорания. Интересно, что произошло это не в «кузнице мира» Англии и не во Франции, занимавшей тогда второе место в Европе по уровню промышленного развития, а в итальянском городе Флоренция.

Предприятие зарегистрировали изобретатели мотора — католический священник (!) Эженио Барсанти и инженер-гидравлик граф Феличе Матеуччи. Их силовая установка представляла собой стационарный двухцилиндровый промышленный двигатель с вертикальными цилиндрами, работавший на водороде или светильном газе и развивавший мощность пять лошадиных сил, — неплохой показатель по тем временам.

Над своим мотором они работали весьма неторопливо. Первый (одноцилиндровый) образец был изготовлен еще в 1853 году, но лишь через семь лет изобретатели решили, что конструкция стала пригодной для практического применения.

Однако коммерческого успеха их предприятие не достигло.

Газовые моторы спросом не пользовались и не выдержали конкуренции с широко распространенными и отлаженными в производстве паровыми машинами, работавшими на более дешевом и безопасном топливе.

Поэтому в 1864 году, после ранней смерти Барсанти от брюшного тифа, «Акционерное общество новых моторов Барсанти и Матеуччи» было закрыто, а выпуск двигателей — прекращен. Как это нередко бывает, первая ласточка весну не принесла. Гораздо более успешным оказался газовый мотор другой конструкции, изобретенный бельгийским инженером Жаном Ленуаром. Но это уже другая история.

образец мотора Барсанти-Матеуччи, сохранившийся до наших дней

акция их компании

В дополнение к заметке о первом в мире работоспособном двигателе внутреннего сгорания не лишним будем вспомнить о другом подобном моторе, появившемся чуть позже, но зато гораздо более массовом и коммерчески успешном. Кто-то, наверное уже догадался, что речь пойдет о двигателе бельгийского изобретателя Жана-Этьена Ленуара, которому в нынешнем году тоже исполнилось 160 лет.

Мотор Ленуара, как и двигатель Барсанти-Матеуччи, работал на водороде или светильном газе, но он был одноцилиндровым, с горизонтальным расположением цилиндра, а по конструкции он очень сильно напоминал паровую машину двойного действия, в которой пар, распределяемый золотником, попеременно подается в цилиндр по обе стороны поршня.

Так же работал и мотор Ленуара, только вместо пара в нем использовалась газовоздушная смесь, которая воспламенялась двумя электрическими свечами.

Из-за отсутствия сжатия смеси перед воспламенением мотор обладал довольно низким КПД, лишь ненамного превышавшим КПД паровой машины, а также — малой литровой мощностью.

Движок с внушительным объемом цилиндра 18 литров развивал на полных оборотах всего 12 л.с.

Зато он легко и быстро запускался, был легче и компактнее паровой машины с котлом и топкой, а также мог длительное время работать в автоматическом режиме, не требуя постоянного обслуживания кочегаром и машинистом. Благодаря этому мотор Ленуара в течение нескольких лет пользовался спросом в качестве стационарной промышленной силовой установки.

В 1860-е годы изобретателю удалось продать около 500 своих двигателей, которые работали на бельгийских, французских, немецких и даже американских заводах и фабриках, приводя в действие станки, насосы и другие устройства.

Но появление в 1864 году двигателя немецкого изобретателя Николауса Отто, обладавшего более высокой удельной мощностью и топливной эффективностью, помешало более широкому распространению двигателей Ленуара.

Постепенно «оттомоторы» вытеснили ленуаровские силовые установки, однако, полностью заместить паровые машины им так и не удалось.

Надо упомянуть, что Ленуар в 1862 году установил портативный вариант своего мотора мощностью в полторы лошадиные силы на трехколесную самоходную повозку, которую некоторые считают первым в мире автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. Изобретатель назвал его «иппомобилем» (от греческого ἵππος — лошадь).

Экипаж получился весьма примитивным, в нем не было ни коробки передач, ни дифференциала, ни нормального тормоза (тормозной башмак прижимался рычагом снаружи к ободу правого заднего колеса). К тому же, сжатый горючий газ оказался крайне непрактичным топливом для транспортного средства.

Баллона хватало всего на 18-20 километров, а заправить его потом было негде. Вдобавок, скорость экипажа не превышала 6-7 км/ч. Поэтому «иппомобиль» спросом не пользовался. Ленуар сумел продать лишь несколько экземпляров любителям технических курьезов. По слухам, один из них купил русский царь Александр-II.

Жан-Этьен Ленуар и один из серийных вариантов его двигателя

Гравюра XIX века с изображением двигателя Ленуара, на которой хорошо видно его устройство. Отличительной особенностью этого мотора являлся огромный маховик, прокрутка которого «съедала» изрядную часть рабочей мощности.

Под станиной видна катушка зажигания и аккумуляторные банки. Над кривошипно-шатунным механизмом — центробежный ограничитель скорости, позаимствованный от паровой машины.

Вверху — труба подачи газа с резиновым баллоном-ресивером

Один из двигателей Ленуара, сохранившихся до наших дней

Разрез «иппомобиля»

современный макет «иппомобиля». К сожалению, оригинальных фотографий машины не сохранилось

Наконец — самое зрелищное: двигатель Ленуара в работе:

Рассказ о ранних «добензиновых» двигателях внутреннего сгорания стоит дополнить описанием самого успешного из них — «гравитационно-атмосферного» газового мотора немецкого изобретателя Николауса Отто, запатентованного в 1864 году. Он оказался в пять раз экономичнее двигателя Ленуара, а потому впервые смог составить серьезную конкуренцию паровым машинам.

«Отто-мотор» представлял собой высокую изящную колонну, она же — цилиндр. Это было время красивых, а не просто утилитарных машин, поэтому ее нередко оформляли в «архитектурном» стиле. Поршень внутри нее двигался вверх-вниз на метр-полтора, в зависимости от размеров двигателя. Вверху крепился массивный маховик, на который движение поршня передавалось с помощью шестерни и зубчатой рейки.

Характерной особенностью мотора было то, что рабочий ход поршня осуществлялся не при его движении вверх под напором топливных газов, а при падении вниз под действием собственного веса. При «скачке» поршня вверх специальный храповой механизм расцеплял рейку с маховиком.

Двигатели Отто выпускались полтора десятилетия. Их было продано около пяти тысяч, то есть, примерно в 10 раз больше, чем двигателей Ленуара. Многие из них сохранились до сих пор, в том числе и в исправном состоянии (жаль только, что не у нас). Работа одного из них показана в видеоролике:

подборка музейных фотографий и снимок передаточного механизма крупным планом. Не правда ли, замечательная конструкция?

подборка музейных фотографий и снимок передаточного механизма крупным планом. Не правда ли, замечательная конструкция?

источники:

Двигатель внутреннего сгорания Отто

В первом тепловом двигателе — паровой машине — тепло производилось в топке и в паровом котле, вне цилиндра — рабочего органа машины.

Топка и котёл делали двигатель громоздким и тяжёлым, годным только для стационарного использования или для установки на большие пароходы и паровозы.

В поисках идеи компактного и лёгкого двигателя конструкторы пришли к мысли сжигать топливо внутри рабочего цилиндра — так появились прототипы двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Первый ДВС, схожий с современным, создал в 1876 г. немецкий конструктор Николаус Отто.

Двигатель де Риваса на самодвижущейся тележке. Сдавливая баллон (1), в рабочий цилиндр (2) впрыскивали сжатый водород. Одновременно через открывавшийся рычагом (3) клапан (4) в цилиндр впускали воздух. Водородно — воздушную смесь (5) поджигала электрическая искра от батареи Вольта (6).

Взорванная смесь расширялась, и её давление поднимало поршень (7). Обратным движением рычага открывался клапан отработанного газа, и тяжёлый поршень падал.

Движения поршня через цепь (9) передавались валу (10), но лишь при обратном ходе поршня трещотка (11) на кривозубой шестерёнке (12) позволяла крутиться валу, который через ременную передачу (13) раскручивал ось передних колёс (14) тележки.

Пробный вариант

Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) создал французский изобретатель Ф.И. де Ривас в 1807 г.

Смесь воздуха и водорода в рабочем цилиндре зажигалась электрической искрой от батареи Вольта, после подрыва смесь расширялась, создавая высокое давление в цилиндре и подбрасывая поршень. Отработанные газы выпускались, образуя под поршнем вакуум. Под воздействием давления атмосферы и своего веса поршень падал, возвращаясь в исходное положение, чтобы повторить цикл. Де Ривас использовал свой ДВС как привод передних колёс повозки. Но из-за низкой эффективности его двигатель не нашёл спроса. Впоследствии идеи де Риваса легли в основу дальнейших разработок ДВС.

Двигатель Ленуара

В 1860 г. другой француз, механик Э. Ленуар, сделал ДВС, похожий на горизонтальную паровую машину, но работающий на смеси воздуха со светильным газом (содержащим углеводороды).

ДВС Ленуара был двойного действия — рабочий ход поршень совершал при движении в обе стороны.

Это обеспечивалось тем, что смесь поджигалась искрой от двух электрических свечей по обе стороны от поршня, и впуск и выпуск газов проводился также с двух концов цилиндра с помощью золотников (таких же, как в паровых машинах).

Цикл работы ДВС Ленуара состоял из двух тактов (из двух ходов поршня — вперёд и назад). Оба хода обеспечивались расширением газовой смеси при сжигании, что требовало большого расхода топлива.

Работа ДВС Ленуара обходилась в 7 раз дороже работы паровой машины той же мощности.

Зато из-за отсутствия котла и топки ДВС был компактнее, и его, например, ставили на лодки, где не было места для паровой машины.

Цикл двухтактного ДВС Ленуара. 1864 г. Первый такт. Поршень (1) двигается вперёд. Тяга (2) впускного золотника (3), связанная через эксцентрик (4) вала (5), открывает заднее отверстие (6) в цилиндре (7) для впуска смеси светильного газа и воздуха.

Поршень немного продвигается, впускной золотник перекрывает задний впуск, а выпускной золотник (8) открывает переднее отверстие выпуска (9), через которое поршень выталкивает газы, отработанные в прошлом такте. На заднюю свечу зажигания (10) подаётся высоковольтный разряд от электрической батареи (11). Смесь зажигается, расширяется и толкает поршень дальше вперёд до крайнего положения.

Шток (12) поршня через кривошипно — шатунный механизм (13) раскручивает вал и маховик (14). Второй такт. Инерция крутящегося маховика тянет поршень назад.

Впускной золотник открывает переднее отверстие впуска газов (15), поршень продолжает двигаться, впуск закрывается, смесь в цилиндре поджигается передней свечой зажигания (16), давление газов толкает поршень назад, золотник выпуска открывает заднее отверстие (17), и отработанные в первом такте газы выходят. Поршень занимает исходное крайне заднее положение. Цикл повторяется.

Первая победа Отто

Недостатки ДВС Ленуара учёл немецкий конструктор Н.А. Отто при создании своего двухтактного двигателя. Сделанный им в 1864 г. ДВС тоже работал на смеси воздуха со светильным газом.

Отто поджигал смесь не электрической искрой, а пламенем газовой горелки, что было надёжнее при тогдашнем уровне развития электротехники. ДВС Отто совершал один рабочий ход.

Сделав цилиндр вертикальным, Отто заставил поршень двигаться вниз без помощи давления газов, только под воздействием своего веса и давления атмосферы. Это позволило его ДВС при вдвое меньшем расходе топлива развивать мощность как у ДВС двойного действия.

ДВС Отто оказался в 4-5 раз экономичнее двигателя Ленуара. Первые ДВС Отто широко использовались как приводы для типографских машин, грузовых лифтов-подъёмников, токарных и ткацких станков, прядильных машин и прочего оборудования.

Двухтактные ДВС, работающие по принципу ДВС Отто 1864 г., и сейчас используются как приводы сенокосилок и бензопил, в лодочных и мотоциклетных моторах.

Николаус Аугуст Отто

Четыре такта успеха

Настоящий прорыв в создании ДВС Отто совершил в 1876 г. В новом двигателе Отто вернулся к горизонтальной конструкции. Для увеличения мощности ДВС Отто решил перед воспламенением сжать топливную смесь, а для этого цикл работы ДВС пришлось увеличить до 4 тактов — 4 ходов поршня, и этот двигатель стал называться четырёхтактным ДВС.

Мощный четырёхтактный ДВС Отто вытеснил все предыдущие модели ДВС — его схема стала образцом для создания всех последующих ДВС вплоть до нашего времени и открыла возможность применения ДВС на транспорте.

Четырёхтактный цикл работы ДВС Отто 1876 г. I такт. Впуск топлива: поршень (1) идёт вперёд (первый ход), создавая низкое давление в цилиндре. Вращение главного вала (2) через червячную передачу (3) передаётся вспомогательному валу (4), управляющему газораспределительными клапанами.

В I такте вал открывает впускной клапан (5), и горючая смесь из топливного бака (6) поступает в цилиндр (7). Клапан закрывается. II такт. Сжатие смеси: поршень идёт назад (второй ход) и сжимает топливную смесь.

При запуске ДВС первый и второй ходы поршня осуществлялись вручную, затем это происходило автоматически — инерция маховика (8) поддерживала вращение главного вала. III такт.

Расширение смеси (рабочий ход): вспомогательный вал кратковременно открывает клапан (9), подающий порцию смеси в газовую горелку (10), где она воспламеняется (11) и, поступая в цилиндр, воспламеняет в нём основную порцию горючего. Газы в цилиндре расширяются и выталкивают поршень вперёд (третий ход).

На этом такте поршень производит полезную работу: через шток (12) передаёт толчок кривошипно — шатунному механизму (13), раскручивающему маховик. IV такт. Выпуск отработанных газов: через выпускной клапан (14) отработавшие газы, быстро сжимающиеся благодаря рубашке охлаждения (15) в корпусе цилиндра, удаляются из цилиндра. Создаётся разряжение (низкое давление), и поршень идёт назад (четвёртый ход).

Развитие идеи

Производством всех ДВС Отто занималась компания «Ланген, Отто и Розен», созданная в 1869 г. Отто совместно с немецкими предпринимателями Э. Лангеном и Л. Розеном. Современные четырёхтактные ДВС сохранили принципиальную схему Отто, но топливо в них поджигается искрой от электрической свечи.

Для увеличения мощности ДВС повышали объём его цилиндра, чтобы большим объёмом топлива усилить мощь его расширения. Но увеличение цилиндра не могло быть бесконечным, и тогда придумали усиливать двигатель путём увеличения числа цилиндров, поршни которых крутили один рабочий вал двигателя.

Первые двухцилиндровые ДВС появились в конце XIX в., а четырёхцилиндровые — в начале XX в. Сейчас встречаются шести — , восьми — и 20 — цилиндровые ДВС. Светильный газ был довольно дорогим топливом, и в Европе, и в России его производили не так много.

В поисках нового вида топлива для ДВС обратили внимание на другие вещества, содержащие углеводороды — продукты нефтепереработки.

Сотрудники компании Отто Г. Даймлер и В. Майбах в 1883 г. создали первый бензиновый ДВС, который в 1885 г. установили на первом мотоцикле, а в 1886 г. — на первом автомобиле.

Четырёхтактный цикл работы современного одноцилиндрового ДВС. Такт — это один ход поршня (1), т. е. прохождение поршня от крайнего верхнего положения, верхней мёртвой точки (ВМТ), до крайнего нижнего положения, нижней мёртвой точки (НМТ). I такт. Впуск. Поршень идёт вниз, создавая в цилиндре (2) разряжение.

Открывается впускной клапан (3), и под воздействием атмосферного давления из впускного трубопровода (4) в цилиндр засасывается горючая смесь — распылённый в воздухе бензин (5). II такт. Сжатие. Впускной клапан закрывается. Поршень идёт вверх, сжимая горючую смесь (6). III такт. Рабочий ход (расширение).

Между электродами свечи зажигания (7) проскакивает электрическая искра, поджигающая смесь. Газы расширяются (8), под их давлением поршень идёт вниз и передаёт усилие через кривошипно — шатунный механизм (9) на коленчатый вал (10), проворачивая его. IV такт. Выпуск. Поршень по инерции идёт вверх.

Открывается выпускной клапан (11), и под давлением поршня отработанные газы (12) вытесняются в атмосферу.

Однако бензин при испарении плохо смешивался с воздухом, реакция при возгорании протекала неравномерно, и бензиновые ДВС, работая ненадёжно, не могли вытеснить газовые ДВС. Выход нашёл венгерский инженер Д. Банки — в 1893 г. он придумал устройство для распыления бензина в воздухе — карбюратор с жиклёром.

Бензиновая взвесь, равномерно смешанная с воздухом, поступала в цилиндр, где при зажигании быстро превращалась в газовую смесь, обеспечивая хорошее протекание реакции и мощное расширение при взрыве. В России первый бензиновый двигатель с карбюратором сконструировал в 1880-х гг. О. С. Костович. В 1897 г.

немецкий инженер Р Дизель придумал дизельный двигатель, в котором топливо воспламенялось не от огня или электрической искры, а от высокой температуры, которая возникает при сильном сжатии воздуха. В России производство дизельных двигателей, усовершенствованных российским инженером Г. В. Тринклером, началось в 1899 г.

Эти дизели устанавливали на стационарных машинах (станках и пр.).

Поделиться ссылкой

Все о двигателях внутреннего сгорания: устройство, принцип работы и тюнинг

Двигатель внутреннего сгорания — это тип двигателя, в котором топливо воспламеняется во внутренней рабочей камере, а не в дополнительных внешних средствах. Двигатель внутреннего сгорания преобразует давление от сгорания топлива в механическую работу.

Этот двигатель уже имел искровое зажигание, это был шатун, с поршневой системой, то есть это своего рода прототип современных двигателей.

57 лет спустя соотечественник де Риваса Этьен Ленуар изобрел двухтактный агрегат. Этот агрегат имел горизонтальное расположение своего единственного цилиндра, был доступен с искровым зажиганием и работал на смеси осветительного газа с воздухом. Работы двигателя внутреннего сгорания в то время было уже достаточно для небольших лодок.

Еще через 3 года конкурентом стал немец Николаус Отто, идеей которого уже был атмосферный четырехтактный двигатель с вертикальным цилиндром. КПД при этом увеличился на 11%, в отличие от КПД двигателя внутреннего сгорания Риваз он стал 15.

Чуть позже, в 80-х годах того же века, российский конструктор Огнеслав Костович впервые запустил в производство агрегат карбюраторного типа, а немецкие инженеры Daimler и Maybach усовершенствовали его до облегченного вида, который начали устанавливать на легковые автомобили и автотранспорт.

В 1897 году Рудольф Дизель представил двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, в котором в качестве топлива использовалось масло. Этот тип двигателя стал предком дизельных двигателей, которые используются до сих пор.

Виды двигателей

  • Бензиновые двигатели карбюраторного типа работают на топливе, смешанном с воздухом. Эта смесь предварительно готовится в карбюраторе, затем поступает в цилиндр. В нем смесь сжимается, воспламеняется искрой от свечи.
  • Инжекторные двигатели отличаются тем, что смесь подается непосредственно от форсунок во впускной коллектор. Этот тип имеет две системы впрыска: одиночный впрыск и многоточечный впрыск.
  • В дизельном двигателе зажигание происходит без свечей зажигания. В цилиндре этой системы находится воздух, нагретый до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива. В этот воздух через сопло подается топливо, и вся смесь воспламеняется в виде факела.
  • Газовый двигатель внутреннего сгорания работает по принципу теплового цикла, топливом может быть как природный газ, так и углеводород. Газ поступает в редуктор, где его давление стабилизируется на уровне рабочего давления. Затем он попадает в смеситель и в конечном итоге воспламеняется в цилиндре.
  • Газодизельные ДВС работают по газовому принципу, только в отличие от них смесь воспламеняется не свечой зажигания, а дизельным топливом, впрыск которого происходит так же, как и с обычным дизельным двигателем.
  • Типы двигателей внутреннего сгорания с роторными поршнями принципиально отличаются от других наличием ротора, вращающегося в камере в форме восьмерки. Чтобы понять, что такое ротор, необходимо понимать, что в данном случае ротор играет роль поршня, ремня ГРМ и коленчатого вала, то есть особый механизм ГРМ здесь полностью отсутствует. На одном обороте одновременно происходят три рабочих цикла, что сопоставимо с работой шестицилиндрового двигателя.

Как работает двигатель внутреннего сгорания:

  1. Первый ход: поршень при опускании всасывает топливную смесь. В этом случае впускной клапан открыт.
  2. Когда поршень достигает нижнего уровня, он движется вверх, сжимая горючую смесь, которая, в свою очередь, занимает объем камеры сгорания. Эта фаза, входящая в принцип работы ДВС, вторая по счету. Клапаны при этом находятся в закрытом состоянии и чем они плотнее, тем лучше сжатие.
  3. В третьем такте срабатывает система зажигания, так как здесь воспламеняется топливная смесь. В обозначении режима работы двигателя он называется «рабочий», так как при этом запускается процесс привода в работе агрегата. Поршень взрыва топлива начинает двигаться вниз. Как и во втором такте, клапаны закрыты.
  4. Последняя мера — четвертая, степень, которая проясняет, что такое завершение полного цикла. Поршень отводит выхлопные газы из цилиндра через выпускной клапан. Затем все снова циклически повторяется, чтобы понять, как работает двигатель внутреннего сгорания, можно представить циклическую работу часов.

Устройство ДВС

логично рассмотреть устройство ДВС от поршня, так как это основной элемент работы. Это своего рода «стакан» с пустой полостью внутри.

Поршень имеет пазы, в которых фиксируются кольца. Эти же кольца предназначены для предотвращения выхода горючей смеси из-под поршня (сжатие), а также для предотвращения попадания масла в пространство над самим поршнем (маслосъемник).

Порядок работы

  • Когда топливная смесь поступает в цилиндр, поршень совершает четыре хода, описанных выше, и возвратно-поступательное движение поршня приводит в движение вал.
  • Дальнейший порядок работы двигателя следующий: верхняя часть шатуна закрепляется на пальце, который находится внутри юбки поршня. Кривошип коленчатого вала удерживает шатун. Когда поршень движется, он вращает коленчатый вал, и последний со временем передает крутящий момент на трансмиссионную систему, оттуда на зубчатую передачу, а затем на ведущие колеса. В расположении двигателей автомобилей с задним приводом карданный вал также выступает из колес.

Газораспределительный механизм (синхронизация) в устройстве двигателя внутреннего сгорания отвечает за впрыск топлива и выпуск газа.

Распределительный механизм состоит из верхнего клапана и нижнего клапана, может быть двух типов: ременный или цепной.

Шатун часто изготавливают из стали методом штамповки или ковки. Есть типы титановых шатунов. Шатун передает усилия поршня на коленчатый вал.

Коленчатый вал из чугуна или стали представляет собой комбинацию коренных и шатунных штифтов. Внутри этих горловин есть отверстия, которые отвечают за подачу масла под давлением.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма в двигателях внутреннего сгорания заключается в преобразовании движений поршня в движения коленчатого вала.

Головка блока цилиндров (головка блока цилиндров) большинства двигателей внутреннего сгорания, например, блок цилиндров, часто изготавливается из чугуна и реже из различных алюминиевых сплавов.

Головка блока цилиндров содержит камеры сгорания, впускной и выпускной каналы, свечные отверстия.

Между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров имеется прокладка, обеспечивающая полную герметичность их соединения.

Система смазки, в которую входит двигатель внутреннего сгорания, включает поддон, масляный патрубок, масляный насос, масляный фильтр и маслоохладитель.

Все это связано сложными каналами и автомагистралями.

Система смазки отвечает не только за снижение трения между деталями двигателя, но и за их охлаждение, а также за уменьшение коррозии и износа и увеличение ресурса двигателя внутреннего сгорания.

Устройство двигателя в зависимости от его типа, типа, страны-производителя может быть чем-то дополнено или, наоборот, некоторые элементы могут отсутствовать из-за морального износа некоторых моделей, но общая конструкция двигателя остается неизменной, так как а также стандартный принцип работы ДВС.

Дополнительные агрегаты

Конечно, двигатель внутреннего сгорания не может существовать как отдельный орган без дополнительных агрегатов, обеспечивающих его работу. Система запуска проворачивает двигатель, дает ему возможность работать. В зависимости от типа двигателя существуют разные принципы работы пуска: пусковой, пневматический и мускульный.

Трансмиссия позволяет развивать мощность на крутых оборотах. Топливная система снабжает двигатель внутреннего сгорания небольшим количеством электроэнергии. Он включает в себя аккумулятор и генератор, которые обеспечивают постоянный поток электричества и заряжают аккумулятор.

Выхлопная система позволяет выпускать газы. Любое устройство в двигателе автомобиля включает в себя: выпускной коллектор, который собирает газы в одну трубку, каталитический нейтрализатор, который снижает токсичность газов за счет уменьшения оксида азота и использует образовавшийся кислород для сжигания вредных веществ.

Глушитель в этой системе служит для уменьшения шума, исходящего от двигателя. Двигатели внутреннего сгорания современных автомобилей должны соответствовать правовым нормам.

Тип топлива

Также следует помнить об октановом числе топлива, используемого в различных типах двигателей внутреннего сгорания.

Чем выше октановое число топлива, тем выше степень сжатия, что приводит к увеличению КПД двигателя внутреннего сгорания.

Но есть и двигатели, для которых повышение октанового числа выше установленного производителем приведет к преждевременному выходу из строя. Это может произойти при сгорании поршней, разрушении колец и закопченных камерах сгорания.

Система имеет собственное минимальное и максимальное октановое число, для чего требуется двигатель внутреннего сгорания.

Тюнинг

Компрессор на холостом ходу производит небольшую мощность, сохраняя при этом стабильную скорость. Турбина же выжимает максимальную мощность при включении.

Установка тех или иных агрегатов требует консультации мастеров, имеющих опыт работы в узком направлении, так как ремонт, замена агрегатов или добавление ДВС с дополнительными опциями является отклонением от предназначения двигателя и снижает ресурс ДВС и неправильные действия могут привести к необратимым последствиям, то есть работа ДВС может быть остановлена ​​безвозвратно.

Как работает двигатель внутреннего сгорания (ДВС)? – Цена нового авто

Двигатель внутреннего сгорания (или ДВС) – это тепловой двигатель, который преобразует энергию от сжигания топлива в механическое движение. При сжигание даже небольшого количества топлива в закрытом пространстве выделяются газы, которые значительно повышают давление. Как раз это давление и приводит к движению поршень двигателя или отдельного цилиндра.

Поршень в свою очередь связан с коленчатым валом, который движение поступательное преобразует во вращательное. А чтобы движение происходило непрерывно, в цилиндр с определенной цикличностью подаются на сжигания все новые небольшие порции топлива. Зажигание топлива в цилиндре происходит благодаря “свече”. Она создает искру в определенный момент времени.

Рассмотрим конструкцию двигателя внутреннего сгорания

Работа ДВС основана на 4 тактах или цикле Отто и осуществляется при одновременной работе четырех цилиндров. Итак, как работает двигатель внутреннего сгорания, видно на следующей схеме.

Такты работы двигателя внутреннего сгорания или т.н. цикл Отто:

1. Такт впуска. Поршень опускается вниз образуя в цилиндре пустое пространство. После того, как впускной клапан открывается кулачками распределительного вала, из карбюратора поступает топливно-воздушная смесь. Когда поршень достигает самого нижнего положения, впускной клапан закрывается.

2. Такт сжатия. Поршень поднимается и сжимает воздушно-топливную смесь, поднимая при этом ее температуру. Когда поршень поднимается в верхнюю точку, свеча подает искру и воспламеняет смесь.

3. Рабочий такт. Топливо сгорает, выделяю продукты горения – газы, которые создают давление и выталкивают поршень вниз. При этом и впускной и выпускной клапаны в закрытом положении.

4. Такт выпуска. Открывается выпускной клапан, и поскольку коленвал продолжает вращаться по инерции, продукты сгорания выдавливаются через выпускной клапан. Цикл повторяется…

Двигатели внутреннего сгорания бывают карбюраторные и инжекторный.

Карбюраторный двигатель работает вместе с карбюратором, в котором подготавливается воздушно-топливная смесь. Для смешивания воздуха и топливо используется аэродинамическая сила. Цилиндр всасывает необходимое количество смеси.

Инжекторный двигатель – это современная система. То, как в поток воздуха через специальные форсунки впрыскивается топливо, какая должна быть дозировка топлива, управляется электронным блоком управления.

Как работает двигатель внутреннего сгорания? Основы.

Думаете, что знаете, что такое двигатель внутреннего сгорания? Эта статья заставит вас усомниться в этом!

Расскажем об устройстве ДВС то, что не знает почти никто.

1. Как именно ДВС использует энергию?

Он сжигает топливо. Сгорание происходит в в цилиндре. Его объём меняется благодаря движущемуся внутри него поршню. В резуль­тате образуется много газа, которому становится тесно в цилиндре — и уже его давление заставляет поршень с силой двигаться из положения минимального объема к максимальному объёму.

2. Как ДВС вращает колеса?

Поршни давят на секции коленчатого вала, смещённые относительно его оси. Представьте, что вы едете на велосипеде — вы давите на педали, заставляя вращаться шестерёнку, которая приводит в движение цепь, соединённую с колесом.

Чтобы вращение коленвала было равномерным, к нему прикручен массивный диск (маховик).

3. Как топливо попадает в цилиндр?

У цилиндра есть клапаны — впускной и выпускной. Первый открывается на такте впуска — и тогда поршень движется вниз и помогает забирать топливо внутрь цилиндра. Выпускной клапан открывается на последнем такте, когда поршень после рабочего хода начинает подниматься к верхней мёртвой точке и выталкивает через открывшееся отверстие отработанные газы, освобождая место для новой порции топлива.

За синхронизацию работы клапанов с поршнями отвечает распределительный вал.

4. Какое топливо использует ДВС?

Обычно это бензин или солярка. Еще ДВС необходим воздух — без него бензин или солярка гореть в цилиндрах не будут.

5. Чем отличаются бензиновый и дизельный двигатели?

Свечи зажигания в бензиновых моторах воспламеняют топливную смесь с помощью электрической искры. У дизельного двигателя горение дизельного топлива в камере сгорания происходит от силы сжатия. То есть, происходит самовоспламенение топливной смеси.

6. Что происходит с продуктами горения?

Поршень выталкивает из цилиндра газы, образовав­шиеся при сгорании топлива и уже совершив­шие свою работу. Отработанные газы теряют энергию — замедляются, остывают и почти бесшумно выходят наружу через выхлопную трубу. В некоторых системах газы пропускают ещё и через каталити­ческий нейтрализатор, чтобы превратить продукты горения в менее вредные.

7. Что нужно мотору для нормальной работы?

Масло. Оно требуется для смазки движущихся частей — это снижает трение, а значит и износ. Ещё электричество. Бензиновому — чтобы поджигать смесь в цилиндрах. Для запуска любого ДВС требуется хотя бы один оборот коленвала — его совершает небольшой электро­мотор.

 

Двигатель внутреннего сгорания как это работает

В настоящее время ДВС — самый энергоэффективный вид моторов. Двигатель внутреннего сгорания назван так потому, что воспламенение топлива происходит внутри его рабочей камеры.

Принцип работы ДВС основан на том, что энергия, которая выделяется в результате взрыва топливной смеси в цилиндрах, преобразуется в механическую работу, и через коленвал и маховик передается на привод автомобиля.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Что такое ДВС в машине разобраться несложно: базовый принцип работы установки проходят еще в школе на уроках физики.

Упрощенная схема двигателя внутреннего сгорания.

Общая черта всех ДВС — воспламенение топливной смеси внутри камеры сгорания, за счет которого получается импульс для дальнейшего движения и передачи энергии на вращательное движение коленчатого вала, а от него на колеса машины. В зависимости от конструкции силового агрегата, и вида используемого топлива, все моторы можно разделить на:

  • поршневые;
  • роторно-поршневые;
  • газотурбинные.
  • Из чего состоит двигатель:
  1. Кривошипно-шатунный механизм, который передает импульс.

  1. Газораспределительный узел, отвечающий за подачу горючего и вывод отработанных газов.

Детали привода клапанов газораспределительного узла.

В настоящее время в автомобилестроении используются поршневые системы: они надежны, имеют высокий КПД, а их производство и обслуживание обходится дешевле.

Поршневые моторы

Многие автолюбители на вопрос, что такое ДВС в автомобиле, опишут именно поршневые установки, которые являются самой распространенной группой силовых агрегатов. В этих системах движение поршня, который находится внутри цилиндра, передает энергию на коленвал и маховик через кривошипно-шатунный механизм.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания.

Чаще всего используется четное количество камер сгорания, позволяющее уравновесить работу мотора. Но можно встретить модели и с одним или тремя цилиндрами.

Трехцилиндровый ДВС Ford Ecoboost.

По расположению цилиндров все поршневые моторы делятся на:

  • Рядные — все цилиндры расположены на одном коленвале и выстроены в ряд параллельно друг другу.
  • V-образные — также размешены на одном коленчатом вале, но расположены под углом (обычно от 45 до 90о).
  • VR-образные — аналогичны предыдущему типу, но имеют меньший угол развала (10–20о).
  • Оппозитные — два ряда цилиндров находятся на одном коленвале под углом 180о друг к другу.
  • W-образные — на коленчатом вале расположены 3 или 4 ряда цилиндров.
  • Встречные — каждый цилиндр имеет два поршня, которые движутся во встречном направлении.
  • U-образные — два коленвала с параллельными рядами цилиндров объединены в один блок.
  • Радиальные — цилиндро-поршневая группа установлена звездообразно вокруг коленвала.

Основная область применения ДВС с радиальной конструкцией — авиация.

Роторно-поршневые системы

Роторно-поршневые силовые агрегаты основаны на аналогичном принципе, но имеют овальную камеру сгорания. Внутри нее вращается трехгранный ротор, который выполняет функции как поршня, так и ГРМ. В настоящее время такие системы практически не используются в автомобилестроении по причине более сложного производства и обслуживания.

Принцип работы роторного ДВС.

Роторно-поршневой мотор также называется двигателем Ванкеля.

Газотурбинные ДВС

Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания превращают импульс от детонации топлива в полезную работу за счет вращения рабочими газами ротора специальной формы клиновидными лопатками, двигающего вал турбины.

Газотурбинный движок Siemens.

Виды топлива

Агрегаты внутреннего сгорания могут использовать разные типы горючего:

  • Моторы, работающие на бензине, совершают работу за счет воспламенения воздушной смеси от электрического разряда свечи зажигания.
  • Дизельные двигатели отличаются тем, что не имеют системы зажигания. Дизельное топливо под давлением передается через форсунки непосредственно в движок и воспламеняется за счет того, что внутри рабочей камеры уже находится кислород, нагретый до температуры большей, чем требуется для воспламенения горючего.
  • Газовые установки экономичнее за счет более дешевого топлива, но требуют качественной системы охлаждения и особого масла из-за сильного нагрева.
  • Гибридные — сочетание дизельного и электрического движков.
  • Водородные системы применяются редко — до недавнего времени не существовало способа создать безопасную силовую установку. Первой машиной с водородным двигателем нового поколения стала Toyota Mirai.

Устройство силовой установки Toyota Mirai.

Чаще всего используются бензиновые и дизельные моторы. Первые способны развивать большую мощность и скорость, а вторые экономичнее, имеют более плавный ход и надежную конструкцию.

Как работает ДВС на бензине и дизтопливе.

Благодаря отсутствию электросистемы зажигания, дизельные авто менее уязвимы к попаданию жидкости, поэтому их часто ставят на внедорожники и военный транспорт.

Как работает ДВС

Общий принцип работы двигателя внутреннего сгорания несложен: за счет поджога и воспламенения топливной смеси система приходит в движение и передает импульс на привод. Установки делятся на:

  • Двухтактные (полный цикл — два движения поршня) — их чаще всего используют на небольшой и маломощной технике: скутерах, мопедах, моторных лодках, бензоинструментах.
  • Четырехтактные (соответственно, четыре движения на цикл) применяются в автомобилестроении.

Четырехтактный двигатель в разрезе.

Двухтактный двигатель

Конструкция двигателя, который проходит полный цикл за одно движения поршня, проще: процессы очистки и наполнения цилиндров происходят за два такта, а сама установка не оснащена отдельным масляным контуром.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания в разрезе.

Схема работы двигателя, работающего на два такта:

  1. Поршень поднимается от нижней мертвой точки, по ходу движения закрывая в первую очередь продувочное отверстие, а после этого — выпускное. Затем под поршнем создается разряжение и сквозь впускное окно заходит топливо.
  2. Когда деталь располагается в верхней мертвой точке, сжатая смесь воспламеняется от разряда свечи, поршень взрывом отбрасывается вниз, по пути открывая продувочное и выпускное отверстие. Далее по инерции он идет наверх и цикл возобновляется.

Анимация того, как устроен ДВС, работающий на два такта.

Четырехтактная установка

Как работает двигатель внутреннего сгорания, делающий полный цикл за четыре хода поршня:

  1. Поршень идет вниз, синхронно с ним открывается впускной клапан и в камеру внутреннего сгорания втягивается топливная смесь.
  2. Достигнув нижней мертвой точки, поршень по инерции поднимается, и топливо, которое находится внутри цилиндра сжимается. Впускной и выпускной клапан в этот момент закрыты.
  3. Горючее воспламеняется (температура может достигать 2000оС, и даже больше) и поршень опускается под воздействием взрывной волны (клапана также остаются закрытыми).
  4. Открывается выпускное отверстие и поршень, поднимаясь, выталкивает выхлопные газы, после чего цикл начинается снова.

Анимация работы четырехтактного ДВС в разрезе.

Третий такт называют рабочим, потому что только в нем поршень производит кинетическую энергию (остальные три такта он движется по инерции).

Вспомогательные системы

В устройство двигателя автомобиля входят дополнительные контуры, которые отвечают за подачу топлива, смазку и охлаждение агрегата, а также избавление от отработанных газов. От правильного функционирования этих узлов во многом зависит время работы мотора, поэтому разберем их подробнее.

Газораспределение

Газораспределительный механизм контролирует движение впускных и выпускных клапанов, узел состоит из:

  • распредвала;
  • самих клапанов;
  • привода клапанов;
  • привода ГРМ.

Зажигание

Зажигание необходимо только бензиновым силовым агрегатам — поскольку горючее внутри цилиндров в этих установках не может воспламеняться самостоятельно, требуется искра.

Детали ДВС, которые отвечают за работу системы зажигания.

Схема работы и строение системы зажигания ДВС:

  • От аккумулятора (а когда мотор работает– от генератора) напряжение подается на катушку зажигания.
  • Накопитель энергии (катушка) преобразует ее в ток, достаточный, для появления разряда.
  • Трамблер распределяет ток по бронепроводам к каждому цилиндру. (В новых машинах это происходит под контролем электронного блока управления).

Топливоподача

Хотя принцип воспламенения смеси на бензиновых и дизельных движках различен, остальная схема топливного контура у них одинакова:

  1. Из бензобака горючее насосом подается в топливопровод.
  2. Далее через различные фильтры топливо поступает в узел смешения — карбюратор или инжектор, где обогащается воздухом.
  3. Состав поступает на свечи или форсунки, и оттуда уже идет в камеру цилиндра (на бензиновых ДВС топливо сначала подается во впускной коллектор).

В бензиновых моторах с инжекторными системами подача топлива происходит через форсунку, которая распыляет его в выпускной патрубок, где горючее смешивается с кислородом.

На дизельных автомобилях горючее и кислород подаются отдельно. Топливо под высоким давлением выпрыскивается из форсунок, а воздух заходит через газораспределительный механизм.

Инжекторные бензиновые моторы с непосредственным впрыском функционируют аналогично дизелю.

Смазка

Система смазки позволяет уменьшать силу трения, защищать металл от разрушения, отводить лишнее тепло, и убирать продукты горения. Узел состоит из:

  • маслопровода;
  • фильтра;
  • радиатора, охлаждающего масло;
  • поддона картера;
  • масляного насоса, подающего смазку из поддона снова в оборот.

Охлаждение

Элементы силового агрегата нагреваются до экстремально высоких температур, поэтому их необходимо охлаждать, чтобы предупредить разрушение или деформацию деталей.

На относительно простых устройствах (мотороллерах или мопедах) температура движка понижается за счет встречного потока воздуха, но для мощных автомобильных моторов этого недостаточно.

В них устроен отдельный контур, по которому идет охлаждающая жидкость:

  • Радиатор состоит из множества трубочек, проходя по которым, жидкость охлаждается за счет теплоотдачи.
  • Вентилятор гонит поток воздуха на радиатор, усиливая теплообмен.
  • Водяной насос обеспечивает циркуляцию и постоянное поступление охлажденной жидкости к наиболее горячим местам.
  • Термостат отвечает за переключение потока между внешним и внутренним кругом.

Жидкостная система охлаждения.

Сначала жидкость движется по внутреннему контуру. Термостат срабатывает, когда она нагреется до заданного порога (обычно это около 90о), после чего переключает поток на внешний круг (через радиатор).

Выпускная система

Выхлопная система позволяет выводить отработанные газы, которые выпустил мотор автомобиля из своих цилиндров, в окружающую среду. Общее устройство выпускного контура машин с ДВС:

  1. Выпускной коллектор принимает отходы от каждого цилиндра, гасит их первичные колебания и направляет в приемную трубу (так называемые «штаны»).
  2. Далее поток поступает в каталитический нейтрализатор, в котором происходит очищение газов.
  3. Из катализатора выхлоп переходит в резонатор, где снижается скорость потока, и разделяются газы.
  4. Предпоследняя ступень выпускной системы — глушитель, внутри которого расположены перегородки, меняющие направление выхлопа, за счет чего снижается скорость и шумность выброса.
  5. Из глушителя отработка поступает в выхлопную трубу, а оттуда — в атмосферу.

Выпускная система ДВС автомобиля.

Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс

Двигатель внутреннего сгорания — распространённый вид теплового двигателя, который работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или горючем газе.

  • Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень ( 3), соединённый при помощи шатуна (4) с коленчатым валом (5).
  • Два клапана, впускной (1) и выпускной (2), при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты.
  1. клапан для подачи горючей смеси;
  2. клапан для удаления отработанных газов;
  3. цилиндр;
  4. шатун;
  5. коленчатый вал;
  6. свеча для воспламенения горючих газов в цилиндре 3.

Рис. (1). Устройство двигателя

Ход поршня — расстояние между мёртвыми точками, крайними положениями поршня в цилиндре.

Такие двигатели называют четырёхтактными, т.к. рабочий цикл происходит за четыре хода или такта: впуск (а), сжатие (б), рабочий ход (в) и выпуск (г).

Рис. (2). Процесс работы двигателя

1 такт (впуск) — поршень «всасывает» горючую смесь.

2 такт (сжатие) — при сжатии температура смеси и давление повышаются. 

3 такт (рабочий ход) —  рабочая смесь воспламеняется от электрической искры свечи зажигания (поршень под действием этого давления начинает перемещаться к нижней мёртвой точке, создавая крутящий момент). 

4 такт (выпуск) — выброс отработанных газов.

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, всё повторяется.

Для того чтобы вращение вала было более равномерным, двигатель обычно делают многоцилиндровым: 2-, 3-, 4-, 6-, 8-цилиндровым и т.д.

Источники:

Рис. 1. Устройство двигателя. © ЯКласс.Рис. 2. Процесс работы двигателя. © ЯКласс.

http://usauto.ucoz.ru/news/bilet_6/2011-04-26-4

http://autooboz.info/wp-content/uploads/2007/09/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-3.jpg

Устройство двигателя внутреннего сгорания. Как работает ДВС?

Больше века на все транспортные средства устанавливаются двигатели. Все движущиеся средства оснащены ДВС. Подобный двигатель устроен так, чтобы переработать образующееся тепло в механическую энергию. Устройство двигателя за сотню лет претерпело много изменений, но основные процессы, происходящие внутри него, остались прежними.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Устройство двигателя внутреннего сгорания предполагает наличие внутри мотора, который включает устройство в виде перевернутого цилиндрического и картера. Картер – это основная корпусная деталь двигателя. Внутреннее пространство, которое образует картер, является самой большой полостью, где располагается коленчатый вал.

Работа этого цилиндрического устройства заключается в передвижении поршня путем перемещения разнообразных колец в заданной последовательности. Поршень играет роль важного элемента работы двигателя.

Он внешне похож на стакан, у которого вверху располагается днище.

У поршня есть направляющая часть, которая называется юбкой, с расположенными неглубокими канавками, где закрепляются кольца, которые называются поршневыми.

Подобные детали важны для того, чтобы создать плотное закрытие пространства над поршнем.

В свободном месте над поршнем идет действие по моментальному сжиганию смеси бензина и воздуха и образованию газа.

Кроме этого, поршневые кольца не допускают проникновения масла, которое находится под поршнем. Исходя из всего вышесказанного, поршневые кольца играют роль уплотнителя и обеспечивают сжатие смеси.

Окончательно устройство двигателя машины можно понять, если знать, что оборудование благодаря поршневому пальцу и шатуну связано с коленчатым валом.

Из элемента для изготовления горючей смеси внутрь устройства в виде перевернутого стакана доставляется смесь горючего и воздуха, она уплотняется поршнем, когда он совершает движение вверх и загорается от электрического заряда, который возникает от свечи зажигания.

Во время процесса сгорания возникает необходимый для движения газ, количество которого значительно больше, чем было до этого смеси топлива и воздуха, и благодаря газам поршень двигается вверх.

Для создания движения без рывков используются коренные и шатунные вкладыши, которые заменяют собой подшипники. Коленчатый вал работает за счет присутствия в нем кривошипно-шатунного устройства, состоящего из щек, коренных и шатунных шеек, которые собраны воедино.

Кривошипно-шатунное устройство обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня в круговые обороты коленчатого вала. В верхней части цилиндрической камеры находится головка, которая, закрывается.

На ней присутствует впускной и выпускной клапаны, которые двигаются согласно тому, как передвигается поршень и коленчатый вал.

Из чего состоит двигатель, который используется в современных транспортных средствах? Современный ДВС состоит из ряда механизмов и вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

  1. Кривошипно-шатунный механизм.
  2. Устройство, которое регулирует фазы газораспределения.
  3. Системы смазки.
  4. Охладительная система.
  5. Устройство для подачи топлива.
  6. Система выхлопов.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Работа ДВС начинается с поршня, который передвигается сверху вниз. У него есть две точки, движение за которые невозможно. Они получили название мертвых: самая верхняя точка движения головки и самое нижнее нахождение поршня.

То расстояние, которое имеется между мертвой верхней точкой и максимально низким положение получило название хода поршня.

Поршню необходимо обеспечить беспрепятственное прохождение, которое обеспечивается маховиком, который имеет вид диска.

Рабочий объем цилиндра рассчитывается как разница между полным объемом и объемом камеры сгорания. Сумма всех цилиндров внутреннего сгорания прописывается всегда в техническом описании двигателя и чаще всего называется литражом двигателя.

Показателем мощности основного двигательного механизма признается также степень сжатия. У бензиновых двигателей ее показатель равен от 6 до 14, а у дизельных — от 16 до 30.

Процент сжигания топливо-воздушной смеси оказывает непосредственное влияние на токсичность выбросов.

Весь процесс, начиная с подачи топлива и заканчивая выбросом использованных газов, называется рабочим циклом двигателя. Двигатель имеет определенную мощность, которая измеряется в лошадиных силах и в киловаттах.

Рабочий цикл четырехтактного ДВС соответствует двум оборотам коленчатого вала. Если агрегат имеет один цилиндр, то его работа неравномерна. Этот недостаток можно устранить, установив на вал за пределами корпуса мотора маховик с большой инерционностью.

Эта приводит со временем к стабильности.

Принцип работы ДВС

Известен не один вид двигателя внутреннего сгорания. Двигатели отличаются друг от друга:

  1. Числом цилиндров.
  2. Мощностью измеряемой в условном значении – лошадиных силах.
  3. Скоростью вращения.
  4. По типу топливу, которое используется (дизельные, бензиновые, газовые).

Самый простой — это двигатель, в котором цилиндры расположены в ряд. Такое расположение в один ряд составляет какой-либо рабочий объем. Таким было изготовление двигателя внутреннего сгорания в предшествующие времена, в настоящий момент производители стремятся к компактности и уже отошли от этой схемы.

Более распространенной на данный момент является конструкция V-образного двигателя внутреннего сгорания. Это предполагает расположение цилиндров под углом в 180 градусов по отношению один к другому.

В некоторых двигателях внутреннего сгорания, изготовленных на таком принципе, цилиндров может насчитываться от шести до двенадцати и даже больше. При таком количестве цилиндров расположение их в линию привело бы к слишком большой длине.

При V-образном двигателе длина значительно сокращается.

Несмотря на то, что ДВС в настоящее время состоит из множества деталей и элементов, принципы работы двигателя внутреннего сгорания не являются сложными. Поршни в ДВС работают по циклам, которых может быть до нескольких сотен в минуту.

За время одного хода поршня совершается такт. Цикл является суммой тактов, которые идут в определенной последовательности.

Рабочий цикл характеризуется повторяющимися последовательными действиями, которые происходят в каждом из цилиндров двигателя.

По количеству тактов выделяются двухтактные и четырехтактные рабочие циклы ДВС. Количество тактов означает движение вверх и вниз. Если четырехтактный мотор, значит, совершается два движения вверх и два вниз.

Независимо от количества тактов рабочий процесс всегда идет по одной схеме: впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск. Двигатели отличаются друг от друга количеством движений и выделением количества тепловой энергии. Современная техника оснащается четырехтактными ДВС.

Такие двигатели действуют по схеме впуск, выпуск горючей смеси и потом выхлопных газов. Все это происходит в виде отдельных рабочих процессов, а не совмещается со сжатием и расширением.

В четырехтактном ДВС впрыск топливно-воздушной смеси происходит только после полного удаления выхлопных газов.

Наличие таких разных двигателей позволяет варьировать их применение в разнообразной технике. От того, как работает двигатель внутреннего сгорания, зависит техническая характеристика транспортного средства.

Как работает двигатель автомобиля?

03.02.2019 Автомобильный двигатель: большой, грозный, но не такой уж сложный

Если бы кто-то сказал заглянуть под капот и найти там мотор, у большинства из нас не было бы больших проблем с ним. Вы просто показываете на самую большую деталь, здесь сомнений нет – силовой агрегат – самая огромная часть автомобиля. Но что на самом деле скрыто под этим чугунным или алюминиевым корпусом? Достижение поколений — это точно. Говорят, что двигатель — это сердце автомобиля — и это правильно — без него машина не поедет.

Так как же это работает и почему? Что заставляет автомобиль воспроизводить приятную симфонию звуков после поворота ключа в замке зажигания? Как получилось, что двигатель способен привести в движение колеса? Было бы сложно описать последовательно все существующие типы двигателей в мире. Однако существует схема, которая, за исключением нескольких случаев, остается неизменной и на которой проще всего объяснить, как работает двигатель автомобиля, то есть тот тип моторов, который сжигает бензин, дизельное топливо или масло.

Поршень: отсюда начинается всё

Вообще всю работу в двигателе выполняет поршень. Именно он движется в цилиндре по принципу «скольжения» — прямолинейно и поступательно. Последовательно — один раз вверх, один раз вниз. Задача поршня, как следует из названия, заключается в нажатии. Если не один, то другой путь.

Чтобы выполнить работу, привести к появлению полезной энергии (КПД больше нуля), поршень должен немного поработать и сделать четыре движения в цилиндре — первоначально он всасывает воздух или смесь через открытый всасывающий клапан, скользя вниз до самого дна цилиндра.

Когда он располагается на дне цилиндра, наполненного воздухом, клапан закрывается. Когда цилиндр наполняется воздухом «до зубов», поршень крепко сжимает его, поднимаясь вверх.

Специально для такого сжатого воздуха топливо впрыскивается сверху (в дизельном двигателе) или возникает искра (вариант с бензиновым вариантом), которая вызывает взрыв. Независимо от силы взрыва (бывает, что из-за простоя автомобиля, первая искра недостаточно сильна) поршень отправляется вниз.

Когда поршень заканчивает свой путь, цикл может считаться оконченным, затем он совершает еще один ход — вверх. Его уже ждет открытый выпускной клапан, через который поршень выталкивает весь этот ненужный мусор (выхлопной газ) наружу.

Поршневой цикл: схема

Это тот самый дым, который в конечном итоге выходит из выхлопной трубы под вашей машиной. И так продолжается снова и снова: всасывание воздуха — поршень опускается, сжатие воздуха – поршень уходит вверх. Взрыв — поршень опущен, выталкивание выхлопа — поршень вверх. И все время снова и снова.

Таким образом, энергия взрыва превращается в работу, потому что движение поршня, соединенного с шатуном, вызывает вращение коленчатого вала, что приводит в движение силовой агрегат, который перемещает колесо автомобиля.

Конечно, двигатель обычно имеет несколько поршней и цилиндров.

В целом, чем они больше, тем больше работа двигателя и чем больше мощность этих цилиндров, тем больше потенциал двигателя и, следовательно, — лучшее ускорение, лучшая динамика, но также и большая потребность в топливе.

Предлагаем вам посмотреть занимательное видео, в котором подробно рассказывается и показывается каким именно образом работаем двигатель внутреннего сгорания автомобиля:

Например, когда указатель тахометра в вашей машине приближается к 2000 об./мин.

(2 тысячи оборотов коленвала), это означает, что поршень совершает 4000 ходов в это время, и смесь попадает в цилиндр 1000 раз! Все это за минуту. И всего на один цилиндр.

Теперь подумайте, сколько топлива нужно двигателю, если вы «стреляете» в него все время, разгоняя до 6000 оборотов при нажатой педали газа в пол!

Важность моторного масла

Чтобы двигатель работал исправно, очень важно наличие в картере масла. Каждый из нас отлично знает, что, чем лучше скольжение, тем более плавным является движение (вспомните фигурное катание).

В принципе, там, где есть движение в двигателе, где одна деталь соприкасается с другой, туда и попадает масло.

Его путь начинается с масляного поддона, который расположен под двигателем, масло всасывается специальным насосом, затем масляный насос вдавливает его в трубчатую сборку, которая направляет смазочный растовр в множество мест двигателя.

Представьте, что случилось бы, если бы в течение длительного времени все компоненты двигателя двигались «всухую». Теперь вы, наверное, понимаете, почему так важно время от времени проверять уровень масла в двигателе.

Бензиновый и дизельный моторы: в чем принципиальные отличия?

В чем главное отличие бензинового двигателя от дизельного? Речь идет о принципе зажигания. Бензиновые двигатели имеют искровое зажигание, дизель является самоходным. Что означают эти слова?

Бензиновые двигатели для взрыва в цилиндре используют искру, генерируемую на свече зажигания. В дизельных двигателях всё совсем иначе. В дизельном моторе воздух в цилиндре сжимается поршнем гораздо сильнее.

Настолько, что внутри создается высокая температура, достаточная для взрыва смеси в цилиндре без искры.

Бензин не возгорается из-за большого давления, соляра (дизельное топливо), наоборот, не горит при нормальных условиях от обычной искры.

Двигатели также различаются по расположению и количеству цилиндров. В Европе наиболее популярными являются рядные двигатели — как можно заключить из названия, цилиндры, в которых движутся поршни, в них расположены в ряд. Рядный четырехцилиндровый двигатель будет отмечается символом R4, шестицилиндровый R6 и т. д.

Теперь представьте, что Lamborghini собирается смонтировать большой 12-цилиндровый двигатель под капотом своей модели. Если бы производитель хотел установить все цилиндры в один ряд, двигатель занял бы много места.

Таким образом, было изобретено другое решение — разветвленное расположение цилиндров в два ряда, под углом 60, 90 и даже 180 градусов (оппозитный мотор). Все двигатели этого типа обозначены буквой V, в данном случае это будет двигатель V12. Однако более популярными являются установки V6 и V8.

Такие автомобили изготавливались в середине прошлого века в США, после финансового кризиса их посчитали недостаточно оправданными.

Эти «демонические», действительно мощные, производительные моторы, встречаются реже, их можно обнаружить, чаще всего, в Subaru или Porsche. Здесь поршни расположены с обеих сторон коленчатого вала, лицом друг к другу, что делает весь двигатель, по сравнению с другими, очень плоским, но не менее объемным.

Рядный двигатель

Когда дело доходит до поршневого устройства, существует еще один тип двигателя, который сильно отличается от остальных. Это двигатель с одним вихревым поршнем, так называемый Двигатель Ванкеля. Также существуют специальные роторные моторы (цилиндры расположены по кругу), сферические моторы (поршень двигается не поступательно, а описывает сферу) и многие другие изобретения.

admin

Что такое ДВС в автомобиле, расшифровка кратко

По дорогам мира перемещаются миллионы автомобилей, автобусов и грузовиков. Такое развитие транспорта было бы невозможным без ДВС – главной движущей силы всех современных машин. Расшифровка аббревиатуры ДВС несложная – двигатель внутреннего сгорания.

Что такое ДВС в автомобиле, что в нем горит и почему внутри – поясняем кратко. Паровой котел – это двигатель внешнего сгорания: дрова, уголь или мазут горят, подогревая воду, которая превращается в пар, который толкает поршни. Получается длинный и неэффективный цикл.

Принципиальное отличие ДВС в том, что топливо сгорает внутри цилиндров, передавая энергию непосредственно поршням и валу, эффективность преобразования существенно выше. Кроме этого ДВС занимают немного места, мало весят, экономичны, работают на разнообразных видах топлива.

  • Краткое содержание статьи
  • 1.Типы ДВС;
  • 2. Как устроен ДВС автомобиля;
  • 3. Как работает ДВС, описание, анимация;

4. Ремонт ДВС, стоимость.

1. Типы ДВС, бензин и дизель

По принципу воспламенения топлива двигатели делятся на несколько типов: искровые и дизельные. В первых топливо воспламеняется от искры, в цилиндрах вторых дизель зажигается от сжатия топливной смести. Бензиновые моторы имеют меньший КПД, по этому дизельные моторы экономичнее. Дизельные моторы дороже в обслуживание и ремонте, так как сложнее в устройстве.

2. Как устроен ДВС автомобиля

Приведем на примере современного двигателя внутреннего сгорания, опишем как устроен ДВС автомобиля.

ДВС состоит из следующих модулей:

  • Система подачи топлива;
  • Головка блока цилиндров;
  • Блок цилиндров с поршневой группой;
  • Газораспределительный механизм;
  • Коленчатый вал.

3. Как работает ДВС, описание и анимация

Главный принцип работы ДВС – расширение объема газов в замкнутом пространстве цилиндра от тепла, возникающего в результате сгорания топлива.

Чтобы двигатель работал непрерывно, реализуется цикл, состоящий из:

  1. Поступления топливной смеси в цилиндр, Поджога и сгорания смеси;
  2. Рабочего хода поршня;
  3. Выпуска газов.

Импульс, полученный от сгоревшего топлива, толкает поршень, коленчатый вал поворачивается. Так энергия преобразуется в движение. Выше мы описали как работает ДВС, прикрепляем анимацию. 

4. Ремонт ДВС в автомобиле, стоимость

Из чего состоит, и что такое ДВС в автомобиле мы разобрались, теперь немного расскажем о ремонте ДВС.

Так как ДВС является сложным инженерным устройство и состоит из множества систем, которые должны слаженно работать, выход из строя или обшивка одной системы двигателя ведет к неровной работе системы в целом или к полной остановке мотора — поломке.

Например, вышла из строя форсунка распыления топливной смеси в одном цилиндре, следовательно, в одном цилиндре нет детонации и что происходит с мотором в целом?

Мотор или как его еще называют ДВС, теряет мощность, и, если мотор 4 цилиндровый будет работать с рывками и провалами.

С большой вероятностью будет давать сильную вибрацию на кузов, из-за ассиметричного зажигания.

На помощь приходит диагностика и ремонт ДВС, автомобиль подключают к компьютеру и считывают ошибки по работе мотора. По набору ошибок, мастера поймут в чем причина поломки и поменяют форсунку.

Стоимость ремонта ДВС в автомобиле варьируется от модификации самого мотора и вида неисправности. Бывает, такое, что сама машины дешевая, а ремонт мотора дорогой, из-за неудобного расположения различных узлов. Бывает наоборот.

Лучше всего не запускать проблемы по ДВС до ремонта. Нужно вовремя вменять масло, фильтры.

Ели появляется как-либо проблема, нужно сразу вытиснять в чем причина и решать вопрос, пока мелкая проблема не переросла в полномасштабный ремонт.

Двигатель внутреннего сгорания — Энциклопедия Нового Света

Четырехтактный цикл (или цикл Отто)
1. впуск
2. сжатие
3. мощность
4. выпуск

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой двигатель, в котором сгорание топлива происходит в замкнутом пространстве, называемом камерой сгорания. Эта экзотермическая реакция топлива с окислителем создает газы высокой температуры и давления, которые могут расширяться. Отличительной чертой двигателя внутреннего сгорания является то, что полезная работа выполняется расширяющимися горячими газами, непосредственно вызывающими движение, например, воздействуя на поршни, роторы или даже за счет давления и перемещения всего двигателя.

Это отличается от двигателей внешнего сгорания, таких как паровые двигатели, которые используют процесс сгорания для нагрева отдельной рабочей жидкости, обычно воды или пара, которая затем, в свою очередь, работает, например, путем нажатия на паровой поршень.

Термин Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) почти всегда используется для обозначения поршневых двигателей, двигателей Ванкеля и аналогичных конструкций, в которых сгорание прерывистое. Однако двигатели непрерывного сгорания, такие как реактивные двигатели, большинство ракет и многие газовые турбины, также являются двигателями внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания в основном используются на транспорте. Несколько других применений предназначены для любой портативной ситуации, когда вам нужен неэлектрический двигатель. Самым большим применением в этой ситуации будет двигатель внутреннего сгорания, приводящий в действие электрический генератор. Таким образом, вы можете использовать стандартные электроинструменты с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Преимуществом этих является портативность. Использовать этот тип двигателя в транспортных средствах удобнее, чем на электричестве.Даже в случае гибридных автомобилей они по-прежнему используют двигатель внутреннего сгорания для зарядки аккумулятора. Недостатком является загрязнение, которое они выделяют. Не только очевидное загрязнение воздуха, но и загрязнение сломанными или устаревшими двигателями и отработанными деталями, такими как масло или резиновые изделия, которые необходимо выбросить. Еще одним фактором является шумовое загрязнение, многие двигатели внутреннего сгорания очень громкие. Некоторые из них настолько громкие, что люди нуждаются в средствах защиты органов слуха, чтобы не повредить уши. Еще один минус — размер.Очень нецелесообразно иметь маленькие двигатели, которые могут иметь любую мощность. Электродвигатели для этого гораздо практичнее. Вот почему более вероятно увидеть газовый электрогенератор в районе, где нет электричества для питания небольших предметов.

История

Демонстрация непрямого или всасывающего принципа внутреннего сгорания. Это может не соответствовать определению двигателя, потому что процесс не повторяется. Ранние двигатели внутреннего сгорания использовались для питания сельскохозяйственного оборудования, подобного этим моделям.

Первые двигатели внутреннего сгорания не имели компрессии, а работали на той воздушно-топливной смеси, которую можно было всосать или вдуть во время первой части такта впуска. Наиболее существенное различие между современными двигателями внутреннего сгорания и ранними конструкциями заключается в использовании сжатия и, в частности, внутрицилиндрового сжатия.

  • 1509: Леонардо да Винчи описал двигатель без сжатия. (Его описание может не подразумевать, что идея исходила от него или что она действительно была реализована.)
  • 1673: Кристиан Гюйгенс описал двигатель без сжатия. [1]
  • 1780-е годы: Алессандро Вольта построил игрушечный электрический пистолет, в котором электрическая искра взрывала смесь воздуха и водорода, выбивая пробку из конца пистолета.
  • Семнадцатый век: английский изобретатель сэр Сэмюэл Морланд использовал порох для привода водяных насосов.
  • 1794: Роберт Стрит построил двигатель без сжатия, принцип работы которого доминировал почти столетие.
  • 1806: Швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на смеси водорода и кислорода.
  • 1823: Сэмюэл Браун запатентовал первый промышленный двигатель внутреннего сгорания. Он был без сжатия и основан на том, что Харденберг называет «циклом Леонардо», который, как следует из этого названия, в то время уже устарел. Как и сегодня, раннее крупное финансирование в области, где стандарты еще не были установлены, досталось лучшим шоуменам раньше, чем лучшим работникам.
  • 1824: Французский физик Сади Карно создал термодинамическую теорию идеализированных тепловых двигателей. Это научно установило необходимость сжатия для увеличения разницы между верхней и нижней рабочими температурами, но неясно, знали ли об этом конструкторы двигателей до того, как сжатие уже стало широко использоваться. Это могло ввести в заблуждение дизайнеров, которые пытались подражать циклу Карно бесполезными способами.
  • 18:26 1 апреля: Американец Сэмюэл Мори получил патент на «газовый или паровой двигатель» без сжатия.»
  • 1838: Уильяму Барнету был выдан патент (английский). Это было первое зарегистрированное предположение о компрессии в цилиндре. Он, по-видимому, не осознавал его преимуществ, но его цикл был бы большим достижением, если бы он был достаточно развит.
  • 1854: Итальянцы Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи запатентовали в Лондоне первый работающий эффективный двигатель внутреннего сгорания (номер части 1072), но не запустили его в производство. По концепции он был похож на успешный непрямой двигатель Отто Лангена, но не так хорошо проработан в деталях.
  • 1860: Жан Жозеф Этьен Ленуар (1822-1900) создал газовый двигатель внутреннего сгорания, очень похожий по внешнему виду на горизонтальный паровой лучевой двигатель двойного действия, с цилиндрами, поршнями, шатунами и маховиком, в котором газ в основном место пара. Это был первый серийный двигатель внутреннего сгорания. Его первый двигатель с компрессией развалился на части.
  • 1862: Николаус Отто разработал свободнопоршневой двигатель непрямого действия без сжатия, чья большая эффективность завоевала поддержку Langen, а затем и большей части рынка, который в то время был в основном для небольших стационарных двигателей, работающих на зажигательном газе.
  • 1870: В Вене Зигфрид Маркус поместил первый передвижной бензиновый двигатель на ручную тележку.
  • 1876: Николаус Отто в сотрудничестве с Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом разработал практичный четырехтактный двигатель (цикл Отто). Однако немецкие суды не получили его патент на все двигатели с компрессией в цилиндре или даже на четырехтактный цикл, и после этого решения компрессия в цилиндре стала универсальной.
  • 1879: Карл Бенц, работая независимо, получил патент на свой двигатель внутреннего сгорания, надежный двухтактный газовый двигатель, основанный на конструкции четырехтактного двигателя Николауса Отто.Позже Бенц разработал и построил свой собственный четырехтактный двигатель, который использовался в его автомобилях, ставших первыми серийными автомобилями.
  • 1882: Джеймс Аткинсон изобрел циклический двигатель Аткинсона. Двигатель Аткинсона имел одну фазу мощности на оборот вместе с различными объемами впуска и расширения, что делало его более эффективным, чем цикл Отто.
  • 1891: Герберт Акройд Стюарт оформляет свои права на лизинг нефтяных двигателей в Хорнсби в Англии для производства двигателей. Они строят первые двигатели с холодным пуском и воспламенением от сжатия.В 1892 году они устанавливают первые на водонасосной станции. Экспериментальная версия с более высоким давлением обеспечивает самоподдерживающееся воспламенение только за счет сжатия в том же году.
  • 1892: Рудольф Дизель разрабатывает свой двигатель типа тепловой машины Карно, работающий на угольной пыли.
  • 1893 23 февраля: Рудольф Дизель получил патент на дизельный двигатель.
  • 1896: Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель, также известный как горизонтально-оппозитный двигатель, в котором соответствующие поршни достигают верхней мертвой точки одновременно, таким образом уравновешивая друг друга по импульсу.
  • 1900: Рудольф Дизель продемонстрировал дизельный двигатель на Всемирной выставке 1900 года , использующий арахисовое масло (биодизель).
  • 1900: Вильгельм Майбах разработал двигатель, построенный в Daimler Motoren Gesellschaft, в соответствии со спецификациями Эмиля Еллинека, который потребовал, чтобы двигатель был назван Daimler-Mercedes в честь его дочери. В 1902 году автомобили с этим двигателем были запущены в производство компанией DMG.

Приложения

Двигатели внутреннего сгорания чаще всего используются для мобильных двигателей в автомобилях, оборудовании и другой переносной технике.В мобильных сценариях внутреннее сгорание является предпочтительным, поскольку оно может обеспечить высокое отношение мощности к весу вместе с превосходной плотностью энергии топлива. Эти двигатели появились почти во всех автомобилях, мотоциклах, лодках, а также в самых разных самолетах и ​​локомотивах. Там, где требуется очень большая мощность, например, в реактивных самолетах, вертолетах и ​​больших кораблях, они появляются в основном в виде турбин. Они также используются для электрических генераторов и в промышленности.

Операция

Все двигателей внутреннего сгорания зависят от экзотермического химического процесса сгорания: реакция топлива, обычно с воздухом, хотя могут использоваться и другие окислители, такие как закись азота.

Наиболее распространенное используемое сегодня топливо состоит из углеводородов и производится в основном из нефти. К ним относятся виды топлива, известные как дизельное топливо, бензин и нефтяной газ, а также редкое использование пропана. Большинство двигателей внутреннего сгорания, предназначенных для бензина, могут работать на природном газе или сжиженных нефтяных газах без серьезных модификаций, за исключением компонентов подачи топлива. Также можно использовать жидкое и газообразное биотопливо, такое как этанол и биодизель, форма дизельного топлива, которое производится из сельскохозяйственных культур, дающих триглицериды, таких как соевое масло.Некоторые из них также могут работать на газообразном водороде.

Все двигатели внутреннего сгорания должны иметь метод обеспечения воспламенения в их цилиндрах для создания сгорания. В двигателях используется либо электрический метод, либо система воспламенения от сжатия.

Процесс зажигания бензина

Электрические/бензиновые системы зажигания (которые также могут работать на других видах топлива, как упоминалось ранее) обычно полагаются на комбинацию свинцово-кислотной батареи и индукционной катушки, чтобы обеспечить электрическую искру высокого напряжения для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндры двигателя.Эту батарею можно заряжать во время работы с помощью устройства, вырабатывающего электричество, например, генератора переменного тока или генератора, приводимого в движение двигателем. Бензиновые двигатели всасывают смесь воздуха и бензина и сжимают ее до давления менее 170 фунтов на квадратный дюйм, а для воспламенения смеси используется свеча зажигания, когда она сжимается головкой поршня в каждом цилиндре.

Процесс зажигания дизельного двигателя

Системы воспламенения от сжатия, такие как дизельный двигатель и двигатели HCCI (воспламенение от сжатия с однородным зарядом), полагаются исключительно на тепло и давление, создаваемые двигателем в процессе сжатия для воспламенения.Возникающая компрессия обычно более чем в три раза выше, чем у бензинового двигателя. Дизельные двигатели всасывают только воздух, и незадолго до пикового сжатия небольшое количество дизельного топлива впрыскивается в цилиндр через топливную форсунку, которая позволяет топливу мгновенно воспламеняться. Двигатели типа HCCI будут потреблять как воздух, так и топливо, но по-прежнему будут полагаться на процесс самовоспламенения без посторонней помощи из-за более высокого давления и тепла. Вот почему дизельные двигатели и двигатели HCCI также более подвержены проблемам с холодным запуском, хотя после запуска они будут работать так же хорошо в холодную погоду.У большинства дизелей также есть аккумуляторная батарея и системы зарядки, однако эта система является вторичной и добавляется производителями как роскошь для облегчения запуска, включения и выключения топлива, что также может выполняться с помощью переключателя или механического устройства, а также для запуска вспомогательных электрических компонентов и аксессуаров. . Однако большинство современных дизелей полагаются на электрические системы, которые также контролируют процесс сгорания для повышения эффективности и снижения выбросов.

Энергия

После успешного воспламенения и сгорания продукты сгорания, горячие газы, имеют больше доступной энергии, чем исходная сжатая топливно-воздушная смесь (которая имеет более высокую химическую энергию).Доступная энергия проявляется в виде высокой температуры и давления, которые могут быть преобразованы двигателем в работу. В поршневом двигателе газообразные продукты высокого давления внутри цилиндров приводят в движение поршни двигателя.

После удаления доступной энергии оставшиеся горячие газы удаляются (часто путем открытия клапана или открытия выпускного отверстия), что позволяет поршню вернуться в предыдущее положение (ВМТ). Затем поршень может перейти к следующей фазе своего цикла, который варьируется в зависимости от двигателя.Любое тепло, не переведенное в работу, обычно считается отходами и удаляется из двигателя воздушной или жидкостной системой охлаждения.

Запчасти

Иллюстрация нескольких ключевых компонентов типичного четырехтактного двигателя.

Детали двигателя различаются в зависимости от типа двигателя. Для четырехтактного двигателя ключевыми частями двигателя являются коленчатый вал (фиолетовый), один или несколько распределительных валов (красный и синий) и клапаны. Для двухтактного двигателя вместо системы клапанов может быть просто выпускной патрубок и впускной патрубок для топлива.В обоих типах двигателей есть один или несколько цилиндров (серый и зеленый), и для каждого цилиндра есть свеча зажигания (темно-серый), поршень (желтый) и кривошип (фиолетовый). Однократное движение поршня вверх или вниз по цилиндру называется тактом, а ход вниз, который происходит непосредственно после воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре, называется рабочим тактом.

Двигатель Ванкеля имеет треугольный ротор, который вращается в эпитрохоидальной камере (в форме восьмерки) вокруг эксцентрикового вала.Четыре фазы работы (впуск, сжатие, мощность, выпуск) происходят в разных местах, а не в одном месте, как в поршневом двигателе.

В двигателе Bourke используется пара поршней, встроенных в кулисный механизм, который передает возвратно-поступательное усилие через специально разработанный подшипниковый узел для поворота кривошипно-шатунного механизма. Впуск, сжатие, мощность и выпуск происходят при каждом ходе этого хомута.

Классификация

Существует широкий спектр двигателей внутреннего сгорания, соответствующих их разнообразным областям применения.Точно так же существует широкий спектр способов классификации двигателей внутреннего сгорания, некоторые из которых перечислены ниже.

Хотя термины иногда вызывают путаницу, реальной разницы между «двигателем» и «мотором» нет. Когда-то слово «двигатель» (от латинского, через старофранцузское, ingenium, «способность») означало любую машину. «Мотор» (от латинского мотор, «двигатель») — это любая машина, производящая механическую энергию. Традиционно электродвигатели не называют «двигателями», но двигатели внутреннего сгорания часто называют «двигателями».» (Электродвигатель относится к локомотиву, работающему на электричестве.)

При этом следует понимать, что обычное использование часто диктует определения. Многие люди рассматривают двигатели как те вещи, которые генерируют свою энергию изнутри, а двигатели требуют внешнего источника энергии для выполнения своей работы. Очевидно, что корни слов действительно указывают на реальное различие. Кроме того, как и во многих определениях, корневое слово объясняет только начало слова, а не его текущее употребление.Конечно, можно утверждать, что так обстоит дело со словами мотор и двигатель.

Принцип работы

Поршневой:

  • Двигатель на сырой нефти
  • Двухтактный цикл
  • Четырехтактный цикл
  • Двигатель с горячей лампой
  • Тарельчатые клапаны
  • Манжетный клапан
  • Цикл Аткинсона
  • Предлагаемый
  • Улучшения
  • Управляемый двигатель внутреннего сгорания

Роторный:

  • Продемонстрировано:
  • Предложено:
    • Орбитальный двигатель
    • Квазитурбина
    • Роторный двигатель с циклом Аткинсона
    • Тороидальный двигатель

Непрерывное горение:

  • Газовая турбина
  • Реактивный двигатель
  • Ракетный двигатель

Цикл двигателя

Двухтактный

Двигатели, основанные на двухтактном цикле, используют два такта (один вверх, один вниз) на каждый рабочий такт.Поскольку нет специальных тактов впуска или выпуска, необходимо использовать альтернативные методы для продувки цилиндров. Наиболее распространенным методом в двухтактных двигателях с искровым зажиганием является использование движения поршня вниз для создания давления в картере свежего заряда, который затем продувается через цилиндр через отверстия в стенках цилиндра. Двухтактные двигатели с искровым зажиганием маленькие и легкие (для своей выходной мощности) и очень простые механически. Общие области применения включают снегоходы, газонокосилки, машины для уборки сорняков, цепные пилы, водные мотоциклы, мопеды, подвесные моторы и некоторые мотоциклы.К сожалению, они также, как правило, громче, менее эффективны и гораздо больше загрязняют окружающую среду, чем их четырехтактные аналоги, и они плохо масштабируются до больших размеров. Интересно, что самые большие двигатели с воспламенением от сжатия являются двухтактными и используются в некоторых локомотивах и больших кораблях. Эти двигатели используют принудительную индукцию для продувки цилиндров. двухтактные двигатели менее экономичны, чем двигатели других типов, потому что неизрасходованное топливо, распыляемое в камеру сгорания, может иногда выходить из выхлопного канала вместе с ранее израсходованным топливом.Без специальной обработки выхлопных газов это также приведет к очень высокому уровню загрязнения, что потребует от многих небольших двигателей, таких как газонокосилки, использовать четырехтактные двигатели, а в некоторых юрисдикциях — двухтактные двигатели меньшего размера должны быть оснащены каталитическими нейтрализаторами.

Четырехтактный

Двигатели, основанные на четырехтактном цикле или цикле Отто, имеют один рабочий такт на каждые четыре такта (вверх-вниз-вверх-вниз) и используются в автомобилях, больших лодках и многих легких самолетах. Как правило, они тише, эффективнее и больше, чем их двухтактные аналоги.Существует ряд вариаций этих циклов, в первую очередь циклы Аткинсона и Миллера. В большинстве дизельных двигателей грузовых автомобилей и автомобилей используется четырехтактный цикл, но с системой воспламенения с подогревом от сжатия. Этот вариант называется дизельным циклом.

Пятитактный

Двигатели, основанные на пятитактном цикле, являются вариантом четырехтактного цикла. Обычно четыре цикла: впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Пятый цикл, добавленный Delautour [2] , — это охлаждение.Двигатели, работающие по пятитактному циклу, на 30 процентов более эффективны, чем эквивалентный четырехтактный двигатель.

Двигатель Бурка

В этом двигателе два диаметрально противоположных цилиндра соединены с кривошипом с помощью шатунной шейки, проходящей через общий кулисный механизм. Цилиндры и поршни сконструированы таким образом, что, как и в обычном двухтактном цикле, за один оборот приходится два рабочих такта. Однако, в отличие от обычного двухтактного двигателя, сгоревшие газы и поступающий свежий воздух не смешиваются в цилиндрах, что способствует более чистой и эффективной работе.Кривошипный механизм также имеет низкую боковую тягу и, таким образом, значительно снижает трение между поршнями и стенками цилиндра. Фаза сгорания двигателя Бурка более точно соответствует сгоранию при постоянном объеме, чем четырехтактный или двухтактный цикл. В нем также используется меньше движущихся частей, поэтому он должен преодолевать меньшее трение, чем два других возвратно-поступательных типа. Кроме того, его более высокая степень расширения также означает, что используется больше тепла от фазы сгорания, чем используется в четырехтактных или двухтактных циклах.

Двигатель внутреннего сгорания с регулируемым двигателем

Это также цилиндровые двигатели, которые могут быть однотактными или двухтактными, но вместо коленчатого вала и поршневых штоков используют две соединенные шестерни, концентрические кулачки, вращающиеся в противоположных направлениях, для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. Эти кулачки практически нейтрализуют боковые силы, которые в противном случае оказывались бы на цилиндры поршнями, значительно повышая механический КПД. Профили выступов кулачка (всегда нечетные и не менее трех) определяют ход поршня в зависимости от передаваемого крутящего момента.В этом двигателе есть два цилиндра, которые расположены на 180 градусов друг от друга для каждой пары кулачков, вращающихся в противоположных направлениях. Для однотактных версий на пару цилиндров приходится столько же циклов, сколько кулачков на каждом кулачке, и вдвое больше для двухтактных агрегатов.

Ванкель

Двигатель Ванкеля работает с тем же разделением фаз, что и четырехтактный двигатель (но без хода поршня, его правильнее было бы назвать четырехфазным двигателем), поскольку фазы происходят в разных местах двигателя.Этот двигатель обеспечивает три «такта» мощности на оборот на ротор, что дает ему в среднем большее отношение мощности к весу, чем поршневые двигатели. Этот тип двигателя используется в современной Mazda RX8 и более ранней RX7, а также в других моделях.

Газовая турбина

В газотурбинных циклах (особенно в реактивных двигателях) вместо использования одного и того же поршня для сжатия и последующего расширения газов используются отдельные компрессоры и газовые турбины; дающий постоянную мощность. По сути, всасываемый газ (обычно воздух) сжимается, а затем сгорает с топливом, что значительно повышает температуру и объем.Затем больший объем горячего газа из камеры сгорания подается через газовую турбину, которая затем легко может привести в действие компрессор.

Вышедшие из употребления методы

В некоторых старых двигателях внутреннего сгорания без сжатия: В первой части хода поршня вниз всасывалась или вдувалась топливно-воздушная смесь. На остальной части хода поршня вниз впускной клапан закрывался и топливовоздушная смесь воспламенялась. При движении поршня вверх выпускной клапан был открыт. Это была попытка имитировать работу поршневого парового двигателя.

Типы топлива и окислителя

Используемые виды топлива включают уайт-спирит (североамериканский термин: бензин, британский термин: бензин), автогаз (сжиженный нефтяной газ), сжатый природный газ, водород, дизельное топливо, топливо для реактивных двигателей, свалочный газ, биодизель, биобутанол, арахисовое масло и другие растительные масла. , биоэтанол, биометанол (метиловый или древесный спирт) и другое биотопливо. Даже псевдоожиженные металлические порошки и взрывчатые вещества нашли некоторое применение. Двигатели, которые используют газы в качестве топлива, называются газовыми двигателями, а те, которые используют жидкие углеводороды, называются масляными двигателями.Однако бензиновые двигатели, к сожалению, также часто в просторечии называют «газовыми двигателями».

Основные ограничения для топлива заключаются в том, что топливо должно легко транспортироваться через топливную систему в камеру сгорания, и что топливо выделяет достаточно энергии в виде тепла при сгорании, чтобы сделать использование двигателя практичным.

Окислитель обычно представляет собой воздух, и его преимущество заключается в том, что он не хранится внутри транспортного средства, что увеличивает удельную мощность.Однако воздух можно сжимать и перевозить на борту транспортного средства. Некоторые подводные лодки предназначены для перевозки чистого кислорода или перекиси водорода, что делает их независимыми от воздуха. Некоторые гоночные автомобили используют закись азота в качестве окислителя. Другие химические вещества, такие как хлор или фтор, использовались в экспериментах; но большинство непрактично.

Дизельные двигатели обычно тяжелее, шумнее и мощнее при более низких скоростях, чем бензиновые двигатели. Они также более экономичны в большинстве случаев и используются в тяжелых дорожных транспортных средствах, некоторых автомобилях (все чаще из-за их более высокой топливной экономичности по сравнению с бензиновыми двигателями), кораблях, железнодорожных локомотивах и легких самолетах.Бензиновые двигатели используются в большинстве других дорожных транспортных средств, включая большинство автомобилей, мотоциклов и мопедов. Обратите внимание, что в Европе сложные автомобили с дизельным двигателем стали широко распространены с 1990-х годов, составляя около 40 процентов рынка. Как бензиновые, так и дизельные двигатели производят значительные выбросы. Существуют также двигатели, работающие на водороде, метаноле, этаноле, сжиженном нефтяном газе (СНГ) и биодизеле. Двигатели, работающие на парафине и тракторном масле (ТВО), больше не видны.

Водород

Некоторые предполагают, что в будущем такое топливо может заменить водород.Кроме того, с внедрением технологии водородных топливных элементов использование двигателей внутреннего сгорания может быть прекращено. Преимущество водорода в том, что при его сгорании образуется только вода. Это отличается от сжигания ископаемого топлива, при котором выделяется двуокись углерода, основная причина глобального потепления, угарный газ в результате неполного сгорания и другие местные и атмосферные загрязнители, такие как двуокись серы и оксиды азота, вызывающие проблемы с дыханием в городах, кислотные дожди. и проблемы с озоном.Однако свободный водород в качестве топлива не встречается в природе, при его сжигании выделяется меньше энергии, чем требуется для производства водорода в первую очередь самым простым и распространенным методом — электролизом. Хотя существует несколько способов получения свободного водорода, они требуют преобразования в настоящее время горючих молекул в водород, поэтому водород не решает ни одного энергетического кризиса, более того, он решает только проблему портативности и некоторые проблемы загрязнения. Большим недостатком водорода во многих ситуациях является его хранение.Жидкий водород имеет чрезвычайно низкую плотность — в 14 раз меньше плотности воды и требует обширной изоляции, в то время как газообразный водород требует очень тяжелых резервуаров. Хотя водород имеет более высокую удельную энергию, объемный запас энергии по-прежнему примерно в пять раз ниже, чем у бензина, даже в сжиженном состоянии. (Процесс «Водород по запросу», разработанный Стивеном Амендолой, создает водород по мере необходимости, но у него есть другие проблемы, такие как относительно дорогое сырье.) Другие виды топлива, более безопасные для окружающей среды, включают биотопливо.Они не могут дать чистого прироста углекислого газа.

Одноцилиндровый бензиновый двигатель (ок. 1910 г.).

Цилиндры

Двигатели внутреннего сгорания могут содержать любое количество цилиндров, обычно от одного до двенадцати, хотя использовалось до 36 (Lycoming R-7755). Наличие большего количества цилиндров в двигателе дает два потенциальных преимущества: во-первых, двигатель может иметь больший рабочий объем с меньшими отдельными совершающими возвратно-поступательное движение массами (то есть масса каждого поршня может быть меньше), что обеспечивает более плавную работу двигателя (поскольку двигатель имеет тенденцию вибрация в результате движения поршней вверх и вниз).Во-вторых, при большем рабочем объеме и большем количестве поршней может быть сожжено больше топлива и может быть больше событий сгорания (то есть больше рабочих тактов) за заданный период времени, а это означает, что такой двигатель может генерировать больший крутящий момент, чем аналогичный двигатель. с меньшим количеством цилиндров. Недостатком большего количества поршней является то, что в целом двигатель будет весить больше и создавать большее внутреннее трение, поскольку большее количество поршней трется о внутреннюю часть цилиндров. Это имеет тенденцию снижать эффективность использования топлива и лишать двигатель части его мощности.Для высокопроизводительных бензиновых двигателей, использующих современные материалы и технологии (таких как двигатели, используемые в современных автомобилях), по-видимому, существует предельная точка около 10 или 12 цилиндров, после чего добавление цилиндров становится общим ущербом для производительности и эффективности, хотя есть исключения. такие как двигатель W16 от Volkswagen существуют.

  • Большинство автомобильных двигателей имеют от четырех до восьми цилиндров, в некоторых высокопроизводительных автомобилях их десять, двенадцать или даже шестнадцать, а в некоторых очень маленьких автомобилях и грузовиках — два или три.В предыдущие годы некоторые довольно большие автомобили, такие как DKW и Saab 92, имели двухцилиндровые двухтактные двигатели.
  • Радиальные авиадвигатели, ныне устаревшие, имели от трех до 28 цилиндров, например Pratt & Whitney R-4360. Ряд содержит нечетное количество цилиндров, поэтому четное число указывает на двух- или четырехрядный двигатель. Самым крупным из них был Lycoming R-7755 с 36 цилиндрами (четыре ряда по девять цилиндров), но он так и не был запущен в производство.
  • Мотоциклы обычно имеют от одного до четырех цилиндров, а некоторые высокопроизводительные модели имеют шесть (хотя существуют некоторые «новинки» с 8, 10 и 12 цилиндрами).
  • Снегоходы обычно имеют два цилиндра. У некоторых более крупных (не обязательно высокопроизводительных, но и туристических машин) их четыре.
  • Небольшие переносные приборы, такие как бензопилы, генераторы и бытовые газонокосилки, чаще всего имеют один цилиндр, хотя существуют цепные пилы с двумя цилиндрами.

Система зажигания

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по системе зажигания. Точка в цикле, в которой воспламеняется смесь топлива и окислителя, напрямую влияет на эффективность и мощность ДВС.Для типичного 4-тактного автомобильного двигателя максимальное давление горючей смеси должно достигаться, когда коленчатый вал находится в положении 90 градусов после ВМТ (верхней мертвой точки). Скорость фронта пламени напрямую зависит от степени сжатия, температуры топливной смеси и октанового или цетанового числа топлива. Современные системы зажигания предназначены для воспламенения смеси в нужное время, чтобы фронт пламени не соприкасался с опускающейся головкой поршня. Если фронт пламени соприкасается с поршнем, возникает порозовение или стук.Более обедненные смеси и более низкое давление смеси сгорают медленнее, что требует более опережающего опережения зажигания. Сегодня в большинстве двигателей для зажигания используется электрическая или компрессионная система подогрева. Однако исторически использовались системы с внешним пламенем и горячими трубами. Никола Тесла получил один из первых патентов на механическую систему зажигания в патенте США 609250 (PDF) «Электрический воспламенитель для газовых двигателей» 16 августа 1898 года.

Топливные системы

Топливо сгорает быстрее и полнее, когда большая площадь его поверхности соприкасается с кислородом.Для того чтобы двигатель работал эффективно, топливо должно испаряться в поступающий воздух в виде так называемой топливно-воздушной смеси. Существует два широко используемых метода испарения топлива в воздух: один — карбюратор, а другой — впрыск топлива.

Часто в более простых поршневых двигателях для подачи топлива в цилиндр используется карбюратор. Однако точный контроль правильного количества топлива, подаваемого в двигатель, невозможен. Карбюраторы в настоящее время являются наиболее распространенным устройством для смешивания топлива, используемым в газонокосилках и других небольших двигателях.До середины 1980-х карбюраторы также были распространены в автомобилях.

Более крупные бензиновые двигатели, например, используемые в автомобилях, в основном перешли на системы впрыска топлива. Дизельные двигатели всегда используют впрыск топлива.

Двигатели, работающие на газе (СНГ), используют либо системы впрыска топлива, либо карбюраторы с открытым или закрытым контуром.

В других двигателях внутреннего сгорания, таких как реактивные двигатели, используются горелки, а в ракетных двигателях используются различные различные идеи, включая ударные струи, сдвиг газа/жидкости, предварительные горелки и многие другие идеи.

Конфигурация двигателя

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их конфигурации, которая влияет на их физический размер и плавность хода (более плавные двигатели производят меньшую вибрацию). Общие конфигурации включают прямую или встроенную конфигурацию, более компактную V-образную конфигурацию и более широкую, но более гладкую плоскую или оппозитную конфигурацию. Авиационные двигатели также могут иметь радиальную конфигурацию, обеспечивающую более эффективное охлаждение. Также использовались более необычные конфигурации, такие как «H», «U», «X» или «W».

Конфигурации с несколькими коленчатыми валами вообще не обязательно нуждаются в головке цилиндра, но вместо этого могут иметь поршень на каждом конце цилиндра, что называется конструкцией с оппозитным поршнем. Эта конструкция использовалась в дизельном авиационном двигателе Junkers Jumo 205 с двумя коленчатыми валами, по одному на каждом конце одного ряда цилиндров, и, что наиболее примечательно, в дизельных двигателях Napier Deltic, в которых использовались три коленчатых вала для обслуживания трех рядов двухсторонних цилиндров. цилиндры расположены равносторонним треугольником с коленчатыми валами по углам.Он также использовался в однорядных локомотивных двигателях и продолжает использоваться в судовых двигателях, как для силовых установок, так и для вспомогательных генераторов. Роторный двигатель Gnome, использовавшийся в нескольких ранних самолетах, имел неподвижный коленчатый вал и ряд радиально расположенных цилиндров, вращающихся вокруг него.

Объем двигателя

Рабочий объем двигателя представляет собой смещение или рабочий объем поршней двигателя. Обычно он измеряется в литрах (л) или кубических дюймах (т.е. или дюймов³) для больших двигателей и в кубических сантиметрах (сокращенно см3) для двигателей меньшего размера.Двигатели с большей мощностью обычно более мощные и обеспечивают больший крутящий момент при более низких оборотах, но также потребляют больше топлива.

Помимо разработки двигателя с большим количеством цилиндров, есть два способа увеличить мощность двигателя. Во-первых, это удлинение хода, а во-вторых, увеличение диаметра поршня. В любом случае может потребоваться дополнительная регулировка подачи топлива в двигатель для обеспечения оптимальной производительности.

Указанная мощность двигателя может быть больше вопросом маркетинга, чем инженерии.Morris Minor 1000, Morris 1100 и Austin-Healey Sprite Mark II были оснащены двигателем BMC A-Series с одинаковым ходом поршня и диаметром цилиндра в соответствии с их спецификациями и были произведены одним и тем же производителем. Однако объем двигателя был указан как 1000 куб.см, 1100 куб.см и 1098 куб.см соответственно в литературе по продажам и на значках автомобилей.

Системы смазки

Используется несколько различных типов систем смазки. Простые двухтактные двигатели смазываются маслом, смешанным с топливом или впрыскиваемым в всасывающий поток в виде распыления.Ранние низкоскоростные стационарные и морские двигатели смазывались под действием силы тяжести из небольших камер, подобных тем, которые использовались в то время в паровых двигателях, с пополнением их по мере необходимости тендером двигателя. Поскольку двигатели были адаптированы для использования в автомобилях и самолетах, потребность в высоком соотношении мощности к весу привела к увеличению скорости, более высоким температурам и большему давлению на подшипники, что, в свою очередь, требовало смазки под давлением подшипников кривошипа и шатунных шеек при условии либо за счет прямой смазки от насоса, либо косвенно за счет струи масла, направленной на приемные чашки на концах шатуна, что имело то преимущество, что обеспечивало более высокое давление при увеличении скорости двигателя.

Загрязнение двигателя

Как правило, двигатели внутреннего сгорания, особенно поршневые двигатели внутреннего сгорания, производят умеренно высокие уровни загрязнения из-за неполного сгорания углеродсодержащего топлива, что приводит к образованию угарного газа и некоторого количества сажи, а также оксидов азота и серы и некоторого количества несгоревших углеводородов в зависимости от условий эксплуатации и соотношение топливо/воздух. Основными причинами этого являются необходимость работы бензиновых двигателей, близких к стехиометрическому соотношению, чтобы добиться сгорания (топливо сгорало бы более полно в избытке воздуха) и «гашение» пламени относительно холодными стенками цилиндра.

Дизельные двигатели производят широкий спектр загрязняющих веществ, включая аэрозоли, состоящие из множества мелких частиц (PM10), которые, как считается, глубоко проникают в легкие человека. Двигатели, работающие на сжиженном нефтяном газе (СНГ), имеют очень низкий уровень выбросов, поскольку сжиженный нефтяной газ сгорает очень чисто и не содержит серы или свинца.

  • Многие виды топлива содержат серу, что приводит к образованию оксидов серы (SOx) в выхлопных газах, вызывая кислотные дожди.
  • Высокая температура горения приводит к увеличению содержания оксидов азота (NOx), которые опасны как для растений, так и для животных.
  • Чистое производство двуокиси углерода не является необходимой характеристикой двигателей, но, поскольку большинство двигателей работают на ископаемом топливе, это обычно происходит. Если двигатели работают на биомассе, то чистый углекислый газ не образуется, поскольку растущие растения поглощают столько же или больше углекислого газа во время роста.
  • Водородные двигатели должны производить только воду, но когда в качестве окислителя используется воздух, также образуются оксиды азота.

Эффективность двигателя внутреннего сгорания

КПД различных типов двигателей внутреннего сгорания различается.Общепризнанно, что большинство двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, даже при наличии турбонагнетателей и средств повышения эффективности запаса имеют механический КПД около 20 процентов. Большинство двигателей внутреннего сгорания тратят около 36 процентов энергии бензина в виде тепла, отводимого в систему охлаждения, и еще 38 процентов через выхлопные газы. Остальное, около шести процентов, теряется из-за трения. Большинство инженеров не смогли успешно использовать потраченную энергию для какой-либо значимой цели, хотя существуют различные дополнительные устройства и системы, которые могут значительно повысить эффективность сгорания.

Система впрыска водородного топлива, или HFI, представляет собой дополнительную систему двигателя, которая, как известно, улучшает топливную экономичность двигателей внутреннего сгорания за счет впрыска водорода для улучшения сгорания во впускной коллектор. Можно увидеть экономию топлива от 15 до 50 процентов. Небольшое количество водорода, добавляемого во впускной воздушно-топливный заряд, увеличивает октановое число комбинированного топливного заряда и увеличивает скорость пламени, что позволяет двигателю работать с более опережающим опережением зажигания, более высокой степенью сжатия и более бедной смесью воздуха. топливной смеси, чем это возможно в противном случае.Результатом является меньшее загрязнение окружающей среды при большей мощности и повышении эффективности. Некоторые системы HFI используют встроенный электролизер для производства используемого водорода. Также можно использовать небольшой резервуар с водородом под давлением, но этот метод требует повторного заполнения.

Также обсуждались новые типы двигателей внутреннего сгорания, такие как двигатель с разделенным циклом Scuderi, которые используют высокое давление сжатия, превышающее 2000 фунтов на квадратный дюйм, и сгорают после верхней мертвой точки (самой высокой и наиболее сжатой точки в ход поршня внутреннего сгорания).Ожидается, что такие двигатели достигнут КПД до 50-55%.

Примечания

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Харденберг, Хорст О. 1999. Средневековье двигателя внутреннего сгорания . Уоррендейл, Пенсильвания: SAE International Publishing. ISBN 0768003911.
  • Хейвуд, Джон. 1988. Основы двигателя внутреннего сгорания. Нью-Йорк: McGraw-Hill Science/Engineering/Math. ISBN 007028637X.
  • Стоун, Ричард. 1999. Введение в двигатели внутреннего сгорания . Уоррендейл, Пенсильвания: SAE International Publishing. ISBN 0768004950.
  • Тейлор, Чарльз Файет. 1985. Двигатель внутреннего сгорания в теории и на практике . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 0262700263.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 4 марта 2018 г.

  • Знакомство с автомобильными двигателями — изображения в разрезе и хороший обзор двигателя внутреннего сгорания
  • Библия о топливе и двигателе — хороший ресурс по различным типам двигателей и видам топлива
  • youtube — Анимация компонентов 4-цилиндрового двигателя
  • .
  • youtube — Анимация внутренних движущихся частей 4-цилиндрового двигателя

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Водородные двигатели внутреннего сгорания и водородные топливные элементы

После десятилетий дебатов прошлогодняя конференция COP26 в Глазго объединила мир в одной истине: изменение климата — это экзистенциальный кризис нашего времени. И мы находимся в критическом моменте в этой борьбе; с данными, четко иллюстрирующими потолок в 900 гигатонн CO 2 для удержания глобального потепления ниже 2 o по Цельсию 1 . Между тем, транспортный сектор продолжает оставаться в центре внимания, становясь крупнейшим источником выбросов парниковых газов (ПГ) в Соединенных Штатах, превосходя даже производство электроэнергии.Но так же, как история всегда была отмечена инновациями, у нас есть необходимые решения, чтобы изменить наш путь, если мы достаточно смелы, чтобы столкнуться с проблемой лицом к лицу и действовать с решительной целью.

Углерод — один из самых распространенных элементов во Вселенной и эпицентр климатического кризиса, составляющий три четверти парниковых газов. В научном сообществе нет сомнений в том, что антропогенные выбросы углерода подталкивают человечество к точке невозврата, но источники этих выбросов по-прежнему являются предметом многочисленных обвинений.Когда мы отступаем и пытаемся взглянуть на наш меняющийся мир через ясную призму, возникает фундаментальная парадигма, которую нельзя игнорировать, если мы хотим бороться с изменением климата в самом его источнике: растущее экономическое процветание является действенной движущей силой роста выбросов углерода.

По мере роста мировой экономики мы вытащили более миллиарда человек из крайней нищеты и расширили средний класс. Институт Брукингса, например, отметил 2018 год как первый год, когда более половины населения мира проживало в семьях среднего класса и богатых домохозяйствах.Это растущее экономическое процветание стимулировало торговлю, развитие инфраструктуры и промышленную деятельность — и, к сожалению, привело к росту выбросов углерода. Эта неотъемлемая связь между процветанием и выбросами углерода ставит вопрос: могут ли сосуществовать здоровый экономический рост и здоровая планета? Да, инвестиции в декарбонизацию — одна из самых многообещающих возможностей роста для нашего поколения; прогресс в этом может сделать наше общество более процветающим, а нашу планету — более здоровой.

Этот путь к нулевой цели, в котором подчеркивается стремление Cummins к сокращению выбросов углерода, основан на комплексной технологической дорожной карте для транспорта и мобильности с тремя основными компонентами: технологии с нулевым уровнем выбросов, такие как электрические батареи и электрические топливные элементы, топливо с низким или нулевым содержанием углерода. и независимые от топлива платформы силовых агрегатов в качестве переходных технологий.

№ 1: Технологии с нулевым уровнем выбросов, такие как электрические батареи и электрические топливные элементы 

Сегодня электрические решения на батареях и топливных элементах экономически и эксплуатационно жизнеспособны для некоторых вариантов использования коммерческого транспорта.Эти безуглеродные технологии уже помогают с местными выбросами и проблемами качества воздуха, поскольку они не выделяют углерод от бака до колеса. Более того, когда их источник энергии экологически чистый, например, возобновляемая электроэнергия, используемая для электрических автобусов с аккумуляторными батареями, эти технологии могут обеспечить нулевые выбросы углерода с точки зрения полного цикла. Мы уже сотрудничаем с производителями школьных и транзитных автобусов для полностью электрических приложений, и даже есть пассажирский поезд в коммерческой эксплуатации, который питается от электрической технологии топливных элементов.

В нашем распоряжении есть впечатляющие технологии, но все еще есть много коммерческих транспортных приложений, которые сталкиваются с серьезными препятствиями на пути к электрификации. Экономическая жизнеспособность, выполнение миссии и поддержка инфраструктуры являются ключевыми факторами, лежащими в основе этих трудно электрифицируемых приложений. Одна школа мысли состоит в том, чтобы дождаться, когда электрические батареи или электрические технологии на топливных элементах догонят эти приложения, но мы просто не можем позволить себе каждый день выбрасывать больше выбросов углерода, которые мы не можем вернуть.Каждый грамм выброшенного углерода будет способствовать изменению климата. Только в США грузовики средней и большой грузоподъемности выбрасывают более одного миллиона метрических тонн CO 2 каждый день 2 . Для этих трудно электрифицируемых коммерческих транспортных средств сегодня доступны варианты, позволяющие значительно сократить или полностью исключить выбросы углерода: топливо с низким или нулевым содержанием углерода.

№ 2: Топливо с низким или нулевым содержанием углерода снижает выбросы углерода и устраняет выбросы углерода на полной основе 

Топливо с низким или нулевым содержанием углерода выбрасывает в атмосферу меньше углерода, чем дизельное топливо, когда оно используется для производства электроэнергии.Я разделяю эти виды топлива с низким или нулевым содержанием углерода на четыре группы.

Во-первых, это низкоуглеродное топливо. Эти виды топлива по-прежнему выделяют углерод при сгорании, но выделяют меньше углерода, чем дизельное топливо. Во-вторых, это углеродно-нейтральное топливо. Эти виды топлива также выделяют углерод при сжигании, но выбросы углерода полностью компенсируются другим видом деятельности. В-третьих, это топливо с нулевым содержанием углерода. Эти виды топлива вообще не выделяют углерод при сгорании. Например, зеленый водород — это топливо с нулевым содержанием углерода. В-четвертых, топливо с отрицательным выбросом углерода. Это виды топлива, в которых воздействие производства и потребления топлива приводит к чистому сокращению выбросов ПГ.

Из этой переполненной области топлива с низким или нулевым содержанием углерода немногие будут наиболее эффективными: водород, природный газ и биодизель. Помимо этих трех, синтетическое топливо, также известное как электронное топливо, представляет собой захватывающую дополнительную технологию, которая может стать доминирующим фактором в будущем.

Водород становится все более популярным энергоносителем. Это в первую очередь потому, что это топливо с нулевым содержанием углерода, когда оно производится с использованием возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая и гидроэнергия для электролиза воды.Водород может заправлять транспортные средства с помощью двигателя внутреннего сгорания или водородного топливного элемента и обеспечивать впечатляющее сокращение выбросов углерода. Полуприцеп со спальной кабиной класса 8 2027 модельного года, оснащенный водородным двигателем и работающий на экологически чистом водороде, сэкономит 1437 метрических тонн CO 2 за свой срок службы по сравнению с его дизельным аналогом 3 . Это впечатляющие экологические преимущества, но сегодня водород сталкивается с двумя основными препятствиями: готовностью инфраструктуры и обильной доступностью зеленого водорода — топлива с нулевым содержанием углерода, которое можно использовать.

В отличие от водорода, природный газ является ископаемым топливом, но он производит меньше углерода, чем другие виды ископаемого топлива, такие как дизельное топливо. Природный газ также обеспечивает значительное сокращение выбросов в настоящее время, поскольку инфраструктура для технологий с нулевым выбросом углерода продолжает развиваться. В некоторых случаях использования возобновляемый природный газ (RNG) также может быть углеродно-отрицательным. Например, RNG, полученный в результате разложения органического вещества, которое в противном случае оставалось бы источником выбросов метана, имеет отрицательную углеродоемкость.Между тем, ведутся два спора о роли природного газа в сокращении выбросов углерода. Во-первых, широко признано, что часть прироста выбросов выхлопных газов от выхлопных газов компенсируется утечками метана через трубопроводы. Во-вторых, математика отрицательной углеродоемкости ГСЧ. Важно признать, что не все ГСЧ имеют отрицательную углеродоемкость, и мы должны оценить происхождение захваченного метана и эффективность транспортировки ГСЧ, чтобы определить, приводит ли последующее использование ГСЧ к чистому сокращению выбросов ПГ.

Биодизель представляет собой возобновляемое топливо, производимое в основном из жиров и растительных масел. Растения, используемые в качестве сырья для производства биодизельного топлива, забирают углерод из атмосферы, а когда биодизельное топливо сжигается, оно возвращает те же самые атомы углерода обратно в атмосферу; теоретически это делает биодизельное топливо нейтральным по отношению к углероду 4 . На практике также необходимо учитывать выбросы, образующиеся при выращивании этих культур и производстве биодизеля. B20 уже сегодня в нашей жизни со многими двигателями, способными работать на нем; Следующим шагом на пути к снижению выбросов будет создание двигателей, которые могут работать на B40, а затем на B100, чистом биодизеле.

Синтетическое топливо или электронное топливо бывает различных видов; Электронное дизельное топливо и электронное топливо — это два двигателя, которые больше подходят для коммерческого транспорта. Эти виды топлива можно производить с использованием CO 2 и зеленого водорода; следовательно, они являются углеродно-нейтральными, поскольку выделяют углерод, который изначально использовался для их создания, обратно в атмосферу. Более того, они также могут использовать нашу существующую заправочную инфраструктуру. В настоящее время вокруг этих видов топлива есть два препятствия: их высокая стоимость и ограниченная доступность.

Готовность инфраструктуры является общим препятствием для более широкого внедрения некоторых видов топлива с низким или нулевым содержанием углерода. Между тем, существуют коммерческие транспортные приложения, не требующие разветвленной сети заправочных станций и другой инфраструктуры. Например, парки грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности могут создавать маршруты, используя небольшое количество заправочных станций, расположенных вдоль фиксированных маршрутов. Затем это может привести к созданию необходимой инфраструктуры.

Сегодня это топливо с низким или нулевым содержанием углерода доступно для тех, кто хочет продвинуть свои усилия по обезуглероживанию.И их использование может быть расширено с помощью знакомой технологии: двигателей внутреннего сгорания, но с инновационным поворотом: платформами двигателей, не зависящими от топлива. Эти платформы помогают нам реализовать преимущества топлива с низким или нулевым содержанием углерода.

№ 3: Платформы двигателей и силовых агрегатов, не зависящие от топлива, могут расширить использование топлива с низким или нулевым содержанием углерода

Платформы двигателей, не зависящие от топлива, представляют собой серию версий двигателей, которые являются производными от общего базового двигателя. Нижняя часть двигателя выглядит одинаково, а уникальные головки цилиндров предназначены для работы с другим топливом с низким или нулевым содержанием углерода.Каждая версия двигателя работает на определенном типе топлива, включая дизельное топливо, пропан, природный газ или водород. В этих двигателях используются преимущества существующих технологий, и они могут сократить выбросы парниковых газов за счет использования топлива с низким или нулевым содержанием углерода. Они знакомы с современными дизельными двигателями, имеют знакомые методы эксплуатации, установки транспортных средств и рабочие характеристики. Эти платформы, не зависящие от топлива, идеально подходят для случаев, когда электрические решения на основе аккумуляторов и топливных элементов еще не осуществимы с финансовой или эксплуатационной точки зрения.Это первая в отрасли разработка двигателей внутреннего сгорания, не зависящих от топлива, с нуля. Это наша попытка смешивать и сочетать правильные двигатели для правильных приложений, поскольку мы движемся к будущему с нулевым уровнем выбросов.

Также важно помнить, что эти три компонента дорожной карты развития технологий не являются бинарным выбором. Вы можете комбинировать аккумуляторные электрические решения с платформами силовых агрегатов, не зависящими от топлива, чтобы создавать гибридные решения для правильных вариантов использования.

Изменение климата — это экзистенциальный кризис нашего времени, и все большее число правительств и компаний по всему миру уже взяли на себя обязательство добиться нулевого или отрицательного выброса углерода.Эти решения предлагают жизнеспособный путь в этом путешествии в течение следующих нескольких десятилетий. Но конечные пользователи не должны ждать, чтобы сделать ощутимые шаги в своем путешествии. Настало время декарбонизации. Наша планета не может ждать. И теперь у конечных пользователей есть инструменты и инновации, необходимые для создания собственного уникального пути к Destination Zero.

 

Каталожные номера:  

1 Межправительственная группа экспертов по изменению климата. (август 2021 г.). Изменение климата 2021 г., Основы физических наук [файл PDF].Получено с https://www.ipcc.ch   

2 Агентство по охране окружающей среды США. (декабрь 2021 г.). Выбросы парниковых газов в транспортном секторе США. [Файл PDF]. Получено с https://www.epa.gov/

.

3 Анализ, проведенный с использованием модели выбросов парниковых газов (GEM) Агентства по охране окружающей среды США для соответствия требованиям транспортных средств средней и большой грузоподъемности. Предполагаемая полезная нагрузка 19 тонн, пробег 120 000 тысяч миль в год. Получено с https://www.epa.gov/ 

.

4 Управление энергетической информации США.(н.д.). Объяснение биотоплива, дизельное топливо на основе биомассы и окружающая среда. [Страница в Интернете]. Получено с https://www.eia.gov/

.

Китайская компания готовит двигатели внутреннего сгорания для работы на водороде

Содержание статьи

Китайский производитель двигателей для коммерческого транспорта China Yuchai сообщает, что производит двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде. Согласно Engine Technology International , «YCK05 продемонстрировал стабильную работу во время недавней демонстрации в Пекинском технологическом институте» благодаря таким инновациям, как «многоточечный впрыск воздуха под высоким давлением, высокоэффективный малоинерционный турбонаддув и обедненное горение.”

Содержание статьи

Зачем вам строить силовой агрегат с ДВС на водороде? Во-первых, поймите, что Китай выделил огромные ресурсы для перехода к водородной экономике.

Приносим свои извинения, но это видео не удалось загрузить.

Китайская компания готовит двигатели внутреннего сгорания для работы на водороде Вернуться к видео

Во-вторых, хотя мощности аккумуляторной батареи достаточно для малотоннажных транспортных средств и даже коммерческих транспортных средств для коротких рейсов, вес современных литий-ионных аккумуляторов серьезно снижает полезную нагрузку и заправку раз.А с отставанием технологии FCEV перевод двигателей внутреннего сгорания на h3 может быть удобным в качестве временного метода для эффективного производства автомобилей с (почти) нулевым уровнем выбросов.

При этом ДВС, работающие на водороде, не полностью безэмиссионны. Да, как и в топливном элементе, основным побочным продуктом сгорания является просто вода, практически без выбросов парниковых газов.

Однако, как указывает Новости о водородном топливе , двигатели с ДВС работают на масле и сжигают небольшое количество смазки, что приводит к образованию небольшого количества NOx.Хотя количество производимых оксидов азота намного ниже, чем в бензиновых или дизельных двигателях внутреннего сгорания, единственными транспортными средствами с нулевым уровнем выбросов, работающими на водороде, являются электромобили на топливных элементах.

Содержание статьи

Приносим свои извинения, но это видео не удалось загрузить.

Говоря о топливных элементах, первый грузовик с двигателем FCEV принял участие в ралли «Дакар» в этом году. И под «соревноваться» я подразумеваю короткий демонстрационный заезд на 12 миль (вероятно, из-за отсутствия заправочной инфраструктуры).Тем не менее, грузовик Guassin впечатляет.

Двух 300-киловаттных — это 402 лошадиных силы — электродвигателей и 80 килограммов водорода было достаточно для 250 км (155 миль) пробега на гоночных скоростях. Возможно, более впечатляюще то, что его можно полностью заправить всего за 20 минут. Планируется, что коммерческие версии водородного грузовика, участвовавшего в ралли «Дакар», станут доступны вместе с большими полностью электрическими установками Gaussin в конце 2022 года.

» Двигатель внутреннего сгорания работает на выхлопных газах?

Сегодня подавляющее большинство автомобилей по-прежнему оснащены двигателями внутреннего сгорания, но мы видим бесчисленное количество новостей, которые предвещают большие изменения в будущем.Так двигатель внутреннего сгорания работает на выхлопных газах? Давайте узнаем!

 

В США на транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания приходится 26% выбросов углерода, в то время как электромобили (EV) при зарядке с использованием возобновляемых источников энергии не производят выбросов. (фото – Электро)

 

В США движение электромобилей возглавляют Нью-Йорк и Калифорния.

Штат Нью-Йорк взял на себя обязательство закупить к 2025 году 2000 государственных электромобилей, что удвоит их нынешний парк.Нью-Йорк децентрализует свою электрическую сеть, что позволит клиентам легче производить и покупать возобновляемую энергию. Con Ed корректирует тарифы на электроэнергию, чтобы поощрять зарядку электромобилей в то время, когда возобновляемая электроэнергия более доступна и доступна по цене.

Калифорния лидирует в стране с более чем 300 000 электромобилей и 12 000 зарядных станций. Продажи электромобилей в Калифорнии выросли на 91% в первом квартале 2017 года по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. В Лос-Анджелесе, начиная с этого года, половина всех закупаемых муниципальных транспортных средств будет электромобилями, а к 2025 году их доля увеличится до 80%.

Одна из крупных областей сопротивления электромобилям в США исходит от национальных автосалонов, которые получают основную часть своей прибыли от обслуживания двигателей внутреннего сгорания. Чтобы противостоять этому, коммунальные предприятия планируют предоставить автомобильным дилерам стимулы для продажи большего количества электромобилей и информировать клиентов о преимуществах экологичного транспорта.

По оценкам, к 2038 году продажи электромобилей превзойдут пожиратели бензина.

 

 

 

Мировые разработки

Хорошей новостью для электромобилей является общемировая тенденция, указывающая на то, что компании видят в электромобилях ключ к будущему автомобильной промышленности.

  • Volvo объявила о прекращении производства бензиновых двигателей к 2019 году, сосредоточившись на гибридных и полностью электрических моделях.
  • В настоящее время в Европе электромобили строятся как мобильные генераторы, которые могут возвращать избыточную мощность обратно в сеть во время пикового спроса. Nissan, Mitsubishi и PSA Group используют новую технологию. Программа повышает стабильность энергосистемы и распределения возобновляемой энергии.
  • Mercedes Benz и его партнер BAIC Motor Corp.инвестируют 740 миллионов долларов в производство новых электромобилей в Китае к 2020 году.
  • Volkswagen инвестирует 800 миллионов долларов в электрифицированный транспорт только в Калифорнии. VW также предлагает немецким водителям скидку до 10 000 евро (12 000 долларов США) при обмене старых дизельных автомобилей на более новую, более чистую модель. Клиенты могут заработать дополнительные 2380 евро (2800 долларов США), если они перейдут на гибрид или электромобиль. Аналогичные планы предлагают BMW, Daimler и Ford.
  • VW опубликовал заявление, в котором говорится: «Мы берем на себя свою долю ответственности за безопасную для климата и здоровья мобильность на дорогах Германии.
  • Великобритания предприняла решительный шаг, заявив, что все новые бензиновые и дизельные автомобили будут запрещены к 2040 году.
  • Точно так же Франция объявила, что к 2040 году они запретят продажу всех бензиновых и дизельных автомобилей. В рамках своих целей Парижского соглашения Франция намерена прекратить разведку нефти и газа, ликвидировать угольные электростанции к 2022 году и стимулировать домовладельцев производить собственную энергию.

 

Новости от Теслы

Tesla поставила цель продать 500 000 электромобилей к концу 2018 года (пятикратное увеличение по сравнению с этим годом) и поставлять 1 миллион автомобилей ежегодно к 2020 году.

Крупнейший в мире завод по производству литиевых аккумуляторов Tesla Gigafactory строится в пустыне Невада. По завершении строительства в 2020 году завод станет самым большим зданием в мире.

 

Илон Маск практикует то, что проповедует

У Маска дома есть солнечная крыша Tesla, которая заряжает не только дом, но и его машину, а избыток отдает обратно в сеть, плюс крыша выглядит фантастически. Подобные инсталляции были установлены в домах сотрудников Tesla.

В ноябре Маск сказал : «Выглядит весьма многообещающе, что солнечная крыша на самом деле будет стоить меньше, чем обычная крыша, даже если не принимать во внимание стоимость электричества»,

«Вам нужна крыша, которая выглядит лучше, чем обычная крыша, служит в два раза дольше, стоит меньше и, кстати, вырабатывает электроэнергию?» Зачем вам что-то еще?»

 

Дополнительные статьи, освещающие движение к экологически чистым транспортным средствам

5 вещей, которые нужно знать перед покупкой электромобиля
Электромобили появляются здесь и сейчас
Три номера возобновляемых источников энергии, чтобы произвести впечатление на ваших друзей: 7, 43, 50
Бум возобновляемых источников энергии после десятилетия прогресса
«Самая амбициозная цель в мире» по переходу на 100 % возобновляемых источников энергии только что принята Сенатом Калифорнии

Боб Фрерк, Blue Ocean Network

 

См. соответствующие статьи Blue Ocean Network о возобновляемых источниках энергии:

Тесла на воде: опыт SoelCat 12
Удивительный переход Tesla в 2016 году безопасен для океана.
Всемирный день ветра: праздник энергии ветра
Возобновляемая энергия: должно быть что-то дует на ветру
Обновление возобновляемых источников энергии: вот что происходит!
Индустрия солнечной энергетики сияет ярко
Впечатляющий прогресс в возобновляемой энергетике США
Видение Wavestar для устойчивого энергетического парка океана ближе к реальности
Музей угля становится солнечным, плюс загрязнение, протесты и пик добычи угля

 

Как получить больше информации из мира океана на ваш почтовый ящик!

Мы верим, что любители океана могут изменить мир.Если вам небезразлично здоровье океана и вы хотите что-то для этого сделать, присоединяйтесь к племени голубого океана: наше растущее сообщество творцов океанских перемен превращает любителей океана в океанских лидеров . Это начинается с вас. Присоединяйтесь к нам!

 

 

 

Toyota разрабатывает двигатели внутреннего сгорания на водороде — для гонок

Toyota пыталась использовать водородные топливные элементы во всем, от легковых автомобилей до автобусов и полуприцепов, но теперь автопроизводитель приступает к совершенно другому проекту водородных двигателей.

Вместо топливных элементов Toyota разрабатывает двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, а не для использования на дорогах. На этот раз для гонок.

В четверг автопроизводитель объявил, что разрабатывает водородный двигатель для использования в 24-часовой гонке на японской трассе Fuji Speedway, запланированной на 21-23 мая. Гонка является частью японской серии Super Taikyu, в которой участвуют автомобили на базе серийных моделей.

Гонки серии Super Taikyu

1,6-литровый рядный трехцилиндровый двигатель с турбонаддувом будет установлен на модифицированную Toyota Corolla Sport, работающую на сжатом водороде, а не на жидком бензине.Двигатели внутреннего сгорания могут работать на газообразном водороде с некоторыми модификациями, и Toyota даже утверждает, что сгорание водорода происходит с большей скоростью, что улучшает реакцию.

Идея не нова, но большинство автопроизводителей намеренно избегают такой попытки — отчасти для того, чтобы избежать принуждения к расчетам эффективности, углеродного следа и выбросов для такого сценария. В начале 2000-х BMW ненадолго предложила водородную версию своего роскошного седана 7-й серии, но по большей части автомобильное использование водорода было сосредоточено на топливных элементах, которые производят электричество для работы электродвигателей.Даже BMW переключила внимание на топливные элементы и фактически сотрудничает с Toyota в разработке.

Точно так же не исследовано использование водорода в автоспорте. Одна команда планирует запустить экспериментальный автомобиль на топливных элементах в престижной гонке «24 часа Ле-Мана» в 2024 году, но гоночные серии в первую очередь ориентированы на гибридные и аккумуляторно-электрические силовые агрегаты, чтобы сократить выбросы.

Тем не менее, водородный гоночный двигатель соответствует амбициозным планам автопроизводителя в отношении водорода.

Toyota стремится построить водородную экономику для всего, от промышленного использования до громких применений, таких как луноходы. Он также только что подписал стратегическое партнерство с Chevron для достижения этой цели, включая развитие инфраструктуры и исследования, связанные с транспортировкой и хранением водорода.

Автопроизводитель продемонстрировал свою технологию топливных элементов для грузовых перевозок с малой петлей и разработал модуль топливных элементов для будущих грузовиков и автобусов.Тем не менее, Toyota часто избегала рассмотрения того, как поставляется большая часть водорода, а также последствий этой цепочки поставок для окружающей среды.

Что касается единственного серийного автомобиля Toyota на топливных элементах, мы считаем Mirai лучшим или одним из лучших седанов, производимых Toyota в настоящее время.

Что такое водородный двигатель внутреннего сгорания и может ли он стать реальной альтернативой аккумуляторным электромобилям? Новости технологий, Firstpost больше неопределенности, чем когда-либо, единственная хорошо задокументированная уверенность заключается в том, что ископаемое топливо скоро будет заменено альтернативными источниками энергии для мобильных приложений во всем мире.Большинство автопроизводителей уже поднялись на борт многообещающего электромобиля и работают над переходом от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) к автомобилям с литий-ионными батареями. Однако не все игроки хотят идти по этому пути, и некоторые известные имена оценивают другие формы источников энергии для будущих транспортных средств, в том числе использование водорода в качестве топлива в автомобиле с ДВС.

Разве водородные автомобили не существуют уже много лет?

Да, за последние несколько десятилетий мир видел множество электромобилей на водородных топливных элементах (FCEV) — как в концептуальных, так и в серийных формах.Однако, несмотря на несколько попыток, ни одному автопроизводителю не удалось вывести FCEV в центр внимания, и поэтому они продолжают оставаться редкостью. В настоящее время производятся только кроссоверы Hyundai Nexo и Toyota Mirai, а Honda недавно прекратила выпуск Clarity FCEV. И Hyundai, и Toyota используют водород для питания топливного элемента, который превращает энергию в электричество посредством химической реакции и приводит в действие электродвигатель, приводящий в движение автомобиль.

Toyota Mirai — один из двух автомобилей на водородных топливных элементах, продаваемых в настоящее время.Изображение: Тойота

Но это сложный процесс, и приложение стоит дорого. Теперь Toyota предлагает более прямое (и почти столь же чистое) решение в виде двигателя внутреннего сгорания, работающего на водороде.

Чем отличается двигатель внутреннего сгорания на водороде? Приносит ли это пользу?

При использовании FCEV нужно учитывать многое: на транспортном средстве установлены водородные баки, топливный элемент, а также электродвигатель или двигатели (в зависимости от конфигурации транспортного средства), все они объединены в единое целое.Он также использует платину, редкий и довольно дорогой ингредиент, для реакции восстановления кислорода в топливном элементе.

Водородный двигатель внутреннего сгорания можно получить, просто внеся ряд модификаций в существующие бензиновые и дизельные двигатели. Изображение: Тойота

Водородный ДВС, как следует из названия, упрощает аппаратное обеспечение, поскольку по сути является старым добрым двигателем внутреннего сгорания, переделанным для работы на х3. Существующие двигатели можно адаптировать, изменив определенные компоненты, такие как система подачи топлива и свечи зажигания, для использования водорода вместо бензина или дизельного топлива, что означает, что у автопроизводителей есть проверенная временем база, которую можно развивать и улучшать для дальнейшего соответствия водородным приложениям. , не делая значительных инвестиций в электрические силовые агрегаты.

Основной целью использования водорода будет превращение автомобиля в транспортное средство со сверхнизким уровнем выбросов. При сгорании водорода транспортное средство будет в основном выделять только водяной пар. Причина, по которой это не приложение с нулевым уровнем выбросов, заключается в том, что незначительное количество углекислого газа (CO2) также выбрасывается из-за сжигания моторного масла, а процесс сгорания в ДВС h3 приводит к выбросу оксидов азота ( NOx). Хотя эти выбросы значительно ниже, чем у бензиновых/дизельных автомобилей, FCEV лучше ДВС h3 в этом отношении, поскольку они действительно являются автомобилями с нулевым уровнем выбросов.

Что сделала Toyota для продвижения разработки водородного двигателя внутреннего сгорания?

Ранее в этом году Toyota переоборудовала 1,6-литровый трехцилиндровый бензиновый двигатель с турбонаддувом от хэтчбека Toyota GR Yaris для работы на сжатом водороде и оснастила его гоночным хэтчбеком Corolla.

По словам Toyota,

Motorsport будет лучшим местом, чтобы дать водородному двигателю внутреннего сгорания шанс на жизнь, поскольку опыт трассы ускорит процесс разработки и поможет осуществить массовое внедрение трансмиссии гораздо более быстрыми темпами.Японский автогигант сразу же бросил Corolla, работающую на водороде, в самое жесткое испытание, приняв участие в 24-часовой гонке на выносливость Super Tec на трассе Fuji Speedway в мае.

Toyota установила 1,6-литровый трехцилиндровый двигатель GR Yaris с турбонаддувом, модифицированный для работы на водороде, в гоночный автомобиль Corolla и приняла участие в 24-часовой гонке на выносливость на гоночной трассе Fuji Speedway. Изображение: Тойота

Удивительно, но Corolla, за рулем которой были, в частности, бывший гонщик Формулы-1 Камуи Кобаяши и глава Toyota Motor Corporation Акио Тойода, смогла закончить гонку в целости и сохранности.Тем не менее, это было не в темпе — за 24 часа Corolla h3 смогла пройти только 358 кругов по трассе Fuji Speedway, что почти вдвое меньше, чем у других автомобилей с обычным двигателем на трассе. Corolla, которая показала небольшую среднюю скорость 68 км/ч, также сделала больше остановок для дозаправки (всего 35) по сравнению со средним показателем 20 для других участников, и каждая остановка для дозаправки также занимала больше времени (около шести-семи минут), что означает, что приходилось останавливаться для заправки примерно каждые 42 минуты, а из 24 часов около четырех часов приходилось заправляться.

В более многообещающих показах Corolla h3 с тех пор участвовала в пятичасовых гонках на выносливость Super Taikyu в Автополисе и Сузуке. случай ранее), с ускорением, увеличенным на 10 процентов, и увеличенным расходом топлива, чтобы сократить время дозаправки всего до двух минут. Говорят, что производительность значительно улучшилась, и энтузиастам понравится тот факт, что он звучит более или менее как обычный гоночный автомобиль, что является освежающим отличием от сверхбыстрых, но абсолютно бесшумных электромобилей.И все это при значительном выделении водяного пара.

Звучит здорово, но ведь должна же быть загвоздка?

Тут не просто подвох — их много, как есть.

Причина, по которой Corolla h3 должна была сделать столько же остановок для дозаправки, сколько во время 24-часового пробега, заключалась в меньшей эффективности водородного топлива по сравнению с бензином. При хранении в резервуарах высокого давления в газообразном виде водород, который не такой плотный, как бензин, страдает от объемной неэффективности и требует большей емкости для хранения и сжигания, чем обычное жидкое топливо.Задние сиденья Corolla были выброшены, чтобы освободить место для водородных баков, которые были сложены на крыше, полностью закрывая обзор через заднее ветровое стекло. В дорожном транспортном средстве необходимое хранилище для водородных баков, которое обеспечило бы транспортному средству приемлемую дальность хода, съело бы массу внутреннего пространства, что сделало бы транспортное средство в значительной степени непрактичным.

Задняя видимость в гоночном автомобиле Corolla была нулевой из-за того, что заднее сиденье было полностью занято большими резервуарами для хранения водорода, без которых у автомобиля просто не было бы необходимого запаса хода.Изображение: Тойота

По сравнению с ДВС с обычным двигателем, водородные ДВС обеспечивают только 20-25% КПД, выходная мощность варьируется в зависимости от плотности энергии водородно-воздушной смеси, а водородные ДВС также склонны к детонации, что может отрицательно сказаться на долговечности двигателя, а также эффективность топлива. Впрочем, последнюю проблему можно решить с помощью системы рециркуляции отработавших газов.

Ну и чистота самого водородного топлива. В настоящее время процесс создания водорода в основном включает использование ископаемого топлива, которое вносит значительный вклад в выбросы CO2.Это контрпродуктивное решение, а идеальная и самая чистая альтернатива, зеленый водород (производимый за счет использования возобновляемых ресурсов), значительно дороже и стоит от 3,5 до 6 долларов за кг. Существенное падение цен на зеленый водород вряд ли произойдет до конца этого десятилетия. До тех пор, пока этого не произойдет, использование водородного транспортного средства — на любой другой форме водорода — может на самом деле быть хуже для окружающей среды, чем использование транспортного средства на ископаемом топливе.

Количество станций заправки водородом в большинстве стран ничтожно мало по сравнению с количеством станций зарядки электромобилей.Изображение: Мерседес-Бенц

А вот и сама инфраструктура водородного топлива. В то время как зарядные станции для аккумуляторных электромобилей создаются почти каждый день по всему миру, в крупных странах всего несколько водородных заправочных станций, а это означает, что движение на водородном транспортном средстве сильно ограничено. Стоимость установки водородной станции, которая, как говорят, колеблется от 2 до 3,2 миллиона долларов в зависимости от типа станции, непомерно высока на большинстве рынков, и, поскольку в продаже почти нет водородных транспортных средств, инвестиции в один из них не окупаются. много делового смысла на данный момент.

Еще больше усложняет ситуацию то, что хотя заправка автомобиля водородом занимает всего несколько минут, на станции все равно придется ждать — до 20 минут, так как в резервуаре для хранения должно быть достаточное давление, чтобы иметь возможность подавать водород в бак автомобиля, который в противном случае не может быть заполнен полностью. В случае массового внедрения очереди на станциях будут извилистыми, и не у каждого водителя будет свободное время.

Даже недавно представленный Hyundai прототип водородного FCEV Vision FK может разогнаться до 100 км/ч менее чем за четыре секунды, что заметно медленнее, чем у большинства современных высокопроизводительных электромобилей, и сама компания признает, что упаковка этого прототипа «чрезвычайно сложная». .Изображение: Hyundai

Безопасность также остается проблемой для водородных хранилищ. Мощные взрывы на объектах заправки и хранения водорода в Норвегии и Южной Корее в прошлом подняли вопросы о том, насколько безопасным будет водород, который легко воспламеняется, для массового потребления, а также привели к тому, что местные группы выступили против создания новых заправочных станций. станции и производственные объекты в их окрестностях.

Наконец, автомобили на водороде уступили электромобилям почти по всем направлениям.Беспокойство по поводу дальности пробега быстро уходит в прошлое благодаря электромобилям с более крупными и эффективными аккумуляторными блоками, а электромобили всегда будут опережать водородные автомобили, когда речь идет о производительности. Время зарядки продолжает сокращаться с каждым годом, а быстрое и постоянное развитие аккумуляторных технологий почти наверняка приведет к тому, что батареям потребуется столько времени для полной зарядки, сколько необходимо для заполнения топливного бака автомобиля с ДВС.

Достигает ли Индия прогресса в области производства зеленого водорода?

Стремление к зеленому водороду набирает обороты в Индии.Государственная компания GAIL India Ltd недавно объявила, что в течение следующих 12-14 месяцев построит завод по производству экологически чистого водорода мощностью 10 МВт — крупнейший такой завод в стране. Глава Reliance Industries Мукеш Амбани заявил, что компания в рамках своего бизнеса в области экологически чистой энергии стремится снизить стоимость зеленого водорода до 1 доллара за кг к концу этого десятилетия.

Правительство Индии уже определило стандарты безопасности для производства зеленого водорода, а министр профсоюзов Нитин Гадкари неоднократно выступал за использование водорода в качестве автомобильного и промышленного топлива, принятие которого помогло бы сократить импорт топлива в страну. счет по существу.

Найдут ли где-нибудь применение водородные двигатели или даже станут ли они реальной концепцией?

Существует вариант использования двигателей внутреннего сгорания на водороде, особенно в коммерческих автомобилях. Транспортные средства, время безотказной работы которых значительно выше, чем у автомобилей личного пользования, например большегрузные грузовики, автобусы и тяжелая техника, идеально подходят для водородных двигателей внутреннего сгорания, поскольку они должны работать в течение определенного количества часов (и не могут позволить себе остановку на длительный срок). длительности зарядки своих батарей), имеют фиксированные точки в пути и будут бороться с дополнительным весом чрезвычайно больших батарейных блоков.В контролируемой среде и с небольшим количеством водородных заправочных станций такие автомобили могут легко перейти на h3, и ряд производителей, в том числе специалист по тяжелой технике JCB, находятся на пути к внедрению водородного двигателя внутреннего сгорания для своих коммерческих автомобилей.

Водород лучше подходит для коммерческого транспорта и тяжелой техники. Изображение: Мерседес-Бенц

Потенциально можно также использовать водород в автоспорте. Гонки проводятся в контролируемой среде, где водородное топливо может быть доступно по мере необходимости, затраты не будут такими большими, а зрители будут рады снова услышать звук двигателей внутреннего сгорания, в отличие от чисто электрических гонок Формулы E. , считающийся скучным из-за отсутствия звука гоночных автомобилей.

Toyota и Hyundai — два основных автопроизводителя, которые продолжают продвигать свою идею общества, работающего на водороде, но потребуются некоторые фундаментальные, революционные технологические прорывы, чтобы двигатель внутреннего сгорания на водороде добился успеха, и даже если это произойдет в ближайшие годы, BEV, вероятно, уже вывели игру за пределы досягаемости h3.

Firstpost входит в группу Network18. Network18 контролируется Independent Media Trust, единственным бенефициаром которого является Reliance Industries.

Какие 3 вещи необходимы для работы двигателя внутреннего сгорания? – Цвета-NewYork.com

Какие 3 вещи необходимы для работы двигателя внутреннего сгорания?

Помимо такта сгорания, который толкает поршень вниз от верхней части цилиндра, есть еще три такта: впуск, сжатие и выпуск. Двигателям нужен воздух (а именно кислород) для сжигания топлива.

Какие 3 основных компонента составляют двигатель внутреннего сгорания?

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

  • Головка блока цилиндров – это канал, по которому топливо поступает в камеру двигателя и выходит выхлопные газы.
  • В блоке цилиндров происходит все сгорание.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель состоит из неподвижного цилиндра и подвижного поршня. Расширяющиеся газы сгорания толкают поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал. После того, как поршень сжимает топливно-воздушную смесь, искра воспламеняет ее, вызывая сгорание.Расширение продуктов сгорания толкает поршень во время рабочего такта.

Какие 4 вещи необходимы двигателю для работы?

4 вещи, которые нужны двигателю для работы

  • Искра.
  • Топливо – давление топлива и импульс топливной форсунки.
  • Сжатие.
  • Время – Все вышеперечисленное в нужное время.

Что нужно для запуска двигателя?

Чтобы двигатель завелся, его нужно провернуть на какой-то скорости, чтобы он всасывал в цилиндры топливо и воздух и сжимал их.Мощный электрический стартер делает поворот. На его валу установлена ​​маленькая шестерня (зубчатое колесо), которая входит в зацепление с большим зубчатым венцом по ободу маховика двигателя.

В какую сторону вращается двигатель?

Большинство автомобильных двигателей вращаются по часовой стрелке, если смотреть на переднюю часть двигателя. Передняя часть двигателя — это конец, который обычно можно увидеть, если он не весь закрыт кожухами и кожухами, где находятся все ремни и шкивы.

Что происходит, когда вы заводите машину, которая уже заведена?

То, что происходит, когда вы пытаетесь провернуть двигатель, который уже является одним из них, представляет собой введение этой маленькой шестерни стартера во вращающийся маховик.Стартер выключен, шестерня не крутится. По сути, это похоже на засовывание куска металла в ходовую часть — вот что вызывает скрежещущий звук.

Что происходит при включении зажигания автомобиля?

Назначение системы зажигания — генерировать очень высокое напряжение от 12-вольтовой аккумуляторной батареи автомобиля и подавать его на каждую свечу зажигания, по очереди воспламеняя топливно-воздушную смесь в камерах сгорания двигателя. Когда переключатель включен, ток проходит через катушку зажигания.

Что произойдет, если вы слишком сильно заведете машину?

Таким образом, когда автомобиль оставлен на «запуск» или «зажигание» на некоторое время, «стартер» продолжает заряжаться/мощность для свободного вращения, и если удерживать его слишком долго, двигатель может перегреться. Повреждение может быть на вашем маховике, соленоиде, шестерне или любом другом компоненте вокруг отсека стартера.

Что произойдет, если выключить машину, когда она находится в режиме Драйва?

РЭЙ: Ну, акт выключения двигателя, когда машина все еще движется, ничему не повредит, кроме шансов, что вы пойдете с ним к алтарю.Трансмиссии и двигателю все равно. К счастью, ключи не выйдут из замка зажигания, если машина не стоит на парковке.

Можно ли выключить движущуюся машину?

С автоматической коробкой передач, на скорости 70 миль в час и при движении автомобиля вы поворачиваете ключ. Рулевое колесо не будет заблокировано, и у вас будет ручное управление, а также два хороших нажатия на педаль тормоза. Чтобы перезапустить двигатель на скорости, вам нужно будет перевести коробку передач в нейтральное положение.

Что произойдет, если вы забудете поставить машину на стоянку?

Это не причинит никакого вреда.На самом деле, большинство современных автомобилей не позволят вам вынуть ключ из замка зажигания, не стоя на стоянке! Блокировка зажигания не позволила бы вам завести машину, если бы она все еще была включена.

Как поставить машину на стоянку?

Лучший способ припарковать свой автомобиль с автоматической коробкой передач — это сначала перевести автомобиль в нейтральное положение, а затем включить стояночный тормоз. Затем медленно отпускайте педаль тормоза, пока ваша нога полностью не уйдет с педали. Тогда вы на 100% знаете, что стояночный тормоз держит машину на месте.Это как небольшой тест, чтобы убедиться.

Что будет, если завести машину во время заправки?

Ничего не произойдет, если вы заправитесь бензином при работающем двигателе автомобиля. Это всего лишь мера предосторожности или предупреждение для неосторожных людей, которые могут уронить пистолет-распылитель и разлить бензин, чтобы вызвать пожар на заправочной станции. Каталитический нейтрализатор очень горячий, это может привести к возгоранию при работающем двигателе.

Нужно ли глушить машину при заправке бензином?

Не оставляйте двигатель работающим Убедитесь, что вы поставили автомобиль на стоянку и выключили двигатель перед заправкой бензином.Вы также должны отключить любые вспомогательные 12-вольтовые источники питания, такие как зарядные устройства для телефонов и зажигалки, потому что, хотя и редко, они могут стать потенциальным источником возгорания топлива.

Почему нужно глушить машину при заправке?

Почему нельзя оставлять машину включенной во время заправки? Заправка работающего автомобиля увеличивает вероятность контакта паров газа с теплом или электричеством. В этом случае лучше всего стоять рядом с выключенным транспортным средством, так как работающий двигатель увеличивает вероятность возгорания.

Можно ли качать бензин во время движения автомобиля?

Можно ли качать бензин при работающем двигателе? да. Хотя существует минимальная вероятность возникновения пожара, оставление работающего двигателя увеличивает вероятность воспламенения паров газа при контакте со статическим электричеством.

Плохо ли ездить на малом топливе?

Опасно ездить с очень низким уровнем топлива. Даже просто езда на низком уровне топлива может повредить топливный насос, так как мусор или загрязняющие вещества из газа, которые оседают на дне бака, будут отправлены через топливный насос, когда бак пуст.

Взорвется ли машина при заправке бензином?

Взрыв случается редко, но возгорание бензина на заправочных колонках обычно не происходит из-за того, что кто-то курит во время закачки бензина или из-за неправильного использования форсунки. Всегда вставляйте форсунку в заливное отверстие, обеспечивая контакт металла с металлом, прежде чем включать форсунку и пускать газ.

Можно ли качать бензин во время разговора по телефону?

Многие думают, что использование телефона во время заправки бензина может привести к пожару.По данным Института нефтяного оборудования, это просто неправда. Никто никогда не документировал ни одного случая, когда сотовый телефон испускал статический электрический заряд и вызывал пожар.

Почему нельзя пользоваться мобильным телефоном на заправке?

Вот в чем дело: аккумуляторы сотовых телефонов могут взорваться, что может представлять реальную опасность, если это произойдет во время заправки. Если вы качаете бензин, отходите от заправки и говорите: «Садитесь обратно в машину», вы можете накопить статическое электричество, и когда вы снова коснетесь форсунки, вы можете воспламенить пары.

Чего нельзя делать при заправке бензином?

Не курите, не зажигайте спички или зажигалки во время заправки на заправочной станции или при использовании бензина где-либо еще. Используйте только защелку для заправки, предусмотренную на заправочной форсунке. Никогда не открывайте защелку заправочной горловины на форсунке. Не садитесь в автомобиль во время заправки.

Почему нельзя пользоваться телефоном на заправке?

«Мобильные телефоны не предназначены и не сертифицированы для использования во взрывоопасных средах, которые временно существуют вокруг насоса и форсунки во время заправки, а также вокруг заливных и вентиляционных труб во время подачи бензина.

Может ли мобильный телефон вызвать взрыв?

FCC заявила, что исследования в области беспроводной связи показали, что потенциальная угроза воспламенения ячеек очень мала, а испытания не обнаружили опасной связи между беспроводной связью и парами топлива. После проверки с отраслевыми экспертами мы подтвердили ложь, использование сотового телефона не приводит к взрывам бензоколонки.

Может ли мобильный телефон взорвать заправку?

Нет. В то время как заправочные станции размещают предупреждения против использования мобильных телефонов, а городские легенды рассказывают о пожарах, вызванных мобильными телефонами на бензобаках, не было задокументировано ни одного случая, когда мобильный телефон вызвал пожар на заправочной станции [источник: Институт нефтяного оборудования].

Можно ли проверить телефон на красный свет?

калифорнийских водителя, которые используют свои мобильные телефоны во время остановки на красный свет, могут быть оштрафованы полицией, согласно решению суда, опубликованному в понедельник. Использование мобильного телефона за рулем является нарушением закона штата Калифорния.

Незаконно ли отправлять текстовые сообщения на красный свет светофора?

Можно ли писать на красный свет? В Законе об устройствах беспроводной связи, действующем в Калифорнии с 2009 года, четко указано, что писать, читать или отправлять текстовые сообщения, находясь за рулем автомобиля, является незаконным.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.