Двигатель внутреннего сгорания — это устройство, в котором химическая энергия топлива превращается в полезную механическую работу. Циклы работы поршневых двс
Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируются по количеству тактов в рабочем цикле на двухтактные и четырёхтактные.
Рабочий цикл в поршневых двигателях внутреннего сгорания состоит из пяти процессов: впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. В двигателе рабочий цикл может быть осуществлен по следующей широко применяемой схеме:
1. В процессе впуска поршень перемещается от верхней мертвой точки (в.м.т.) к нижней мертвой точке (н.м.т.), а освобождающееся надпоршневое пространство цилиндра заполняется смесью воздуха с топливом. Из-за разности давлений во впускном коллекторе и внутри цилиндра двигателя при открытии впускного клапана смесь поступает (всасывается) в цилиндр в момент времени, называемый углом открытия впускного клапана φа.
Воздушно-топливная смесь и продукты сгорания (всегда остающиеся в объеме пространства сжатия от предыдущего цикла), смешиваясь между собой, образуют рабочую смесь.
Количество воздушно-топливной смеси, поступающее в цилиндр за один рабочий цикл, называется свежим зарядом, а продукты сгорания, остающиеся в цилиндре к моменту поступления в него свежего заряда — остаточными газами.
Чтобы повысить эффективность работы двигателя, стремятся увеличить абсолютную величину свежего заряда и его весовую долю в рабочей смеси.
2. В процессе сжатия оба клапана закрыты и поршень, перемещаясь от н.м.т. к в.м.т. и уменьшая объем надпоршневой полости, сжимает рабочую смесь (в общем случае рабочее тело). Сжатие рабочего тела ускоряет процесс сгорания и этим предопределяет возможную полноту использования тепла, выделяющегося при сжигании топлива в цилиндре.
Двигатели внутреннего сгорания строятся с возможно большей степенью сжатия, которая в случаях принудительного зажигания смеси достигает значения 10—12, а при использовании принципа самовоспламенения топлива выбирается в пределах 14—22.
3. В процессе сгорания происходит окисление топлива кислородом воздуха, входящего в состав рабочей смеси, вследствие чего давление в надпоршневой полости резко возрастает.
В рассматриваемой схеме рабочая смесь в нужный момент вблизи в.м.т. поджигается от постороннего источника с помощью электрической искры высокого напряжения (порядка 15 кв). Для подачи искры в цилиндр служит свеча зажигания, которая ввертывается в головку цилиндра.
Для двигателей с воспламенением топлива от тепла, выделяющегося от предварительно сжатого воздуха, запальная свеча не нужна. Такие двигатели снабжаются специальной форсункой, через которую в нужный момент в цилиндр впрыскивается топливо под давлением в 100 ÷ 300 кГ/см² (≈ 10—30 Мн/м²) и более.
4. В процессе расширения раскаленные газы, стремясь расшириться, перемещают поршень от в.м.т. к н.м.т. Совершается рабочий ход поршня, который через шатун передает давление на шатунную шейку коленчатого вала и проворачивает его.
5. В процессе выпуска поршень перемещается от н. м.т. к в.м.т. и через второй открывающийся к этому времени клапан, выталкивает отработавшие газы из цилиндра. Продукты сгорания остаются только в объеме камеры сгорания, откуда их нельзя вытеснить поршнем. Непрерывность работы двигателя обеспечивается последующим повторением рабочих циклов.
Процессы, связанные с подготовкой рабочей смеси к сжиганию ее в цилиндре, а также освобождением цилиндра от продуктов сгорания, в одноцилиндровых двигателях осуществляются движением поршня за счет энергии маховика, которую он накапливает в процессе рабочего хода.
В многоцилиндровых двигателях вспомогательные ходы каждого из цилиндров выполняются за счет работы других (соседних) цилиндров. Поэтому эти двигатели в принципе могут работать без маховика.
Для удобства изучения рабочий цикл различных двигателей расчленяют на процессы или, наоборот, группируют процессы рабочего цикла с учетом положения поршня относительно мертвых точек в цилиндре. Это позволяет все процессы в поршневых двигателях рассматривать в зависимости от перемещения поршня, что более удобно.
Часть рабочего цикла, осуществляемая в интервале перемещения поршня между двумя смежными мертвыми точками, называется тактом.
Такту, а следовательно, и соответствующему ходу поршня присваивается название процесса, который является основным при данном перемещении поршня между двумя его мертвыми точками (положениями).
В двигателе каждому такту (ходу поршня) соответствуют, например, вполне определенные основные для них процессы: впуск, сжатие, расширение, выпуск. Поэтому в таких двигателях различают такты: впуска, сжатия, расширения и выпуска. Каждое из этих четырех названий соответственно присваивается ходам поршня.
В любых поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочий цикл складывается из рассмотренных выше пяти процессов по разобранной выше схеме за четыре хода поршня или всего за два хода поршня. В соответствии с этим поршневые двигатели подразделяют на двух- и четырехтактные.
34. Анализ процессов дросселирования газа и пара. Если в трубопроводе на пути движ-я газа или пара встречается местное сужение проходного сечения, то вследствие сопротивления, возник. при таком сужении, давление р 2 за местом сужения всегда меньше давления р1 перед ним. Это явл-е, при кот. пар или газ переходит с высокого давления на низкое без совершения внешней работы и без подвода или отвода теплоты, наз. адиабатным дросселированием ли мятием (редуцированием, торможением). Физ. представление о падении давления за местным сопротивлением обусловлено рассеянием энергии потока, расходуемого на преодоление этого местного сопротивления. При дросселировании потеря давления р1-р2 тем больше, чем меньше относит. площадь сужения. При отсутсвии теплообмена будем иметь i1-i2=1/2(). В рез-те мятия энтальпия газа до суженного сечения и после него имеет одно и то же знач-е. Различают интегральный температ. эффект дросселирования, когда давление газа изменяется знач-но, и дифференциальный эффект (), когда уменьшение давленя и изменение температуры бесконечно малы. .
Состояние газа, при кот.
36. Закон Ньютона-Рихмана.
q=α*Δt — Тепловой поток (выражается в Вт/м²) на границе тел пропорционален их разности температур. α-коэффициент теплопередачи (Вт/(м2*К)) Зависит от шероховатости поверхности
Количество теплоты отдаваемой от рабочего тела к наружной поверхности стенки прямопропорциональна разности температур между рабочим телом и поверхностью стенки. Δt=tрт-tс, Δt=tс-tрт
37. Теоретический цикл теплового двигателя. Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Цикл карно состоит из 2 изотерм и 2 адиабат.
1-2 – обратимое адиабатное расширение при s1=Const. Температура уменьшается от Т1 до Т2. 2-3 – изотермическое сжатие, отвод теплоты q2 к холодному источнику от рабочего тела. 3-4 – обратимое адиабатное сжатие при s2=Const. Температура повышается от Т3 до Т4. 4-1 – изотермическое расширение, подвод теплоты q1 к горячего источника к рабочему телу.
Двигатель (ДВС): устройство, принцип работы, классификация
Называть двигатель сердцем автомобиля – сравнение банальное, но точное. Можно сколько угодно перебирать подвеску, настраивать рулевое управление или совершенствовать тормоза – если мотор не в порядке, всё это превращается в пустую трату времени.
Сегодня на дорогах можно встретить автомобили разных поколений: и со старенькими карбюраторными ДВС, и с мощными дизельными моторами, управляемыми электроникой, и даже новейшие водородные двигатели, которые еще только начинают совершенствоваться. И во всём этом разнообразии довольно сложно сориентироваться, если не знать основ и принципов работы двигателя внутреннего сгорания.
Содержание
- Что такое ДВС и для чего он нужен?
- Устройство двигателя внутреннего сгорания
- Принцип работы двигателя
- Принцип работы четырехтактного двигателя
- Принцип работы двухтактного двигателя
- Классификация двигателей
- По рабочему циклу
- По типу конструкции
- По количеству цилиндров
- По расположению цилиндров
- По типу топлива
- По принципу работы ГРМ
- По принципу подачи воздуха
- Преимущества и недостатки ДВС
- Заключение
Что такое ДВС и для чего он нужен?
Устройство двигателяЧтобы транспорт ехал, что-то должно приводить его в движение. В разные времена это были запряженные животные, затем на смену пришли паровые и электродвигатели (да, прародители современных автомобилей появились даже раньше, чем традиционные ДВС), затем моторы, работающие на горючем топливе.
Современный двигатель внутреннего сгорания – это механизм, преобразующий энергию вспышки топлива (тепла) в механическую работу. Несмотря на достаточно громоздкую конструкцию, на сегодняшний день ДВС остается самым удобным источником энергии.
Электротранспорт, конечно, всё больше входит в обиход, но время его «заправки» сводит на нет все преимущества – канистру с электричеством в багажник не положишь.
Свое применение ДВС нашел во многих сферах: по одинаковому принципу работают автомобили, мотоциклы и скутеры, сельскохозяйственная и строительная техника, водный транспорт, двигатели самолетов, военная техника, газонокосилки… То есть, практически всё, что ездит или летает.
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Несмотря на разнообразие типов и конструкций ДВС, принцип его устройства остается практически неизменным на любой технике. Конечно, отдельные элементы конструкции могут сильно отличаться на разных двигателях, но основные узлы и компоненты очень похожи между собой.
Итак, двигатель внутреннего сгорания состоит из таких конструктивных узлов.
- Блок цилиндров (БЦ) – «оболочка» ЦПГ и всего двигателя в целом, в том числе с рубашкой системы охлаждения.
Блок цилиндров
- Кривошипно-шатунный механизм, он же КШМ – узел, в котором происходит преобразование прямолинейного движения поршня во вращательное. Состоит из коленвала, поршней, шатунов, маховика, а также подшипников скольжения (вкладышей), на которые опирается коленвал и крепления шатунов.
Кривошипно-шатунный механизм: 1 — цилиндр; 2 — маховик; 3 — шатунный подшипник; 4 — коленчатый вал; 5 — колено; 6 — коренной подшипник; 7 — шатун.
- Газораспределительный механизм (ГРМ) – это система подачи в цилиндры топливно-воздушной смеси и отвода выхлопных газов. Состоит из распредвалов, клапанов с коромыслами или штангами, ремня ГРМ, благодаря которому вся система работает синхронно с оборотами коленвала.
Газораспределительный механизм
- Система питания – это узел, в котором происходит подготовка топливно-воздушной смеси, которая затем подается в камеры сгорания. В зависимости от конструкции система подачи топлива может быть карбюраторной (одна форсунка на двигатель), инжекторной (форсунки установлены перед впускным клапаном каждого цилиндра), с непосредственным впрыском (форсунка установлена внутри камеры сгорания). Включает в себя топливный бак с фильтром и насосом, карбюратор (опционально), впускной коллектор, форсунки, ТНВД (в дизельных двигателях), воздухозаборника с воздушным фильтром.
Система питания
- Система смазки двигателя – обеспечивает подачу смазки в каждый из узлов трения, а также на участки, требующие дополнительного охлаждения (например, на нижнюю часть поршней). Состоит из масляного насоса, подключенного к коленвалу, системы трубок и каналов, выходящих на пары трения, масляного фильтра, масляного поддона. В зависимости от конструкции различаются двигатели с «сухим» и «мокрым» картером. У первых емкость для сбора моторного масла расположена отдельно, во вторых – непосредственно под двигателем.
Система смазки двигателя: 1 – масляный насос; 2 – пробка сливного отверстия картера; 3 – маслоприемник; 4 – редукционный клапан; 5 – отверстие для смазывания распределительных шестерен; 6 – датчик сигнальной лампы аварийного давления масла; 7 – датчик указателя давления масла; 8 – кран масляного радиатора; 9 – масляный радиатор; 10 – масляный фильтр.
- Система зажигания – нужна для поджига топливной смеси в камере сгорания. Применяется только на бензиновых двигателях, поскольку дизтопливо воспламеняется само от сжатия. Включает в себя свечи зажигания, высоковольтные провода, катушки зажигания, а также распределитель (трамблер) на двигателях старого типа. В современных моторах система зажигания обходится без трамблера и даже без проводов: используется конструкция «катушка на свече».
Система зажигания двигателя: 1 – генератор; 2 – выключатель зажигания; 3 – распределитель зажигания; 4 – кулачок прерывателя; 5 – свечи зажигания; 6 – катушка зажигания; 7 – аккумуляторная батарея.
- Система охлаждения – заботится о поддержании заданной рабочей температуры двигателя. Жидкостная система охлаждения состоит из теплоносителя (охлаждающей жидкости, антифриза), рубашки охлаждения (сеть камер и каналов внутри блока цилиндров), теплообменника (радиатор охлаждения), водяного насоса и термостата.
Система охлаждения
- Электросистема – это источники энергии, необходимой для старта двигателя и поддержания его работы. К электросистеме относится аккумуляторная батарея, генератор, стартер, проводка и датчики работы двигателя.
- Выхлопная система – отводит продукты сгорания из двигателя, выполняет функцию доочистки выхлопных газов, регулирует звук работы мотора. Состоит из выпускного коллектора, катализатора и сажевого фильтра (опционально), резонатора, глушителя.
Каждая их этих частей постепенно развивается и совершенствуется в зависимости от запросов времени. Стремление к росту мощности сменилось поиском самых надежных и долговечных решений, затем на первое место вышла экономия топлива, а сегодня – забота о природе.
Принцип работы двигателя
Во всех ДВС, какой бы конструкции они ни были, используется один и тот же принцип работы. Это преобразование энергии теплового расширения при сгорании топлива сначала в прямолинейное, а затем во вращательное движение.
Принцип работы четырехтактного двигателя
Такты четырехтактного двигателяЧетырехтактные двигатели используются во всех автомобилях, крупной технике, авиации. Это так называемый классический вид ДВС, которому конструкторы уделяют всё свое внимание. Условно работу каждого цилиндра в ЦПГ можно разделить на 4 этапа (такта). Это впуск, сжатие, сгорание, выпуск. На видео, ниже, наглядно показано работу 4-тактного двигателя в 3Д анимации.
- На такте впуска поршень в цилиндре движется вниз, от клапанов к нижней мертвой точке (НМТ). Когда он начинает опускаться, открывается впускной клапан и в цилиндр поступает топливно-воздушная смесь (или только воздух, если двигатель с непосредственным впрыском). При движении поршень сам «накачивает» нужный объем воздуха в камеру сгорания, если двигатель атмосферный, или воздух поступает под напором, если установлен турбонаддув.
- Дойдя до нижней мертвой точки поршень начинает подниматься. При этом впускной клапан закрывается, и при движении поршень сжимает воздух с распыленным в нём топливом до критического давления.
- Как только поршень условно доходит до верхней мертвой точки и компрессия становится максимальной, срабатывает свеча зажигания и топливо вспыхивает (дизтопливо зажигается при сжатии само, без искры). Микровзрыв от вспышки толкает поршень снова вниз, к НМТ.
- И на четвертом такте открывается выпускной клапан. Поршень снова движется вверх, выдавливая из камеры сгорания выхлопные газы в выпускной коллектор.
По сути, полезной работы в двигателе только один такт из четырех, когда при сгорании топлива создается избыточное давление, толкающее поршень. Остальные три такта нужны как вспомогательные, которые не дают импульса к движению, но на них расходуется энергия.
При таких условиях двигатель мог бы остановиться, когда кривошипно-шатунный механизм (КШМ) приходит к энергетическому равновесию. Но чтобы этого не произошло, используется большой маховик, соединенный с системой сцепления, и противовесы на коленвале, уравновешивающие нагрузки от работы поршней.
Принцип работы двухтактного двигателя
Такты двухтактного двигателяДвухтактные двигатели используются не слишком широко. В основном это моторы скутеров и мопедов, легких моторных лодок, газонокосилок. Весь рабочий процесс такого двигателя можно разделить на два основных этапа:
- В начале движения поршня снизу вверх (от нижней мертвой точки к верхней) в камеру сгорания поступает топливно-воздушная смесь. Поднимаясь, поршень сжимает ее до критической компрессии, и когда он находится в верхней мертвой точке, происходит поджиг.
- Сгорая, топливо толкает поршень вниз, при этом одновременно открывается доступ к выпускному коллектору и продукты сгорания выходят из цилиндра. Как только поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), повторяется первый такт – впуск и сжатие одновременно.
Казалось бы, двухтактный двигатель должен быть вдвое эффективней четырехтактного, ведь здесь на полезное действие приходится половина работы. Но в реальности мощность двухтактного двигателя намного ниже, чем хотелось бы, и причина этого кроется в несовершенном механизме газораспределения.
При сгорании топлива часть энергии уходит в выпускной коллектор, не выполняя никакой работы кроме нагрева. В итоге, двухтактные двигатели применяются только в маломощном транспорте и требуют особых моторных масел.
Классификация двигателей
Поскольку ДВС растут и совершенствуются уже более 100 лет, набралось довольно много их разновидностей. Классифицируют двигатели по разным признакам и свойствам.
По рабочему циклу
Это уже известное нам деление двигателей на двухтактные и четырехтактные.
- Двухтактные – один полный рабочий цикл состоит из двух этапов, при этом коленвал совершает один оборот;
- Четырехтактные – за один полный рабочий цикл проходит четыре этапа, а коленвал делает два оборота.
По типу конструкции
Есть два основных типа ДВС: поршневой и роторный.
- Поршневой – это тот самый привычный нам двигатель с поршнями, цилиндрами и коленвалом, который стоит практически в любом транспорте;
- Роторно-поршневой, он же двигатель Ванкеля – особый вид ДВС, в котором вместо поршня используется трехгранный ротор, а камера сгорания имеет овальную форму. Двигатель Ванкеля использовался в некоторых моделях автомобилей, но сложность производства и обслуживания заставила инженеров отказаться от применения этой конструкции.
По количеству цилиндров
В ЦПГ двигателя может устанавливаться от 1 до 16 цилиндров, для легковых автомобилей это обычно 3-8. Как правило, конструкторы предпочитают четное количество цилиндров, чтобы уравновесить циклы их работы. Самое известное исключение из правил – двигатель Ecoboost, разработанный концерном Ford, во многих моделях которого ставится как раз три цилиндра.
По расположению цилиндров
Компоновка ЦПГ не всегда рядная (хоть рядный двигатель – самый простой в ремонте и обслуживании). В зависимости от фантазии инженеров, двигатели делятся на несколько типов компоновки:
- Рядные – все цилиндры выстроены в один ряд и на один коленвал.
Работа рядного двигателя
- V-образные – два ряда цилиндров, установленные под углом от 45 до 90 градусов на один коленвал.
Работа V-образного двигателя
- VR-образные – два ряда цилиндров с маленьким углом развала, 10-20 градусов, установленные на один коленвал.
Работа VR-образного двигателя
- W-образные – представляют собой блок из 3 или 4 рядов цилиндров, установленных на один коленвал.
Работа W-образного двигателя
- U-образные – два параллельных ряда цилиндров, установленные на два коленвала, объединенных в один силовой блок.
Работа U-образного двигателя
- Оппозитные – с двумя рядами цилиндров, установленными горизонтально под 180 градусов друг к другу на один коленвал.
Работа оппозитного двигателя
- Встречные – особая конструкция двигателя, в котором на каждый цилиндр приходится два поршня, движущихся во встречных направлениях. По сути, это одна цилиндро-поршневая группа, установленная на два коленвала.
Работа встречного двигателя
- Радиальные – с круговым размещением ЦПГ, установленной на коленвал, расположенный в центре.
В легковых автомобилях используются рядные, V-, VR-, W- и U-образные двигатели, а в некоторых моделях и оппозитные. А вот радиальные применяются в авиационной технике.
По типу топлива
Классика жанра здесь – бензиновые и дизельные двигатели. Набирают популярность газовые, постепенно совершенствуются гибридные и водородные.
- Бензиновые двигатели требуют поджига топливно-воздушной смеси. Для этого используются свечи и катушки зажигания, работающие синхронно с движением коленвала. Особенность бензиновых двигателей – способность развивать большую скорость;
- Дизельные двигатели работают по принципу самовоспламенения топливно-воздушной смеси. В них нет свечей зажигания, зато есть система прямого впрыска, требующая подачи топлива под большим давлением. Для запуска двигателя используются свечи накаливания, которые предварительно подогревают воздух и отключаются после прогрева камеры сгорания. Дизельные двигатели способны развивать большую мощность, но не скорость, поэтому используются в тяжелой технике;
- Газовые установки популярны за счет низкой стоимости сжиженного газа (по сравнению с бензином). Газовые двигатели работают при более высоких температурах, чем бензиновые или дизельные, что, в свою очередь, требует качественной работы системы охлаждения и особого моторного масла;
- Гибридные – это комбинация ДВС и электромотора. В стандартном режиме вождения задействован только электрический мотор, а ДВС задействуется при необходимости повысить нагрузку или подзарядить аккумуляторы;
- Водородные двигатели до недавнего времени были довольно опасны: кислород и водород, выработанные из воды путем электролиза, сгорали нестабильно и с риском детонации. Сравнительно недавно был найден другой способ использования водородно-кислородного соединения: водород заправляется в баки (причем заправка длится около 3 минут), кислород захватывается из воздуха, после чего они поступают на электрогенератор, а не в ДВС. По сути, получается процесс, обратный процессу электролиза, в результате которого образуется электроэнергия и вода. Первым автомобилем с водородной силовой установкой стала Toyota Mirai.
По принципу работы ГРМ
Ключевой элемент газораспределительного механизма – распредвал, объединенный с коленвалом двигателя с помощью ремня или цепи ГРМ. Распредвал за счет своей конструкции регулирует работу клапанов, и вся система работает синхронно с частотой оборотов двигателя. Обрыв ремня ГРМ – почти всегда путь на капремонт.
В зависимости от компоновки ЦПГ в двигателе может стоять 1 распредвал, если двигатель рядный, или 2-4 распредвала, если это V-образная компоновка.
Однако стандартная система ГРМ перестала отвечать современным требованиям к мощности и экономичности двигателей. И теперь, кроме стандартной механической системы, есть адаптивные системы, такие как Honda i-VTEC, VTEC-E и DOHC, Toyota VVT-i, Mitsubishi MIVEC, разработки компаний Volkswagen и Eco-Motors, а также пневматическая система ГРМ, установленная на Koenigsegg Regera и в перспективе добавляющая 30% мощности двигателю.
По принципу подачи воздуха
Еще одна классификация, которая часто встречается в обиходе: деление двигателей на атмосферные и турбированные.
- Атмосферный двигатель – это тот самый ДВС, который затягивает порцию воздуха при движении поршня в цилиндре вниз. Подача кислорода идет стандартным способом;
- Турбина (турбокомпрессор) – это дополнительная подкачка воздуха в камеру сгорания. Турбокомпрессор работает за счет потока выхлопных газов, вращающих турбину, которая, в свою очередь, нагнетает крыльчаткой воздух во впускной коллектор.
Турбированные двигатели имеют свои преимущества и недостатки: с одной стороны, чем больше воздуха, тем больше мощности может развить двигатель. С другой – эффект турбоямы способен серьезно попортить нервы любителю спортивной езды. Да и лишний узел – лишнее слабое место, так что турбированные двигатели (или битурбо, как называют мотор с двумя турбинами) нравятся далеко не всем. Иногда хорошо собранный атмосферник может «заткнуть за пояс» любой наддув.
- Если говорить о преимуществах двигателей внутреннего сгорания, то на первое место выйдет удобство для пользователя. За столетие бензиновой эпохи мы обросли сетью АЗС и даже не сомневаемся, что всегда будет возможность заправить машину и ехать дальше. Есть риск не встретить заправочную станцию – не беда, можно взять с собой бензин в канистрах. Именно инфраструктура делает использование ДВС таким комфортным.
- С другой стороны, заправка двигателя топливом занимает пару минут, проста и доступна. Залил бак – и едь себе дальше. Это не идет ни в какое сравнение с подзарядкой электромобиля.
- Способность служить долго при грамотном обслуживании – то, чем могут похвастаться знаменитые двигатели-миллионники. Регулярное своевременное ТО способно сохранить работоспособность мотора на очень долгий срок.
- И, конечно, не будем забывать про милый сердцу рев мощного мотора. Настоящий, честный, совершенно не похожий на озвучку современных электрокаров. Не зря же некоторые автоконцерны специально настраивали звук двигателей своих машин.
Какой же основной недостаток у ДВС?
- Конечно, это низкий КПД — в пределах 20-25%. Самый высокий на сегодняшний день показатель КПД среди ДВС – 38%, который выдал двигатель Toyota VVT-iE. По сравнению с этим электромоторы смотрятся гораздо выигрышней, особенно с системами рекуперативного торможения.
- Второй значительный минус – это общая сложность всей системы. Современные двигатели давно перестали быть такими «простачками», как описывается в схеме классического ДВС. Наоборот, требования к моторам становятся всё выше, сами моторы – более точными и сложными, появляются новые технологии и инженерные решения. Всё это дополнительно усложняет конструкцию двигателя, и чем она сложней, тем больше в ней слабых мест.
Так что, если раньше сосед дядя Вася перебирал двигатель своей «копейки» самостоятельно, но на новеньких современных машинах вряд ли кто-то полезет в тонкую систему ДВС без специального оборудования и инструментов.
И, наконец, нефтяная эра сама по себе отходит в прошлое. Не зря же растут требования к экологической безопасности транспорта, а заодно и эффективность солнечных батарей. Да, бензиновые и дизельные моторы еще не скоро исчезнут с улиц, но уже Европа борется за внедрение электромобилей, благодаря которым человечество когда-нибудь забудет слово «бензиновый смог».
Заключение
Несмотря на любые недостатки, ДВС остается «главным по транспорту». Химики придумывают новые моторные масла, инженеры разрабатывают новые системы ГРМ, а производители бензина не спешат снижать цены. Всё потому, что с удобством и автономностью привычных нам двигателей пока не может сравниться ни один вид транспорта.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС): устройство, принцип работы и классификация
Вокруг активно говорят про электокары, но двигатель внутреннего сгорания (ДВС) никуда не исчезает. Почему? О принципе работы и конструкции двигателей внутреннего сгорания, плюсах и минусах ДВС – в нашем материале.
Что такое ДВС?
ДВС (двигатель внутреннего сгорания) – один из самых популярных видов моторов. Это тепловой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри него самого – во внутренней камере. Дополнительные внешние носители не требуются.
ДВС работает благодаря физическому эффекту теплового расширения газов. Горючая смесь в момент воспламенения смеси увеличивается в объёме, и освобождается энергия.
Вне зависимости от того, о каком из ДВС идёт речь – о ДВС с искровым зажиганием – двигателе Отто (это, прежде всего, инжекторный и карбюраторный бензиновые двигатели) или о ДВС с воспламенением от сжатия (дизельный мотор, дизель) сила давления газов воздействует на поршень ДВС. Без поршня сложно представить большинство современных ДВС. В том числе, он есть даже у комбинированного ДВС. Только в последнем, кроме поршня, мотору работать помогает ещё и лопаточное оборудование (компрессоры, турбины).
Бензиновые, дизельные поршневые ДВС – это двигатели, с которыми мы активно встречаемся на любом транспорте, в том числе легковом, а ДВС, работающие не только за счёт поршня, но и за счёт компрессора, турбины – это решения, без которых сложно представить современные суда, тепловозы, автотракторную технику, самосвалы высокой грузоподъёмности, т. е. транспорт, где нужны двигатели средней (> 5 кВт) или высокой мощности (> 100 кВт).
Без двигателя внутреннего сгорания невозможно представить движение практически любого транспорта (кроме электрического) – автомобилей, мотоциклов, самолётов.
- Несмотря на то, что технологии, в том числе, в транспортной сфере, развиваются семимильными шагами, ДВС на авто человечество будет устанавливать еще долго. Даже концерн Volkswagen, который, как известно, готовит масштабную программу электрификации модельного ряда своих двигателей, пока не спешит отказываться от ДВС. Открытой является информация, что автомобили с ДВС будут выпускаться не только в ближайшие 5, но и 30 лет. Да, время разработок новых ДВС у концерна уже подходит к финальной стадии, но производство никто сворачивать не будет. Нынешние актуальные разработки будут использоваться и впредь. Некоторые же концерны по производству авто и вовсе не спешат переходить на электромоторы. Это можно обосновать и экономически, и технически. Именно ДВС из всех моторов одни из наиболее надежных и при этом дешёвых, а постоянное совершенствование моделей ДВС позволяет говорить об уверенном прогрессе инженеров, улучшении эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания и минимизации их негативного влияния на атмосферу.
- Современные дизельные двигатели внутреннего сгорания позволяют снизить расход топлива на 25-30 %. Лучше всего такое уменьшение расхода топлива смогли достигнуть производители дизельных ДВС. Но и производители бензиновых двигателей внутреннего сгорания активно удивляют. Ещё в 2012-м году назад американский концерн Transonic Combustion (разработчик так называемых сверхкритических систем впрыска топлива) впечатлил решением TSCiTM. Благодаря новому подходу к конструкции топливного насоса и инжекторам, бензиновый двигатель стал существенно экономичней.
- Большие ставки на ДВС делает и концерн Mazda. Он акцентирует внимание на изменении конструкции выпускной системы. Благодаря ей улучшена продувка газов, повышена степень их сжатия, а, вместе с тем, снижены и обороты (причём сразу на 15%). А это и экономия расхода топлива, и уменьшение вредных выбросов – несмотря на то, что речь идёт о бензиновом двигателе, а не о дизеле.
Устройство двигателя внутреннего сгорания
При разнообразии конструктивных решений устройство у всех ДВС схоже. Двигатель внутреннего сгорания образован следующими компонентами:
- Блок цилиндров. Блоки цилиндров – цельнолитые детали. Более того, единое целое они составляют с картером (полой частью). Именно на картер ставят коленчатый вал). Производители запчастей постоянно работают над формой блока цилиндров, его объемом. Конструкция блока цилиндров ДВС должна чётко учитывать все нюансы от механических потерь до теплового баланса.
- Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) – узел, состоящий из шатуна, цилиндра, маховика, колена, коленвала, шатунного и коренного подшипников. Именно в этом узле прямолинейное движение поршня преобразуется непосредственно во вращательное. Для большинства традиционных ДВС КШМ – незаменимый механизм. Хотя ряд инженеров пытаются найти замену и ему. В качестве альтернативы КШМ может рассматриваться, например, система кинематической схемы отбора мощности (уникальная российская технология, разработка научных сотрудников из «Сколково», направленная на погашение инерции, снижение частоты вращения, увеличение крутящего момента и КПД).
- Газораспределительный механизм (ГРМ). Присутствует у четырехтактных двигателей (что это такое, ещё будет пояснено в блоке, посвященном принципу работы ДВС). Именно от ГРМ зависит, насколько синхронно с оборотами коленчатого вала работает вся система, как организован впрыск топливной смеси непосредственно в камеру, под контролем ли выход из нее продуктов сгорания.
Основным материалом для производства ГРМ выступает кордшнуровая или кордтканевая резина. Современное производство постоянно стремится улучшить состав сырья для оптимизации эксплуатационных качеств и повышения износостойкости механизма. Самые авторитетные производители ГРМ на рынке – Bosch, Lemforder, Contitech (все – Германия), Gates (Бельгия) и Dayco (США).
Замену ГРМ проводят через каждые 60000 — 90 000 км пробега. Всё зависит от конкретной модели авто (и регламента на неё) и особенностей эксплуатации машины.
Привод газораспределения нуждается в систематическом контроле и обслуживании. Если пренебрегать такими процедурами, ДВС может быстро выйти из строя.
Включает:
— выпускной коллектор (приёмник отработанных газов),
— газоотвод (приёмная труба, в народе- «штаны»),
— резонатор для разделения выхлопных газов и уменьшения их скорости,
— катализатор (очиститель) выхлопных газов,
— глушитель (корректирует направление потока газов, гасит шум).
В LMS ELECTUDE системе и времени впрыска уделяется особое внимание. Любой автомеханик должен понимать, что именно от исправности системы впрыска, времени впрыска зависит способность оперативно изменять скорость движения авто. А это одна из важнейших характеристик любого мотора.
Тонкий нюанс! При изучении устройства нельзя проигнорировать и такой элемент, как датчик положения дроссельной заслонки. Датчик не является частью ДВС, но устанавливается на многих авто непосредственно рядом с ДВС.
Датчик эффективно решает такую задачу, как передача электронному блоку управления данных о положении пропускного клапана в определенный интервал времени. Это позволяет держать под контролем поступающее в систему топливо. Датчик измеряет вращение и, следовательно, степень открытия дроссельной заслонки.
А изучить устройство мотора основательно помогает дистанционный курс для самообучения «Базовое устройство двигателя внутреннего сгорания автомобиля», на платформе ELECTUDE. Принципиально важно, что каждый может пошагово продвинуться от теории, связанной с ДВС и его составными частями, до оттачивания сервисных операций по регулировке. Этому помогает встроенный LMS виртуальный симулятор.
Принцип работы двигателя
Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.
При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.
Самый распространённый вариант такой:
- Поршень в цилиндре движется вниз.
- Открывается впускной клапан.
- В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
- Поршень поднимается.
- Выпускной клапан закрывается.
- Поршень сжимает воздух.
- Поршень доходит до верхней мертвой точки.
- Срабатывает свеча зажигания.
- Открывается выпускной клапан.
- Поршень начинает двигаться вверх.
- Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.
Важно! Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само.
При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE.
Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.
Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.
Фактически у устройств, работающих по такому принципу, работа строится на 4 тактах (поэтому большинство моторов называют четырёхтактными):
- Такт выпуска.
- Такт сжатия воздуха.
- Непосредственно рабочий такт – тот самый момент, когда энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую (для запуска коленвала).
- Такт открытия выпускного клапана – необходим для того, чтобы отработанные газы вышли из цилиндра и освободили место новой порции смеси топлива и воздуха
4 такта образуют рабочий цикл.
При этом три такта – вспомогательные и один – непосредственно дающий импульс движению. Визуально работа четырёхтактной модели представлена на схеме.
Но работа может основываться и на другом принципе – двухтактном. Что происходит в этом случае?
- Поршень двигается снизу-вверх.
- В камеру сгорания поступает топливо.
- Поршень сжимает топливно-воздушную смесь.
- Возникает компрессия. (давление).
- Возникает искра.
- Топливо загорается.
- Поршень продвигается вниз.
- Открывается доступ к выпускному коллектору.
- Из цилиндра выходят продукты сгорания.
То есть первый такт в этом процессе – одновременный впуск и сжатие, второй — опускание поршня под давлением топлива и выход продуктов сгорания из коллектора.
Двухтактный принцип работы – распространённое явление для мототехники, бензопил. Это легко объяснить тем, что при высокой удельной мощности такие устройства можно сделать очень лёгкими и компактными.
Важно! Кроме количества тактов есть отличия в механизме газообмена.
В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска.
У решений, которые поддерживают два такта, заполнение и очистка цилиндра осуществляются синхронно с тактами сжатия и расширения (то есть непосредственно в момент нахождения поршня вблизи нижней мертвой точки).
Классификация двигателей
Двигатели разделяют по нескольким параметрам: рабочему циклу, типу конструкции, типу подачи воздуха.
Классификация двигателей в зависимости от рабочего цикла
В зависимости от цикла, описывающего термодинамический (рабочий процесс), выделяют два типа моторов:
- Ориентированные на цикл Отто. Сжатая смесь у них воспламеняется от постороннего источника энергии. Такой цикл присущ всем бензиновым двигателям.
- Ориентированные на цикл Дизеля. Топливо в данном случае воспламеняется не от искры, а непосредственно от разогретого рабочего тела. Такой цикл лежит в основе работы дизельных двигателей.
Чтобы работать с современными дизельными моторами, важно уметь хорошо разбираться в системе управлениям дизелями EDC (именно от неё зависит стабильное функционирование предпускового подогрева, системы рециркуляции отработанных газов, турбонаддува), особенностях системы впрыска Common Rail (CRD), механических форсунках, лямбда-зонда, обладать навыками взаимодействия с ними.
А для работы с агрегатами, работающими по циклу Отто, не обойтись без комплексного изучения свечей зажигания, системы многоточечного впрыска. Важно отличное знание принципов работы датчиков, каталитических нейтрализаторов.
И изучение дизелей, и бензодвигателей должно быть целенаправленным и последовательным. Рациональный вариант – изучать дизельные ДВС в виде модулей.
Классификация двигателей в зависимости от конструкции
- Поршневой. Классический двигатель с поршнями, цилиндрами и коленвалом. При работе принципа ДВС рассматривалась как раз такая конструкция. Ведь именно поршневые ДВС стоят на большинстве современных автомобилей.
- Роторные (двигатели Ванкеля). Вместо поршня установлен трехгранный ротор (или несколько роторов), а камера сгорания имеет овальную форму. У них достаточно высокая мощность при малых габаритах, отлично гасятся вибрации. Но производителям невыгодно выпускать такие моторы. Производство двигателей Ванкеля дорогостоящее, сложно подстроиться под регламенты выбросов СО2, обеспечить агрегату большой срок службы. Поэтому современные мастера СТО при ремонте и обслуживании с такими автомобилями встречаются крайне редко. Но знать о таких двигателях также очень важно. Может возникнуть ситуация, что на сервис привезут автомобили Mazda RX-8. RX-8 (2003 по 2012 годов выпуска) либо ВАЗ-4132, ВАЗ-411М. И у них стоят именно роторные двигатели внутреннего сгорания.
Классификация двигателей по принципу подачи воздуха
Подача воздуха также разделяет ДВС на два класса:
- Атмосферные. При движении поршня мотор затягивает порцию воздуха. Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.
- Турбокомпрессорные. Организована дополнительная подкачка воздуха в камеру сгорания.
Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.
Атмосферные системы активно встречаются как среди дизельных, так и бензиновых моделей. Турбокомпрессорные ДВС – в большинстве своём, дизельные двигатели. Это связано с тем, что монтаж турбонаддува предполагает достаточно сложную конструкцию самого ДВС. И на такой шаг готовы пойти чаще всего производители авто премиум-класса, спорткаров. У них установка турбокомпрессора себя оправдывает. Да, такие решения более дорогие, но выигрыш есть в весе, компактности, показателе крутящего момента, уровни токсичности. Более того! Выигрыш есть и в расходе топлива. Его требуется существенно меньше.
Очень часто решения с турбокомпрессором выбирают автовладельцы, которые предпочитают агрессивный стиль езды, высокую скорость.
Преимущества ДВС
- Удобство. Достаточно иметь АЗС по дороге или канистру бензина в багажнике – и проблема заправки двигателя легко решаема. Если же на машине установлен электромотор, зарядка доступна пока ещё не во всех местах.
- Высокая скорость заправки двигателя топливом.
- Длительный ресурс работы. Современные двигатели внутреннего сгорания легко работают в заявленный производителем период (в среднем 100-150 тыс. км. пробега), а некоторые и 300-350 тыс. км пробега. Впрочем, мировой рекордсмен – пробег и вовсе
4 800 000 км. И здесь нет лишних нулей. Такой рекорд установлен на двигателе Volvo» P1800. Единственное, за время работы двигатель два раза проходил капремонт.
Недостатки ДВС
При использовании двигателя внутреннего сгорания нельзя организовать работу оборудования по замкнутому циклу, а, значит, организовать работу в условиях, когда давление существенно превышает атмосферное.
Большинство ДВС работает за счёт использования невозобновляемых ресурсов (бензина, газа). И исключение – машины, работающие на биогазе, этиловом спирте (на практике встречается редко, так как при использовании такого топлива невозможно добиться высоких мощностей и скоростей).
Существует тесная зависимость работы ДВС от качества топлива. Оно должно обладать определённым определенным цетановым и октановым числами (характеристиками воспламеняемости дизельного топлива, определяющими период задержки горения рабочей смеси и детонационной стойкости топлива), плотностью, испаряемостью.
Автомеханики называют ДВС сердцем авто, инженеры модернизируют ГРМ, а производители бензина не беспокояться о том, что все перейдут на электротранспорт.
Сердце автомобиля – ДВС или двигатель внутреннего сгорания, сложный технологический узел, обладающий множеством параметров. Их необходимо знать автолюбителю , чтобы ориентироваться при выборе автомобиля и ориентироваться во время эксплуатации и при ремонте. Наиболее значимыми параметрами являются:
- Объем камер сгорания – определяет показатель расхода топлива и в значительной степени мощности;
- Мощность – измеряется в киловаттах, но чаще используются лошадиные силы;
- Крутящий момент – тяговое усилие;
- Расход топлива – показатель указывается в литрах на 100 км. При этом учитываются дорожные условия: город, шоссе, смешанный режим;
- Расход масла — тут важно учитывать тип, а порой и марку потребляемого масла.
Существует разделение ДВС на такие типы:
- Бензиновые – часто используются в гражданском автомобилестроении, наиболее распространенный тип;
- Дизельные – эти агрегаты отличаются надежностью и экономичностью. При этом несколько уступают бензиновым аналогам в динамике (набор скорости), но выигрывают по показателям проходимости. Широко используются военными, распространены в гражданском автомобилестроении;
- Газовые – используют в качестве топлива сжиженный, природный, сжатый газ, который закачивается в специальные баллоны;
В список можно включить гибридные газодизельные агрегаты и роторно-поршневые. Последний тип широко использовался авиацией до середины XX века, в современных условиях встречается редко.
Количество цилиндров двигателяКоличество цилиндров в ДВС определяют его мощность. В процессе технической и технологической эволюции их количество постепенно увеличилось с 1 до 16. С увеличением количества цилиндров сами агрегаты становились больше. Решением в части экономии пространства стала концепция расположения цилиндров.
Расположение цилиндровСуществует такое понятие, как конфигурация двигателя, она определяется компоновкой цилиндров, их расположением. Можно выделить 2 основных типа – рядный, когда цилиндры расположены в ряд и V-образный. Второй тип наиболее часто используется в современном автопроме. В этом случае цилиндры располагаются под углом и соединяются с коленчатым валом, образуя латинскую букву V. Такая компоновка имеет подвиды:
- W-образное расположение цилиндров;
- Y-образное расположение цилиндров.
Реже применяются компоновки, образующие форму латинских букв U и H.
Объем двигателяРабочий объем ДВС определяет его мощность. Этот параметр измеряется в см3, но чаще в литрах. Он определяется путем суммирования внутреннего объема всех цилиндров силового агрегата. За основу в вычислениях берется поперечное сечение цилиндра и умножается на длину хода по нему поршня. В результате получается рабочий объем.
Параметр также определяет во многих странах мира сумму сборов. Соответственно чем больше объем, тем мощнее двигатель, а значит, его владелец заплатит больший взнос. Перспективным направлением разработок современности являются ДВС с изменяемым объемом. Это технология, когда при определенных условиях цилиндры отключаются.
Основным материалом в производстве двигателей являются металлы и их сплавы:
- Чугун – обеспечивает надежность и прочность, но минусом является внушительный вес;
- Алюминиевые сплавы – дают неплохую прочность, при этом легкие. Недостаток – большая стоимость;
- Магниевые сплавы – наиболее дорогостоящий материал, отличается высокой прочностью.
Многие производители автомобилей комбинируют материалы. Это во многом диктуется принадлежностью модели к тому или иному классу, что ставит ее в определенные ценовые рамки.
Мощность двигателя
Основополагающий параметр ДВС. Он измеряется в лошадиных силах, реже в кВт (киловатты). Мощность определяет скоростной предел и динамику разгона. Это еще один важный момент в условиях высокой конкуренции между производителями. Серьезная борьба идет в сегменте премиумных, спортивных автомобилей, а также в классе роадстеров и мускулкаров. Здесь разгон от 0 до 100 км/ч играет важную роль и может быть меньше 4 секунд.
Крутящий моментКрутящий момент – параметр, определяющий тяговую силу мотора, обозначается Н/м (Ньютоны на метр). Значение непосредственно связано с мощностью и динамикой, хотя и не является для них определяющим. В значительной степени крутящий момент влияет на «эластичность» силового агрегата. Под этим словом подразумевается возможность ускоряться при низких оборотах. Соответственно, чем больше ускорение, тем эластичней мотор.
Расход топливаПоказатель потребления топлива двигателем зависит от его рабочего объема, а соответственно мощности. Основополагающую роль играет тип топливной системы:
- Карбюраторная;
- Инжекторная.
Измеряется показатель в литрах на 100 км. Техническая документация современных автомобилей предоставляет данные о расходе топлива при нескольких режимах движения: езда по городу, трассе, смешанный тип. В некоторых моделях, преимущественно внедорожниках, указывается расход при движении в условиях бездорожья, так как задействуются все 4 колеса и потребление бензина, дизеля значительно возрастает.
Тип топливаДВС могут потреблять разные виды топлива, но в основном используются:
- Бензин – продукт переработки нефти-сырца или вторичной перегонки нефтепродуктов. Основополагающим показателем является октановое число, которое указывается в цифрах. Буквенное сочетание, стоящее перед цифрами «АИ» означает:
А – бензин автомобильный;
И – октановое число определено исследовательским способом. Если этой буквы в маркировки нет, значит, октановое число выведено моторным методом.
Российские стандарты предусматривают такие марки бензина: А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98. Наиболее востребованными в настоящее время являются марки с октановым числом 92,95,98; - Дизель или дизельное топливо – получается путем промышленного перегона нефти. В его состав входят 2 вещества:
1. Цетан – легковоспламеняющийся компонент, чем его содержание больше, тем выше качество топлива;
2. Метилнафталин – не горючий компонент.
Основополагающими характеристиками дизеля являются: прокачиваемость и воспламеняемость. В зависимости от спецификации подразделяется на: летнее, зимнее, арктическое (ориентировано на использование при экстремально низких температурах).
Также ДВС в качестве топлива может использовать газы: метан, пропан, бутан. Для этого на автомобиль устанавливаются специальные системы.
Расход маслаПоказатель расхода масла указывается производителем автомобиля в технической документации к нему. Нормальным считается потребление смазки в соотношении 0,8–3% от потребляемого количества топлива. Также на этот показатель влияет размер двигателя, он увеличивается на больших, мощных агрегатах, особенно дизельных.
Различают расход масла:
- Штатный – испарение смазочного материала с цилиндров, выдавливание через картер газами, смазка компрессора турбины;
- Нештатный – течи уплотнений, потеря масла через сальники коленвала, маслосъемные поршневые кольца, перемычки поршня, когда происходит их разрушение.
К чрезмерному расходу приводит использование масла низкого качества и несоответствующей требованиям технической эксплуатации марки.
Ресурсная прочностьРесурсная прочность – показатель, определяющий частоту проведения ТО. Измеряется пробегом. Оптимальное количество пройденных километров от 5000 до 30 000. Этот показатель дает возможность рассчитать максимальный срок эксплуатации силового агрегата.
Тип топливной системыНа бензиновые и дизельные моторы устанавливаются разные типы топливных систем. Бензиновые агрегаты могут оснащаться карбюраторной или инжекторной системой. Первая основана на механическом принципе, подача топлива регулируется дроссельной заслонкой. Второй тип – инжекторный позволяет осуществлять настройки с помощью электронных средств. Это значительно увеличивает КПД двигателя, сокращает расход топлива.
Дизельные агрегаты оснащаются ТНВД (топливными насосами высокого давления). Это устройство считается устаревшим и ненадежным. Чаще всего оно используется совместно с форсунками, обладающими функциями насоса. Но сами по себе они не могут обеспечить стабильную работу двигателя.
Существует 2 разновидности топливных бензиновых систем: карбюраторная, инжекторная. Они отличаются конструктивным устройством, а также принципами подачи топлива в цилиндры:
- Карбюратор вливает бензин сплошным потоком, что затрудняет его смешивание с воздухом и детонацию. Это приводит к увеличенному расходу топлива, снижению технических характеристик мотора;
- Инжекторная система превращает топливо в мелкодисперсную субстанцию – распыляет его. Это дает ему возможность быстро смешиваться с воздухом внутри цилиндра и приводит к увеличению характеристик двигателя и уменьшению расхода топлива.
Существует одноточечная и многоточечная система впрыска. Первая не используется на современных моторах, вторая, в свою очередь, многоточечная система бывает:
- Распределенной . Она обеспечивает стабильную работу силового агрегата, но не обеспечивает высокую динамику и не увеличивает мощность;
- Прямой . В этом случае обеспечивается оптимальный расход топлива, увеличивается мощность двигателя и его ресурсная прочность. Недостатком системы является нестабильность работы на малых оборотах. Также минусом можно считать высокую требовательность к качеству бензина.
Классическая схема впрыска топлива дизельного ДВС выглядит так:
- ТНВД – топливный насос высокого давления подает горючее в рампу;
- В рампе дизельное топливо нагнетается и с помощью форсунок-насосов подается в камеру сгорания.
На сегодняшний день это наиболее надежная схема впрыска дизельного топлива.
Форсунки впрыскаПо принципу работы форсунки впрыска бывают:
- Механические;
- Пьезотронные.
Последние обеспечивают плавную работу двигателя. Больше ни на какие характеристики мотора форсунки впрыска не влияют.
Количество клапановКлапана, их количество влияет на показатель мощности мотора. Считается, что при большем количестве клапанов, работа двигателя становится плавнее. Устанавливаются они на впуск и выпуск цилиндра от 2 до 5 штук. Недостатком большого количества клапанов является увеличенный расход топлива.
Компрессор Главная функция компрессора – повышение мощности ДВС без увеличения его размеров. Это делается с помощью нагнетания в камеру сгорания большего объема воздуха, что позволяет делать взрыв топливной смеси более мощным. Устанавливается компрессор на впускную систему автомобиля.
Компрессор приводится в движение механическим способом через соединение с коленвалом. Это делается посредством ремня или цепи. Турбокомпрессор нагнетает воздух под действием потока газов, которые крутят турбину, отвечающую за подачу дополнительной порции атмосферной массы.
Компрессоры по принципу подачи воздуха делятся на:
- Центробежные – простая конструкция, где нагнетателем является крыльчатка;
- Роторные – воздух нагнетается кулачковыми валами;
- Двухвинтовые – функции нагнетателей выполняют винты, расположенные параллельно друг другу.
ГРМ или газораспределительный механизм отвечает за потоками газов в цилиндре. Он также выполняет функцию переключателя фаз процесса распределения. Принцип действия основан на блокировании и открывании впускных и выпускных отверстий камер сгораний. Это делается при помощи регулировочных элементов:
- Клапанов;
- Валов с приводами;
- Толкателей;
- Коромысел;
- Шлангов.
По принципу управления процессом распределения газов ГРМ разделяются на:
- Клапанные;
- Золотниковые;
- Поршневые.
Автомобильные поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) обладают множеством показателей – мощность, крутящий момент, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных параметров.
Типы двигателей
Двигатель — устройство, преобразующее энергию сгорания топлива в механическую работу. Практически все автомобильные двигатели работают по циклу, состоящему из четырех тактов:
- впуск воздуха или его смеси с топливом;
- сжатие рабочей смеси,
- рабочий ход при сгорании рабочей смеси;
- выпуск отработавших газов.
Наибольшее распространение в автомобилях получили поршневые двигатели — бензиновые и дизели.
Бензиновые двигатели имеют принудительное зажигание топливо-воздушной смеси искровыми свечами. Различаются по типу системы питания:
- в карбюраторных смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей снижается из-за низкой экономичности и несоответствия современным экологическим нормам;
- в впрысковых двигателях топливо может подаваться одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра (распределенный впрыск). В них возможно некоторое увеличение максимальной мощности и снижение расхода бензина и токсичности отработавших газов за счет более точной дозировки топлива электронной системой управления двигателем;
- двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания, который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно уменьшается расход топлива и выброс вредных веществ.
Дизели — двигатели, в которых воспламенение смеси топлива с воздухом происходит от повышения ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми эти двигатели обладают лучшей экономичностью (на 15-20%) благодаря большей (в два и более раз) степени сжатия (см. ниже), улучшающей процессы горения топливо-воздушной смеси. Достоинством дизелей является отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент (см. ниже) дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала (в обиходе — “тяговиты на низах”).
Дизели устаревших конструкций обладали по сравнению с бензиновыми двигателями и рядом недостатков:
- большей массой и стоимостью при одинаковой мощности из-за высокой степени сжатия (в 1,5-2 раза больше), увеличивавшей давление в цилиндрах и нагрузки на детали, что заставляло изготавливать более прочные элементы двигателя, увеличивая их габариты и вес;
- большей шумностью из-за особенностей процесса горения топлива в цилиндрах;
- меньшими максимальными оборотами коленвала из-за более высокой массы деталей, вызывавшей большие инерционные нагрузки. По этой же причине дизели, как правило, менее приемисты — медленнее набирают обороты.
Роторно-поршневой двигатель (Ванкеля) — в нем ротор-поршень совершает не возвратно-поступательное движение, как в бензиновых двигателях и дизелях, а вращается по определенной траектории. Благодаря этому он обладает хорошей приемистостью — быстро набирает обороты, обеспечивая автомобилю хорошую динамику разгона. Из-за конструктивных особенностей степень сжатия ограничена, поэтому работает только на бензине и обладает худшей экономичностью из-за формы камеры сгорания. Раньше его недостатком был меньший ресурс, а теперь и невысокие экологические показатели, которым сейчас уделяется большое внимание.
Гибридная силовая установка представляет собой комбинацию поршневого двигателя (как правило, дизеля), электродвигателя, генератора и тяговых (тяговая аккумуляторная батарея, в отличие от стартерной, рассчитана на разряд большими токами (50-100 А) в течение 30-60 минут) аккумуляторных батарей. Работа этой установки происходит в различных режимах в зависимости от характера движения автомобиля. При интенсивном разгоне вместе работают поршневой и электрический двигатели. Во время торможения двигателем за счет энергии замедления генератор заряжает аккумуляторные батареи. При движении в городском цикле может работать только электродвигатель. Все это позволяет, сохраняя (или даже улучшая) динамику разгона, значительно повысить экономичность и снизить выброс вредных веществ.
Компоновка поршневых двигателей
Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.
Рядный двигатель V-образный двигатель
Рядный двигатель (рис. 1, а) — компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (2, 3, 4, 5 и 6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной.
V-образный двигатель (рис. 1, б) — цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала. Наиболее часто такое размещение цилиндров применяется для шести- и восьмицилиндровых двигателей и обозначается V6 и V8 соответственно. Такая компоновка позволяет уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину.
Оппозитный двигатель VR-двигатель
Оппозитный двигатель (рис. 1, в) имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок.
VR-двигатель (рис. 1, г) обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата.
W-двигатель W-двигатель
W-двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала (рис. 1, д) или как бы две VR-компоновки (рис. 1, е).Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.
Конструктивные параметры двигателей
Любой двигатель характеризуется следующими конструктивно заданными параметрами (рис. 2), практически неизменными в процессе эксплуатации автомобиля.
Конструктивные параметры двигателей
Объем камеры сгорания — объем полости цилиндра и углубления в головке над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке — крайнем положении на наибольшем удалении от коленвала.
Рабочий объем цилиндра — пространство, которое освобождает поршень при движении от верхней до нижней мертвой точки. Последняя является крайним положением поршня на наименьшем удалении от коленвала.
Полный объем цилиндра — равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.
Рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров.
Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Для бензиновых двигателей определяет октановое число применяемого топлива.
Показатели двигателей
Показателями двигателя называют величины, характеризующие его работу. Помимо конструктивных параметров, они зависят от особенностей и настроек систем питания и зажигания, степени износа деталей и пр.
Давление в конце такта сжатия (компрессия) является показателем технического состояния (изношенности) цилиндро-поршневой группы и клапанов.
Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).
Крутящий момент увеличивается с ростом:
- рабочего объема . Поэтому двигатели, которым необходим значительный крутящий момент, обладают большим объемом;
- давления горящих газов в цилиндрах , которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно называется “стуком поршневых пальцев”) или ростом нагрузок в дизелях.
Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в технической документации.
Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) приблизительно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в минуту, умноженное на определенный коэффициент).
Двигатели большей мощности производители получают увеличением:
- рабочего объема , что, в свою очередь, приводит к росту габаритов двигателя и ограничению допустимых максимальных оборотов из-за значительных сил инерции увеличившихся деталей;
- оборотов коленчатого вала , число которых ограничено инерционными силами и увеличением износа деталей. Высокооборотный двигатель одинаковой мощности (при прочих равных условиях — конструкции двигателя, технологии изготовления, применяемых материалах и т.д.) с низкооборотным обладает меньшим сроком службы, так как в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет совершать больше оборотов;
- давления в цилиндре путем повышения степени сжатия либо наддувом воздуха посредством турбо- или механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и снижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув позволяет, например, сохранить мощность при меньшем рабочем объеме.
Номинальная мощность — гарантируемая производителем мощность при полной подаче топлива на определенных оборотах. Именно она, а не максимальная мощность, указывается в технической документации на двигатель.
Удельный расход топлива — это количество топлива, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. Является показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более эффективно используется энергия сгорающего в цилиндрах топлива.
Характеристики двигателей
При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.
Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рис. 4), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.
Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.
Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.
Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.
Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике (см. рис. 4). Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.
Пунктирной линией на графике показаны более оптимальные характеристики двигателя.
Источник Источник Источник Источник http://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya/
Источник http://gearavto.ru/parametry-dvigatelej-avtomobilya/
Типы и параметры ДВС
Двигатель внутреннего сгорания это вчерашний день
Почему пришло время уйти двигателю внутреннего сгорания.
Это удивительно, что мы уже более 100 лет используем огонь, металл, бензин и масло, чтобы приводить автомобили в движение. И это в то время, когда в наши дни у каждого из нас есть мобильные телефоны, по мощности ничем не уступающие компьютерам. Наши смартфоны могут распознавать лица, отпечатки пальцев и даже измерять сердечный ритм. У нас есть технологии и высокотехнологичные объекты, которые могут разбить друг об друга протоны, позволяющие изучить их обломки. Это позволяет нам раскрывать тайны Вселенной. Мы также можем посадить зонд на комету и отправить спутник за пределы Солнечной системы. И так можно продолжать до бесконечности… Так почему же в век технологической революции мир до сих пор пользуется устаревшими двигателями внутреннего сгорания?
Смотрите также: ДВС это прошлое или будущее?
Несмотря на все наши достижения в области науки и техники, двигатель внутреннего сгорания фактически остается основным источником движения всего автотранспорта в мире. И это с учетом того, что этот силовой агрегат был придуман более ста лет назад.
Примечательно, что на фоне других, более современных изобретений, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) выглядит очень примитивно. Как и сто лет назад, ДВС работает за счет впрыска топлива, его сжатия, воспламенения и ударной волны, которая образуется из-за сгорания топлива.
Давайте немного проанализируем, как все работает в автомобиле с обычным двигателем.
И так. Вы вставляете ключ в зажигание и поворачиваете его, чтобы запустить стартер. В итоге стартер начинает двигать поршни двигателя вверх и вниз. Далее начинает работать топливный насос подавая топливо в камеру сгорания двигателя.
Вместе с ним начинают работать водяной насос, масляный насос, клапана двигателя, которые начинают свой гармоничный танец, чтобы подавать топливо в камеру сгорания двигателя каждую секунду. В итоге двигатель начинает свою работу, где все его компоненты начинают вращаться и смазываться большим количеством масла.
Согласитесь, что этот процесс относится к очень расточительной операции. Ведь для работы двигателя задействовано множество вспомогательного оборудования, которое практически расходует 75 процентов энергии двигателя впустую. К тому же огромное количество вспомогательных компонентов ДВС быстро выходят из строя из-за постоянной высокой нагрузки.
Но, несмотря на это нельзя говорить, что двигатель внутреннего сгорания изначально основывается на глупой идее. Нет конечно. ДВС служит нам верой и правдой уже более 100 лет и фактически изменил наш мир до неузнаваемости. Но это не означает, что этот удивительный мотор должен служить нам еще следующие 100 лет. Для того времени, когда появился ДВС, это был прорыв, что соответствовало тем технологиям, которые господствовали в ту эпоху.
Автомобильные турбокомпрессоры: Все самые важные факты
Но сегодня все изменилось и теперь двигатели внутреннего сгорания не вписываются в тот мир, который нас окружает.
Вы посмотрите на современные автомобили. Они фактически стали выглядеть, как транспортные средства, которые мы видели не раз в фантастических фильмах и футуристических рассказах. Новые автомобили имеют удивительный дизайн, благодаря новым технологиям конструкции и достижениям в аэродинамике.
Современные автомобили могут обмениваться информацией со спутниками, автоматически брать на себя управление автомобилем, предупреждать нас об опасностях на дороге, экстренно тормозить, чтобы избежать опасности, выходить в всемирную сеть Интернет и многое другое.
Но, несмотря на высокотехнологичность, под капотом современных автомобилей, чаще всего, устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, которые являются пережитками прошлого. Это в наши дни выглядит точно также, если бы iPhone 7 оснащался поворотным диском для набора номера.
В наши дни, в 21 веке двигатель внутреннего сгорания действительно выглядит устаревшим. Особенно его технология получения энергии, которая образуется путем сжигания материала (топлива), от которого образуются отходы в виде газа. И этот вредный газ мы возвращаем обратно в природу, нанося непоправимый вред всей планете.
Хочу отметить, что я не сумасшедший эколог, которые часами на пролет разглагольствуют о защите земли, атмосферы и сохранения пингвинов в Антарктиде. Таких «зеленых фанатов» в нашем мире и так предостаточно. Причем хочу отметить, что различных ярых защитников природы (на грани фанатизма) было очень много еще задолго появления паровых двигателей, не говоря уже о появлении ДВС. И хочу вас заверить, что подобных фондов и организаций, борющихся за экологию планеты, будет большое количество даже в том случае, если экологии нашей планеты больше ничего угрожать не будет.
Но несмотря на свой нейтралитет по отношению к экологии природы, я хочу однозначно сказать, что двигатель внутреннего сгорания действительно себя изжил и ему не место в нашем 21 веке и в нашем будущем.
Тем более, что в наши дни уже есть технологии, которые основываются на более простых и более эффективных способах получения энергии для движения транспорта.
Но, для того чтобы двигатель внутреннего сгорания ушел навсегда в прошлое, необходимо, чтобы мы с вами поняли, что пришло время поменять наш мир, начав с себя. Дело в том, чтобы любая технология стала основной для использования по всему миру необходимо, чтобы мы к ней привыкли, перестроив свои устои и привычки. Это точно также, как мы сначала тяжело привыкали к мобильным телефонам и долгое время не могли отказаться от домашних стационарных телефонов. Затем на смену пришли смартфоны, которые долгое время оставались нами незамеченными, но в итоге прочно вошли в нашу жизнь. Также можно сказать и о новых технологий в автопромышленности. Ведь пока с нашей стороны не появится спрос на новые источники энергии, новые технологии не смогут отправить двигатели внутреннего сгорания на пенсию.
К сожалению, в наши дни не стоит пока рассчитывать на скорое исчезновение ДВС из современных автомобилей. До того момента, когда двигатели внутреннего сгорания мы сможем увидеть только в музеи или в технической литературе в библиотеке или в Интернете, может пройти еще достаточно времени. Дело в том, что несмотря на устаревшую технологию получения энергии, двигатели внутреннего сгорания еще имеют небольшой потенциал развития и увеличения мощности и экономичности. Этим и пользуются автопроизводители. Но я считаю, что в настоящий момент мы наблюдаем переломный момент в истории ДВС и в скором времени люди начнут понимать, что пришло время отказаться от использования автомобилей, оснащенных традиционными двигателями, работающие на бензине и дизельном топливе. И как только это произойдет, автомобильные компании будут вынуждены в короткий срок перестроиться и начать выпускать массово автомобили без ДВС.
Поверьте, совсем скоро двигатели внутреннего сгорания, в качестве источника энергии для передвижения транспорта, станут, как лошади в начале 20 века.
На первом этапе заката двигателей ДВС, уйдут самые неэффективные силовые агрегаты. На рынке на определенное время останутся только самые инновационные и экологически чистые двигатели внутреннего сгорания. Затем исчезнут и они.
Так что наше будущее связано с автомобилями, которые будут оснащаться двигателями, работающие на альтернативных источниках энергии.
Скорее всего, совсем скоро мы будем владеть автомобилями с электрическими двигателями, часть которых будет заряжаться электроэнергией, а часть водородным топливом.
Смотрите также: Как владелец компании Хонда доказал General Motors, что его автомобили лучше
Но также есть вероятность и появления новых видов источников энергии для автотранспорта или нас ждет возрождение старых давно забытых технологий. Например, вполне возможно, что автомобили будущего будут оснащаться пневматическими источниками энергии или, возможно, мы будем заправлять автомобили пищевыми отходами.
В любом случае мир меняется с бешеной скоростью. Так что исчезновение ДВС в 21 веке неизбежно. Особенно в условиях изменения климата на планете, которое происходит из-за выбросов в атмосферу Земли вредных выхлопных газов от автотранспорта, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.
Из чего состоит двигатель автомобиля и как он работает. Из чего состоит двигатель автомобиля? Описание работы двс
Все двигатели преобразуют какую-нибудь энергию в работу. Двигатели бывают разные – электрические, гидравлические, тепловые и т.д., в зависимости от того, какой вид энергии они преобразуют в работу. ДВС — двигатель внутреннего сгорания, это тепловой двигатель, в котором в полезную работу преобразуется теплота сгорающего в рабочей камере топлива, внутри двигателя. Также существуют двигателя с внешним сгоранием — это реактивные двигатели самолётов, ракет и т.д. в этих двигателях сгорание внешнее, поэтому они называются двигателями с внешним сгоранием.
Но простой обыватель чаще сталкивается с двигателем автомобиля и понимают под двигателем именно поршневой двигатель внутреннего сгорания. В поршневом ДВС, сила давления газов, возникающая при сгорании топлива в рабочей камере, воздействует на поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре двигателя и передаёт усилие на кривошипно-шатунный механизм, который преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Но это очень упрощенный взгляд на ДВС. На самом деле, в ДВС сосредоточены сложнейшие физические явления, пониманию которых посвятили себя многие выдающиеся ученые. Чтобы ДВС работал, в его цилиндрах, сменяя друг друга, происходят такие процессы, как подача воздуха, впрыск и распыление топлива, его смешивание с воздухом, воспламенение образовавшейся смеси, распространение пламени, удаление отработавших газов. На каждый процесс отводится несколько тысячных долей секунды. Добавьте к этому процессы, которые протекают в системах ДВС: теплообмен, течение газов и жидкостей, трение и износ, химические процессы нейтрализации отработавших газов, механические и тепловые нагрузки. Это далеко не полный перечень. И каждый из процессов должен быть организован наилучшим образом. Ведь из качества протекающих в ДВС процессов складывается качество двигателя в целом – его мощность, экономичность, шумность, токсичность, надежность, стоимость, вес и размеры.
Читайте также
Двигателя внутреннего сгорания бывают разные: , бензиновые, со смешенным питанием, и т. д. и это далеко не полный список! Как видите, вариантов двигателей внутреннего сгорания очень много, но если стоит затронуть классификацию ДВС, то для подробного рассмотрения всего объёма материала понадобится минимум 20-30 страниц — большой объём, не так ли? И это только классификация…
Принципиальный ДВС автомобиля НИВА
1 — Щуп для замера уровня масла в картере | 22 — Звездочка распределительного вала |
---|
Ни одна область деятельности несравнима с поршневыми ДВС по масштабам, количеству людей занятых в разработке, производстве и эксплуатации. В развитых странах деятельность четверти самодеятельного населения прямо или косвенно связана с поршневым двигателестроением. Двигателестроение, как исключительно наукоемкая область, определяет и стимулирует развитие науки и образования. Общая мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания составляет 80 – 85% мощности всех энергоустановок мировой энергетики. На автомобильном, железнодорожном, водном транспорте, в сельском хозяйстве, строительстве, средствах малой механизации, ряде других областей, поршневой ДВС как источник энергии пока не имеет должной альтернативы. Мировое производство только автомобильных двигателей непрерывно увеличивается, превысив 60 миллионов единиц в год. Количество производимых в мире малоразмерных двигателей также превышает десятки миллионов в год. Даже в авиации поршневые двигатели доминируют по суммарной мощности, количеству моделей и модификаций и количеству установленных на самолеты двигателей. В мире эксплуатируется несколько сотен тысяч самолетов с поршневыми ДВС (бизнес-класса, спортивных, беспилотных и т. д.). В США на долю поршневых двигателей приходится около 70% мощности всех двигателей, установленных на гражданских летательных аппаратах.
Но со временем всё меняется и скоро мы увидим и будем эксплуатировать принципиально другие типы двигателей, которые будет иметь высокие эксплуатационные показатели, высокий КПД, простота конструкции и главное — экологичность. Да, всё верно, главным минусом двигателя внутреннего сгорания является его экологическая характеристика. Как бы не оттачивали работу ДВС, какие бы системы не внедряли, он всё равно оказывается существенное влияние на наше здоровье. Да, теперь можно с уверенностью сказать, что существующая технология моторостроения чувствует «потолок» — это такое состояние, когда та, или иная технология полностью исчерпала свои возможность, полностью выжато, всё что можно было сделать — уже сделано и с точки зрения экологии принципиально НИЧЕГО уже не изменить в существующих типах ДВС. Стоит вопрос: нужно полностью менять принцип работы двигателя, его энергоноситель (нефтяные продукты) на что-то новое, принципиально иное (). Но, к сожалению, это дело не одного дня или даже года, нужны десятилетия…
Пока ещё не одно поколение ученых и конструкторов будут исследовать и совершенствовать старую технологию постепенно подходя всё ближе и ближе к стенке, через которую уже будет невозможно перескочить (физически это не возможно). Еще очень долго ДВС будет давать работу тем, кто его производит, эксплуатирует, обслуживает и продает. Почему? Всё очень просто, но в то же время эту простую истину далеко не все понимают и принимают. Главная причина замедления внедрения принципиально иных технологий — капитализм. Да, как бы это странно не звучало, но именно капитализм, та система, которая как кажется должна быть заинтересована в новых технологиях, тормозит развитие человечества! Всё очень просто — нужно зарабатывать. Как же быть с теми нефтяными вышками, нефтезаводами и доходами?
ДВС «хоронили» неоднократно. В разное время на смену ему приходили электродвигатели на аккумуляторах, топливные элементы на водороде и многое другое. ДВС неизменно побеждал в конкурентной борьбе. И даже проблема исчерпания запасов нефти и газа — это не проблема ДВС. Существует неограниченный источник топлива для ДВС. По последним данным, нефть может восстанавливаться, а что это значит для нас?
Характеристики ДВС
При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.
Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рисунок слева), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.
Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.
Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.
Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.
Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике. Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.
Пунктирной линией на графике выше показаны более оптимальные характеристики двигателя.
Двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе, разработанный и впервые применённый на практике во второй половине 19-го века, являлся вторым в истории, после парового двигателя, примером создания агрегата, преобразующего энергию в полезную работу. Без этого изобретения невозможно себе представить современную цивилизацию, ведь транспортные средства с ДВС различного типа широко задействованы в любой отрасли, обеспечивающей существование человека.
Транспорт, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, играет решающую роль в приобретающей все большее и большее значение на фоне глобализационных процессов всемирной логистической системе.
Все современные транспортные средства можно разделить на три больших группы, в зависимости от типа используемого двигателя. Первая группа ТС использует электродвигатели. Сюда входят и привычный городской общественный транспорт – троллейбусы и трамваи, и электропоезда с электромобилями, и огромные суда и корабли, использующие атомную энергию – ведь и современные ледоколы, и атомные субмарины, и авианосцы стран НАТО используют электродвигатели. Вторая группа – это техника, оснащенная реактивными двигателями.
Разумеется, такой тип двигателей используется преимущественно в авиации. Наиболее многочисленной, привычной и значимой является третья группа транспортных средств, которая использует двигатели внутреннего сгорания. Это – наибольшая и по количеству, и по разнообразию, и по влиянию на хозяйственную жизнь человека группа. Принцип работы ДВС одинаков для любых транспортных средств, оснащённых таким двигателем. В чем он заключается?
Как известно, энергия не берется ниоткуда и не уходит в никуда. Принцип работы двигателя автомобиля в полной мере основывается на этом постулате закона сохранения энергии.
Максимально обобщенно можно сказать, что для выполнения полезной работы используется энергия молекулярных связей жидкого топлива, сжигаемого в процессе работы двигателя.
Распространению ДВС на жидком топливе способствовали несколько уникальных свойств самого топлива. Это:
- высокая потенциальная энергия молекулярных связей используемых в качестве топлива смеси легких углеводородов «например, бензина»
- достаточно простой и безопасный, в сравнении, например, с атомной энергией, способ ее высвобождения
- относительная распространенность легких углеводородов на нашей планете
- природное агрегатное состояние такого топлива, позволяющее удобно хранить и транспортировать его.
Еще одним важнейшим фактором является то, что в качестве окислителя, необходимого для процесса высвобождения энергии, выступает кислород, их которого более чем на 20 процентов состоит атмосфера. Это избавляет от необходимости возить не только запас топлива, но и запас катализатора.
В идеальном случае вступить в реакцию должны все молекулы определённого объёма топлива и все молекулы определённого объёма кислорода. Для бензина эти показатели соотносятся как 1 к 14,7, т.е., для сгорания килограмма топлива необходимо почти 15 кг кислорода. Однако такой процесс, называемый стехиометрическим, на практике нереализуем. В действительности всегда остаётся какая-то часть топлива, не соединившаяся с кислородом во время протекания реакции.
Более того, для определённых режимов работы ДВС стехиометрия даже вредна.
Теперь, когда химические процесс в общих чертах понятны, стоит рассмотреть механику процесса превращения энергии топлива в полезную работу, на примере четырёхтактного ДВС, работающего по так называемому циклу Отто.
Наиболее известным и, что называется, классическим циклом работу является запатентованный еще в 1876 году Николаусом Отто процесс работы двигателя, состоящий из четырех частей. «тактов, отсюда и четрыехтактные ДВС». Первый такт – создание поршнем разрежения в цилиндре собственным перемещением под воздействием веса. В результате цилиндр заполняется смесью кислорода и паров бензина «природа не терпит пустоты». Продолжающий движение поршень сдавливает смесь – получаем второй такт. На третьем такте смесь воспламеняется «Отто применял обычную горелку, сейчас за это ответственна свеча зажигания».
Воспламенение смеси создаёт выделение большого количества газа, который давит на поршень и заставляет его подниматься – выполнять полезную работу. Четвёртый такт – открытие выпускного клапана и вытеснение продуктов сгорания возвращающимся поршнем.
Таким образом, только запуск двигателя требует воздействия извне – прокручивания коленвала, соединённого с поршнем. Сейчас это делается с помощью силы электричества, а на первых автомобилях коленвал приходилось проворачивать вручную «этот же принцип используется и в автомобилях, в которых предусмотрен принудительный ручной пуск двигателя».
Со времени выпуска первых автомобилей немало инженеров пытались изобрести новый цикл работы ДВС. Вначале это было связано с действием патента, которое многим хотелось обойти.
В результате уже в начале прошлого века был создан цикл Аткинсона, который изменил конструкцию двигателя таким образом, чтобы все движения поршня совершались за один оборот коленвала. Это позволило повысить КПД двигателя, но уменьшило его мощность. Кроме того, двигатель, работающий по такому циклу, не нуждается в отдельном распределительном вале и редукторе. Однако этот двигатель не получил распространения из-за снижения мощности агрегата и достаточно сложной конструкции.
Вместо него на современных атвомобилях зачастую используется цикл Миллера.
Если Аткинсон уменьшил такт сжатия, увеличив КПД, но изрядно усложнив работу двигателя, то Миллер предложил уменьшить такт впуска. Это позволило снизить фактическое время сжатия смеси без уменьшения ее геометрического сжатия. Таким образом, КПД каждого цикла работы ДВС увеличивается, за счет чего снижается расход топлива, сжигаемого «впустую».
Однако большинство двигателей работают по циклу Отто, так что более подробно необходимо рассмотреть именно его.
Даже наиболее простой вариант ДВС включает четырнадцать важнейших элементов, необходимых для его работы. Каждый элемент имеет определённые функции.
Так, цилиндр выполняет двоякую роль — в нем происходит активация воздушной смеси и двигается поршень. В части, называемой камерой сгорания, установлена свеча, и два клапана, один из которых перекрывает поступление топлива, другой – выпуск отработанных газов.
Свеча – устройство, обеспечивающее поджиг смеси с необходимой цикличностью. По сути, представляет собой устройство для получения достаточно мощной электрической дуги на короткий промежуток времени.
Поршень перемещается в цилиндре под действием расширяющихся газов или от воздействия коленвала, переданного через кривошипно-шатунный механизм. В первом случае поршень превращает энергию сгорания топлива в механическую работу, во втором – сжимает смесь для лучшего возгорания либо создает давление для удаления отработанных остатков смеси из цилиндра.
Кривошипно-шатунный механизм передаёт момент от поршня к валу и наоборот. Коленчатый вал благодаря своей конструкции преображает поступательное «вверх-вниз» движение поршня во вращательное.
Впускной канал, в котором располагается впускной клапан, обеспечивает попадание смеси в цилиндр. Клапан обеспечивает цикличность поступления смеси.
Выпускной клапан, соответственно, удаляет накопившиеся продукты сгорания смеси. Для обеспечения нормальной работы двигателя в момент нагнетания давления и поджога смеси он закрыт.
Работа бензинового ДВС. Подробный разбор
При такте всасывания поршень опускается вниз. Одновременно открывается впускной клапан, и в цилиндр подаётся топливо. Таким образом, в цилиндре оказывается топливовоздушная смесь. В определённых типах бензиновых двигателей эта смесь приготавливается в специальном устройстве – карбюраторе, в других смешение происходит непосредственно в цилиндре.
Далее поршень начинает подниматься. Одновременно впускной клапан закрывается, что обеспечивает создание достаточно большого давления внутри цилиндра. При достижении поршнем крайней верхней точки вся топливно-воздушная смесь оказывается сжатой в части цилиндра, называемой камерой сгорания. В этот момент свеча дает электрическую искру, и смесь воспламеняется.
В результате сгорания смеси выделяется большое количество газов, которые, стремясь заполнить собой весь предоставленный объем, давят на поршень, заставляя его опускаться. Эта работа поршня передается посредством кривошипно-шатунного механизма на вал, который начинает вращаться и вращать привод колес автомобиля.
Как только поршень завершает свое движение вниз, открывается клапан выпускного коллектора.
Оставшиеся газы устремляются туда, так как на них давит поршень, идущий вверх под воздействием вала. Цикл закончен, далее поршень снова опускается вниз, начиная новый цикл.
Как видно, полезную работу выполняет лишь одна фаза цикла. Остальные фазы — это работа двигателя «на самого себя». Даже такой положение вещей делает двигатель внутреннего сгорания одной из наиболее удачных по КПД систем, внедренных в производство. В то же время, возможность уменьшения «холостых» в смысле КПД циклов приводит к появлению новых, более экономичных систем. Кроме того, разрабатываются и ограниченно внедряются двигатели, которые вообще лишены поршневой системы. Например, некоторые японские автомобили оснащены роторными двигателями, имеющими более высокий коэффициент полезного действия.
В то же время, такие двигатели имеют ряд недостатков, связанных, в основном, с дороговизной производства и сложностью обслуживания таких моторов.
Система питания
Для того чтобы поступающая в камеру сгорания горючая смесь правильно сжигалась и обеспечивала бесперебойную работу двигателя, она должна вводится четко отмеренными порциями и быть соответствующим образом подготовлена. Для этой цели служит топливная система, важнейшими частями которой являются бензобак, топливопровод, топливные насосы, устройство для смешивания топлива и воздуха, коллектор, различные фильтры и датчики.
Понятно, что назначение бензобака – хранить необходимое количество топлива. Топливо воды используются в качестве магистралей для перекачки с помощью бензинового насоса, фильтры бензина и воздуха нужны, чтобы не допустить засорения тонких коллекторов, клапанов и топливоводов.
Подробнее стоит остановиться на работе карбюратора. Несмотря на то, что автомобили с такими устройствами больше не выпускаются, немало машин с карбюраторным типом двигателя до сих пор эксплуатируется во многих странах мира. Карбюратор смешивает топливо с воздухом следующим образом.
В поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива и давления благодаря балансировочному отверстию, стравливающему лишний воздух,и поплавку, открывающему клапан топливовода, как только уровень топлива в камере карбюратора снижается. Карбюратор через жиклер и диффузор связан с цилиндром. Когда давление в цилиндре снижается, точно отмеренное благодаря жиклеру количество топлива устремляется в диффузор воздушной камеры.
Тут, за счет очень маленького диаметра отверстия, оно под большим давлением проходит в цилиндр, бензин смешивается с атмосферным воздухом, прошедшим через фильтр, и образованная смесь попадает в камеру сгорания.
Проблема карбюраторных систем – в невозможности максимально точно отмерить количество топлива и количество воздуха, попадающие в цилиндр. Поэтому все современные автомобили оснащены системой впрыска, называемой также инжекторной.
В инжекторном двигателе вместо карбюратора впрыск осуществляется форсункой или форсунками – специальным механическим распылителем, важнейшей частью которого является электромагнитный клапан. Эти устройства, особенно работая в паре со специальными вычислительными микрочипами, позволяют впрыскивать точно отмеренное количество топлива в необходимый момент. В результате двигатель работает ровнее, запускается легче, потребляет меньше топлива.
Механизм газораспределения
Понятно, каким образом карбюратор подготавливает горючую смесь из бензина и воздуха. Но как работают клапаны, обеспечивающие своевременную подачу этой смеси в цилиндр? За это ответственен механизм газораспределения. Именно он выполняет своевременное открытие и закрытие клапанов, а также обеспечивает необходимую длительность и высоту их подъема.
Именно эти три параметра и являются в совокупности фазами газораспределения.
Современные двигатели имеют специальное устройство для изменения этих фаз, называемое фазовращатель двс принцип работы которого основан на повороте в случае необходимости распредвала. Эта муфта при увеличении количества впрыскиваемого топлива поворачивает распределительный вал на определённый угол по ходу вращения. Такой изменение его положения приводит к тому, что впускные клапаны открываются раньше, и камеры сгорания наполняются смесью лучше, компенсируя постоянно возрастающую потребность в мощности. На наиболее технически передовых моделях стоит несколько таких муфт, они управляются достаточно сложной электроникой и могут регулировать не только частоту открытия клапана, но и его ход, что отлично сказывается на работе двигателя при максимальных оборотах.
Принцип работы системы охлаждения двигателя
Разумеется, далеко не вся выделяемая энергия связей молекул топлива превращается в полезную работу. Основная ее часть теряется, превращаясь в тепло, да и трение деталей ДВС также создает тепловую энергию. Лишнее тепло необходимо отводить. Именно этой цели служит система охлаждения.
Разделяют воздушную систему, жидкостную и комбинированную. Наиболее распространена жидкостная система охлаждения, хотя встречаются автомобили и с воздушной – ее использовали для упрощения конструкции и удешевления бюджетных машин, либо для уменьшения веса, если речь шла о спорткарах.
Основные элементы системы представлены теплообменником, радиатором, центробежным насосом, расширительным бачком и термостатом. Кроме того, в систему охлаждения входят масляный радиатор, вентилятор радиатора, датчик температуры охлаждающей жидкости.
Жидкость циркулирует через теплообменник под воздействием насоса, снимая температуру с двигателя. Пока двигатель не нагреется, специальный клапан закрывает радиатор – это называется «малый круг» движения. Такая работа системы позволяет быстро прогреть двигатель.
Как только температура поднимается до рабочей, термодатчик дает команду на открытие клапана, и охлаждающая жидкость начинает двигаться через радиатор. Тонки трубки этого агрегата обдуваются стильным потоком встречного ветра, охлаждая таким образом жидкость, которая опять поступает в коллектор, начиная круг охлаждения заново.
Если воздействия набегающего воздуха недостаточно для нормального охлаждения – автомобиль работает со значительной нагрузкой, движется с малой скоростью или стоит очень жаркая погода, включается вентилятор охлаждения. Он обдувает радиатор, принудительно охлаждая рабочую жидкость.
Машины, оборудованные турбонаддувом, имеют два контура охлаждения. Один – для охлаждения непосредственно ДВС, второй – для снятия лишнего тепла с турбины.
Электрика
Первые автомобили обходились минимумом электрики. В современных машинах появляется все больше и больше электрических цепей. Электроэнергию потребляют система подачи топлива, зажигание, система охлаждения и отопления, освещение. При наличии немало энергии потребляет система кондиционирования, управления двигателем, электронные системы обеспечения безопасности. Такие агрегаты, как система запуска и свечи накаливания потребляют энергию кратковременно, но в больших количествах.
Для обеспечения всех этих элементов необходимой электроэнергией используются источники тока, электрическая проводка, элементы управления и блоки предохранителей.
Источники тока автомобиля – аккумуляторная батарея, работающая в паре с генератором. Когда двигатель работает, привод от вала крутит генератор, вырабатывающий необходимую энергию
Генератор работает, преобразовывая энергию вращения вала в электрическую энергию, используя принципы электромагнитной индукции. Для того, чтобы осуществить пуск ДВС, используется энергия аккумулятора.
Во время запуска основным потребителем энергии является стартер. Это устройство является двигателем постоянного тока, предназначенным для прокрутки коленчатого вала, обеспечивающей начало цикла работы ДВС. Принцип работы двигателя постоянного тока основывается на взаимодействии, возникающем между магнитным полем, образующимся в статоре, и токе, протекающем в роторе. Эта сила влияет на ротор, который начинает вращаться, причем его вращение совпадает с вращением магнитного поля, характерного для статора. Таким образом электрическая энергия преобразовывается в механическую, а стартер начинает раскручивать вал двигателя. Как только двигатель запускается и начинает работать генератор, аккумулятор перестает отдавать энергию и начинает ее накапливать. Если генератор не работает или по какой-то причине его мощности недостаточно, аккумулятор продолжает отдавать энергию и разряжаться.
Такой тип двигателя тоже является ДВС, но имеет отличительные особенности, позволяющие резко отделять двигатели, работающие по принципу, изобретенному Рудольфом Дизелем, от прочих ДВС, работающих на «легком» топливе вроде бензина «в автомобилистике» или керосина «в авиации».
Различие в используемом топливе предопределяют различия конструкции. Дело в том, что «солярку» относительно сложно поджечь и добиться ее мгновенного сгорания в обычных условиях, поэтому способ воспламенения от свечи для этого топлива не подходит. Воспламенения дизеля осуществляется за счет его контакта с разогретым до очень большой температуры воздухом. С этой целью используется свойство газов нагреваться при сжатии. Поэтому поршень, работающий на дизельном ДВС, сжимает не топливо, а воздух. Когда степень сжатия доходит до максимума, а сам поршень – до крайней верхней точки, стоящая вместо свечи форсунка «электромагнитный насос» впрыскивает дисперсно распыленное топливо. Оно взаимодействует с горячим кислородом и воспламеняется. Далее происходит работа, характерная и для бензинового ДВС.
При этом мощность ДВС меняется не пропорцией смеси воздуха и топлива, как в бензиновых моторах, а исключительно количеством впрыскиваемого дизеля, в то время как количество воздуха постоянно и не меняется. При этом принцип действия современного бензинового агрегата, оснащенного форсункой, абсолютно не схож с принципом работы дизельного ДВС.
Работающие с бензином электромеханические распылительные насосы предназначены, прежде всего, для более точного отмеривания впрыскиваемого топлива, и взаимодействуют со свечей зажигания. В чем эти два типа ДВС схожи — так это в повышенной требовательности к качеству топлива.
Так как давление воздуха, создаваемое работой поршня дизельного мотора, значительно выше давления, оказываемого сжатой воздушно-бензиновой смесью, такой двигатель более требователен к зазорам между поршнем и стенками цилиндра. К тому же, дизельный двигатель труднее запустить зимой, так как «солярка» под воздействием низких температурных показателей густеет, и форсунка не может достаточно качественно распылить ее.
И современный бензиновый мотор, и его дизельный «родственник» крайне неохотно работают на бензине «ДТ» несоответствующего качества, и даже кратковременное его применение чревато серьезными проблемами с топливной системой.
Современные двигатели внутреннего сгорания – наиболее эффективные устройства перехода тепловой энергии в механическую. Несмотря на то, что большая часть энергии тратится не на непосредственно полезную работу, а на поддержание цикла самого двигателя, человечество пока не научилось массово производить устройства, которые были бы практичнее, мощнее, экономичнее и удобнее, чем ДВС. Вместе с тем, удорожание углеводородных энергоносителей и забота об окружающей среде заставляют искать новые варианты двигателей для легковых автомобилей и общественного транспорта. Наиболее перспективными на данный момент выглядит использование автономных, оснащенных батареями большой емкости, электрических двигателей, КПД которых намного выше, и гибридов таких двигателей с бензиновыми вариантами. Ведь обязательно настанет время, когда использовать углеводороды для приведения в движение личного автотранспорта станет абсолютно невыгодно, и ДВС займут место на музейных полках, как паровозные двигатели – полвека назад.
Современный двигатель внутреннего сгорания далеко ушел от своих прародителей. Он стал крупнее, мощнее, экологичнее, но при этом принцип работы, устройство двигателя автомобиля, а также основные его элементы остались неизменными.
Двигатели внутреннего сгорания, массово применяемые на автомобилях, относятся к типу поршневых. Название свое этот тип ДВС получил благодаря принципу работы. Внутри двигателя находится рабочая камера, называемая цилиндром. В ней сгорает рабочая смесь. При сгорании смеси топлива и воздуха в камере увеличивается давление, которое воспринимает поршень. Перемещаясь, поршень преобразует полученную энергию в механическую работу.
Как устроен ДВС
Первые поршневые моторы имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В процессе развития для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. Мотор современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.
Современный ДВС состоит из нескольких механизмов и вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:
- КШМ — кривошипно-шатунный механизм.
- ГРМ — механизм регулировки фаз газораспределения.
- Система смазки.
- Система охлаждения.
- Система подачи топлива.
- Выхлопная система.
Также к системам ДВС относятся электрические системы пуска и управления двигателем.
КШМ — кривошипно-шатунный механизм
КШМ — основной механизм поршневого мотора. Он выполняет главную работу — преобразует тепловую энергию в механическую. Состоит механизм из следующих частей:
- Блок цилиндров.
- Головка блока цилиндров.
- Поршни с пальцами, кольцами и шатунами.
- Коленчатый вал с маховиком.
ГРМ — газораспределительный механизм
Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:
- Распределительный вал.
- Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками.
- Детали привода клапанов.
- Элементы привода ГРМ.
ГРМ приводится от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их
В зависимости от конструкции и количества клапанов на двигатель может быть установлен один или два распределительных вала на каждый ряд цилиндров. При двухвальной системе каждый вал отвечает за работу своего ряда клапанов — впускных или выпускных. Одновальная конструкция имеет английское название SOHC (Single OverHead Camshaft). Систему с двумя валами называют DOHC (Double Overhead Camshaft).
Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:
- Рубашка охлаждения двигателя
- Насос (помпа)
- Радиатор
- Вентилятор
- Расширительный бачок
Рубашку охлаждения двигателей внутреннего сгорания образуют полости внутри БЦ и ГБЦ, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Она отбирает избыточное тепло у деталей двигателя и относит его к радиатору. Циркуляцию обеспечивает насос, привод которого осуществляется с помощью ремня от коленчатого вала.
Термостат обеспечивает необходимый температурный режим двигателя автомобиля, перенаправляя поток жидкости в радиатор либо в обход него. Радиатор, в свою очередь, призван охлаждать нагретую жидкость. Вентилятор усиливает набегающий поток воздуха, тем самым увеличивая эффективность охлаждения. Расширительный бачок необходим современным моторам, так как применяемые охлаждающие жидкости сильно расширяются при нагреве и требуют дополнительного объема.
Система смазки ДВС
В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:
- Масляный картер (поддон).
- Насос подачи масла.
- Масляный фильтр с .
- Маслопроводы.
- Масляный щуп (индикатор уровня масла).
- Указатель давления в системе.
- Маслоналивная горловина.
Насос забирает масло из масляного картера и подает его в маслопроводы и каналы, расположенные в БЦ и ГБЦ. По ним масло поступает в места соприкосновения трущихся поверхностей.
Система питания
Система подачи для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:
- Топливный бак.
- Датчик уровня топлива.
- Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой.
- Топливные трубопроводы.
- Впускной коллектор.
- Воздушные патрубки.
- Воздушный фильтр.
В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, но в силу различных физических свойств бензина и дизельного топлива конструкция их имеет существенные различия. Сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом. Детали, обеспечивающие очистку воздуха и поступление его цилиндры — воздушный фильтр и патрубки — тоже относятся к топливной системе.
Система выпуска
Система выпуска предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:
- Выпускной коллектор.
- Приемная труба глушителя.
- Резонатор.
- Глушитель.
- Выхлопная труба.
В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.
В заключение необходимо упомянуть системы пуска и управления двигателем автомобиля. Они являются важной частью двигателя, но их необходимо рассматривать вместе с электрической системой автомобиля, что выходит за рамки этой статьи, рассматривающей внутреннее устройство двигателя.
Двигатель — сердце. Как много сегодня означает это слово. Без двигателя не работает ни одно устройство, двигатель дает жизнь любому агрегату. В данной статье рассмотрим, что такое двигатель, какие виды бывают, как работает двигатель автомобиля.
Основная задача любого двигателя – превратить топливо в движение. Одним из способов достичь такого можно с помощью сжигания топлива внутри мотора. Отсюда и название двигатель внутреннего сгорания.
Но, кроме ДВС следует различать и двигатель внешнего сгорания. Примером служит паровой двигатель теплохода, когда его топливо (дерево, уголь) сгорают за пределами мотора, генерируя пар, являющийся движущей силой. Двигатель внешнего сгорания не так эффективен как внутреннего.
На сегодняшний день широкого распространения получил двигатель внутреннего сгорания, которым укомплектованы все автомобили. Несмотря на то, что КПД ДВС не близко к отметке 100 %, лучшие ученые и инженеры трудятся над доведением до совершенства.
По видам двигателя делятся:
Бензиновые: могут быть как карбюраторными так и инжекторными, используется система впрыска.
Дизельные: работают на основе дизельного топлива, которое под давлением распыляется в камере сгорания топливной форсункой.
Газовые: работают на основе сжиженного или сжатого газа, произведённого от переработки угля, торфа, дерева.
Итак, перейдем к начинке мотора.
Основным механизмом является блок цилиндров, он же часть корпуса механизма. Блок состоит из различных каналов внутри себя, что служит для циркуляции охлаждающей жидкости, снижая температуру механизма, в народе называется рубашка охлаждения.
Внутри блока цилиндров расположены поршни, их количество зависит от конкретного двигателя. На поршень одеваются в верхней части компрессионные кольца, а в нижней маслосъемные. Компрессионные кольца служат для создания герметичности при сжатии для воспламенения, а маслосъемные для забора смазывающей жидкости со стенки блока цилиндров и предотвращения попадания масла в камеру сгорания.
Кривошипно-шатунный механизм: передает вращательный момент от поршня к коленвалу. Состоит из поршней, цилиндров, головок, поршневых пальцев, шатунов, картера, коленвала.
Алгоритм работы двигателя достаточно прост: топливо распыляется форсункой в камере сгорания, где перемешивается с воздухом и под воздействием искры образованная смесь воспламеняется.
Образованные газы толкают поршень вниз и вращательный момент передается коленвалу, который передает вращение трансмиссии. С помощью шестеренного механизма происходит движение колес.
Если сотворить бесперебойный цикл воспламенений горючей смеси за определенное количество времени, то получим примитивный двигатель.
Современные моторы основаны на четырехтактном цикле сгорания для превращения топлива в движение транспорта. Иногда такой такт называют в честь немецкого ученого Отто Николауса, сотворивший в 1867 году такт, состоящий из таких циклов: впуск, сжатие, горение, выведение продуктов сгорания.
Описание и предназначение систем:
Система питания: дозирует образованную смесь воздуха и топлива и подает ее в камеры сгорания — цилиндры двигателя. В карбюраторном варианте состоит из карбюратора, воздушного фильтра, впускного трубоканала, фланца, топливного насоса с отстойником, бензобака, топливопровода.
Система газораспределения: балансирует процессы впуска горючей смеси и выпуска отработанных газов. Состоит из шестерен, кулачкового вала, пружины, толкателя, клапана.
: предназначена для подачи тока на контакт свечи для воспламенения рабочей смеси.
: уберегает мотор от перегрева, путем циркуляции и охлаждения жидкости.
: подает смазывающую жидкость к трущимся деталям, с целью минимизации трения и износа.
В данной статье рассмотрены понятие двигателя, его виды, описание и назначение отдельных систем, такт и его циклы.
Многие инженеры работают на тем, чтобы минимизировать рабочий объем мотора и существенно увеличить мощность, сократив потребление топлива. Новинки автопрома в очередной раз подтверждают рациональность конструкторских разработок.
Для ознакомления с главной и неотъемлемой частью любого транспортного средства рассмотрим из чего состоит двигатель? Для полноценного восприятия его важности, двигатель всегда сравнивают с сердцем человека. Пока сердце работает — человек живет. Аналогично и двигатель, как только он останавливается, или не запускается — автомобиль со всеми его системами и механизмами превращается в груду бесполезного железа.
За время модернизации и совершенствования автомобилей, двигатели очень сильно изменились по своей конструкции в сторону компактности, экономичности, бесшумности, долговечности и т.д. Но принцип работы остался неизменным — на каждом автомобиле имеется двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Исключение составляют только электродвигатели как альтернативный способ получения энергии.
Устройство двигателя автомобиля представлено в разрезе на рисунке 2 .
Название «двигатель внутреннего сгорания» произошло именно от принципа получения энергии. Топливно-воздушная смесь, сгорая внутри цилиндра двигателя, выделяет огромное количество энергии и заставляет через многочисленную цепочку узлов и механизмов в конечном итоге двигаться легковой автомобиль.
Именно пары топлива в смешивании с воздухом при воспламенении дают такой эффект в ограниченном пространстве.
Для наглядности на рисунке 3 показано устройство одноцилиндрового двигателя автомобиля.
Рабочий цилиндр изнутри представляет собой замкнутое пространство. Поршень, соединенный через шатун с коленчатым валом, является единственным подвижным элементом в цилиндре. Когда пары топлива и воздуха воспламеняются, вся высвобождаемая энергия давит на стенки цилиндра и поршень, заставляя его перемещаться вниз.
Конструкция коленчатого вала выполнена таким образом, что движением поршня через шатун создается крутящий момент, заставляя проворачиваться сам вал и получать вращательную энергию. Таким образом, высвобождаемая энергия от горения рабочей смеси преобразуется в механическую энергию.
Для приготовления топливно-воздушной смеси используются два способа: внутреннее или внешнее смесеобразование. Оба способа еще отличаются по составу рабочей смеси и методов ее воспламенения.
Чтобы иметь четкое понятие, стоит знать, что в двигателях применяют два вида топлива: бензин и дизельное топливо. Оба вида энергоносителей получаются на основе переработки нефти. Бензин очень хорошо испаряется на воздухе.
Поэтому для двигателей, работающих на бензине, для получения топливно-воздушной смеси применяется такое устройство как карбюратор.
В карбюраторе поток воздуха смешивается с капельками бензина и подается в цилиндр. Там полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется при подаче искры через свечу зажигания.
Дизельное топливо (ДТ) обладает малой испаряемостью при обычной температуре, но при смешивании с воздухом под огромным давлением, полученная смесь самовоспламеняется. На этом и основан принцип работы дизельных двигателей.
ДТ впрыскивается в цилиндр отдельно от воздуха через форсунку. Узкие сопла форсунки в сочетании с большим давлением при впрыскивании в цилиндр превращают дизельное топливо в мелкие капли, которые смешиваются с воздухом.
Для визуального представления — это аналогично тому, когда вы давите на крышку баллончика с духами или одеколоном: выдавливаемая жидкость моментально смешивается с воздухом, образуя мелкодисперсионную смесь, которая тут же распыляется, оставляя приятный аромат. Тот же самый эффект распыления происходит и в цилиндре. Поршень, двигаясь вверх, сжимает воздушное пространство, увеличивая давление, и смесь самовозгорается, заставляя поршень двигаться в обратном направлении.
В обоих случаях качество приготовленной рабочей смеси сильно влияет на полноценную работу двигателя. Если идет недостаток в топливе или воздухе — рабочая смесь не полностью сгорает, а вырабатываемая мощность двигателя существенно уменьшается.
Как же и за счет чего подается рабочая смесь в цилиндр?
На рисунке 3 видно, что от цилиндра вверх выходят два стержня с большими шляпками. Это впускной и
выпускной клапаны, которые закрываются и открываются в определенные моменты времени, обеспечивая рабочие процессы в цилиндре. Они могут быть оба закрыты, но никогда оба не могут быть открыты. Об этом будет сказано чуть позже.
На бензиновом двигателе в цилиндре присутствует та самая свеча, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь. Это происходит за счет возникновения искры под воздействием электрического разряда. Принцип действия и работы будет рассмотрен при изучении
Впускной клапан обеспечивает своевременное поступление рабочей смеси в цилиндр, а выпускной клапан — своевременный выпуск отработавших газов, которые больше не нужны. Клапаны работают в определенный момент времени движения поршня. Весь процесс превращения энергии от сгорания в механическую энергию называется рабочим циклом, состоящим из четырех тактов: впуск рабочей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Отсюда и название — четырехтактный двигатель.
Рассмотрим, как это происходит по рисунку 4 .
Поршень в цилиндре совершает только возвратно-поступательные движения, то есть вверх-вниз. Это называется ходом поршня. Крайние точки, между которыми двигается поршень, называются мертвыми точками: верхняя (ВМТ) и нижняя (НМТ). Название «мертвая» идет от того, что в определенный момент, поршень, меняя направление на 180 градусов, как бы «застывает» в нижнем или верхнем положении на тысячные доли секунды.
ВМТ находится на определенном расстоянии до верхней границы цилиндра. Эта область в цилиндре называется камерой сгорания. Область с ходом поршня носит название рабочего объема цилиндра. Это понятие вы, наверняка, слышали при перечислении характеристик любого двигателя автомобиля. Ну а сумма рабочего объема и камеры сгорания образует полный объем цилиндра.
Соотношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия рабочей смеси. Это
довольно важный показатель для любого двигателя автомобиля. Насколько сильно сжата смесь, настолько больше получается отдача при сгорании, которая преобразуется в механическую энергию.
С другой стороны, чрезмерное сжатие топливно-воздушной смеси приводит к ее взрыву, а не горению. Это явление носит название «детонация». Она ведет к потере мощности и разрушению или чрезмерному износу всего двигателя.
Для избегания современное топливное производство выпускает бензин, устойчивый к высокой степени сжатия. Каждый видел на АЗС надписи вроде АИ-92 или АИ-95. Цифра обозначает октановое число. Чем больше ее значение, тем больше устойчивость топлива к детонации, соответственно его можно применять с большей степенью сжатия.
Двигатель внутреннего сгорания — устройство и принцип работы
Главная » Новости » Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания
Содержание:
- 1. Определение
- 2. Устройство
- 3. Внутренние системы
- 3.1. Охлаждение
- 3.2. Подача топлива
- 3.3. Смазка
- 3.4. ГРМ
- 3.5. Выхлопная систем
- 4. Классификация
- 4.1. Тип конструкции
- 4.2. Тип топлива
- 4.3. Рабочий цикл
- 4.4. Работа ГРМ
- 4.5. Количество цилиндров
- 4.6. Расположение цилиндров
- 4.7. Создание рабочей смеси
- 5. Принцип работы ДВС
- 5.1. Двигатель 2-хтактный
- 5.2. Двигатель 4-хтактный
- 6. Плюсы и минусы
- 7. Заключение
Двигатель внутреннего сгорания представляет собой силовой агрегат, который уже ни один десяток лет используется в разного рода транспортных средствах. В начале XX в. он заменил собой паровые двигатели. Но даже сегодня в XXI в. он остается очень актуальным. Рассмотрим, что такое устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания.
Определение
Двигатель имеет приставку «внутреннего сгорания» по одной простой причине. Дело в том, что топливо воспламеняется внутри рабочей камеры, а не внешне. Сгорая, топливо выделяет энергию, которая преобразуется в механическую работу для ее передачи остальным «органам» автомобиля.
Существуют разные виды двигателей, но большей популярностью пользуется поршневой. Данная разновидность мотора позволяет хранить топливо компактно, при этом много не затрачивать его при больших пробегах.
Устройство
Устройство ДВС включает в себя разнообразные системы с механизмами. Главными элементами мотора являются кривошипно-шатунный механизм (КШМ), который также состоит из нескольких элементов, блок цилиндров и его головка с ГРМ.
В процессе вращения коленвала КШМ помогает преобразовывать работу поршней. Энергия, сгорающая в цилиндрах, «запускает» поршни. Без функционирования механизма газораспределения невозможна работа этой системы. ГРМ помогает впускным и выпускным клапанам вовремя открываться. Они запускают рабочую смесь и выпускают отработанный газ.
Распределительные валы, из которых в разных количествах состоит ГРМ, обладают кулачками. Они, в свою очередь, толкают клапаны с возвратными пружинами. Если вспомогательная система функционирует правильно, то и все устройство двигателя внутреннего сгорания будет работать также.
Вспомогательная система состоит из других систем, каждая из которых имеет свое назначение. Подробнее о них будет информация дальше.
Внутренние системы
Охлаждение, питание и смазка — этими словами можно объяснять принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Без данных составляющих невозможно правильно функционировать мотору.
Первое время внутренние системы являлись механическими. Сегодня каждая из них содержит в себе долю «электроники». Двигатель работает более эффективно, если над ним ведется электронное управление. Системы же становятся «гибкими», за ними не нужен пристальный уход и бесконечное обслуживание.
Охлаждение
Когда в двигателе возникает процесс воспламенения, температура повышается до +2500 градусов (в камере). Соответственно, из-за высокой температуры есть риск перегрева поршней, цилиндров и остальных важных элементов. Это приводит, в конечном счете, к утере мощности, выгоранию масла и неполадкам в «движке». Чтобы ликвидировать излишнее тепло, была создана система охлаждения. Ее принцип работы заключается в том, что она с помощью жидкости (воздуха) отводит тепло принудительно.
Воздушная система в автомобилях не применяется. Ее используют в газонокосилках, либо мопедах. Что касается жидкостной системы, то она построена сложным образом, но при этом максимально эффективно отводит излишки тепла. Теплоносителем выступает «незамерзайка», т.е. антифризная жидкость, имеющая низкую температуру замерзания.
Канал для прохождения «незамерзайки» называется рубашкой охлаждения. Она соединена с радиатором с помощью патрубков. Радиатор принимает на себя тепловую массу и перенаправляет ее. В системе за ним находится вентилятор, помогающий быстрее пройти воздушным массам.
В процессе работы «движка» хладагент перемещается от насоса. Он же приходит в действие от коленчатого вала, либо электродвигателя. Для того, чтобы охлаждающая система могла создавать нужный режим температуры, контур охлаждения оснащают термостатом, соединенным с блоком управления.
Подача топлива
Система подачи топлива также подразделяется на виды: инжекторный и карбюраторный. Первый тип является самым востребованным. Инжекторная система подразделяется еще на несколько систем: подача (очистка) топлива, воздуха, дожигание и выпуск отработанного газа. Также подсистемы функционируют на сжигание и улавливание бензиновых паров.
Топливо из бака помогает «влить» электробензонасос, который включается при запуске ДВС. Горючее поступает к рампе с форсунками, проходя через топливный фильтр. Воздух, который наполняет цилиндры, и его количество регулируется дроссельной заслонкой. Она, в свою очередь, функционирует от электропривода, либо троса.
Шаговый электродвигатель осуществляет регулировку оборотов. Чтобы система работала слаженно, в электронный блок поступает информация с датчиков расхода воздуха, частоты и положения коленчатого вала и др.
Кроме распределенного впрыска есть система впрыска непосредственного. Это дорогостоящие агрегаты со сложным устройством. Сотрудниками фирмы «Митцубиси» удалось создать систему, которая получилась более сбалансированной. С ее помощью повысилась мощность «движка», а также улучшилась топливная экономичность.
Смазка
Смазочная система автомобиля защищает элементы от трения, а также не дает образоваться на деталях коррозии, смывает грязь и охлаждает полностью конструкцию. ДВС обычно оснащены комбинированным типом системы, где масло поставляется под давлением и разбрызгиванием.
Через горловину в поддон картера заливается масло в систему. В процессе функционирования «движка» насос с помощью маслозаборника всасывает смазку, после чего оно перенаправляется в основную магистраль.
Магистраль — это ответвленные каналы. Масло по ним переходит к подшипникам коленчатого вала, поршневой группе и т.д. Смазка льется из зазоров у подшипников, а потом начинается разбрызгивание (каплевидное и туманное). Затем масло поступает в поддон, смазывая привод ГРМ.
Смазочная система с сухим картером применима в отношении спортивных машин или тракторов. Масляная жидкость перекачивается в бак, оттуда подается в систему смазки. Подобная конструкция предотвращает перемещение жидкости во время резких движений.
Помимо всего перечисленного, смазочная система играет роль вентилирования от газов картера. Газы поступают через поршневые кольца, а затем комбинируются с парами воды и тем самым преобразуются в токсичные кислоты. Они провоцируют развитие коррозии. Именно поэтому их легче всего вывести в атмосферу.
ГРМ
ГРМ представляет собой газораспределительный механизм, главной функцией которого является своевременная подача смеси в цилиндры и выпуск из них продуктов горения. Чтобы ГРМ могла слаженно работать, для этого нужно на каждый цилиндр по одному впускному и выпускному клапану. У впускного клапана больше диаметр тарелки. Именно эта особенность улучшает наполняемость цилиндра.
В системе также есть распределительный вал, который запускается цепью или ремнем от коленчатого вала. Также он работает на закрытие и открытие клапанов.
Привод клапанов подразделяется на следующие разновидности:
1. ОНV — распределительный вал находится в блоке цилиндров, но клапаны управляются с помощью штанги и доп.толкателей.
2. ОНС — распределительный вал находится в головке, клапаны приводятся в действие рычажными толкателями.
3. DОНС — два распределительных вала находятся в головке. Первый применяется для впускных, а второй, соответственно, для выпускных клапанов.
Открытие и закрытие клапанов происходит в определенные моменты, которые называются фазами. Отличное наполнение и очистка цилиндров обеспечиваются за счет грамотно подобранных цилиндров.
Выхлопная система
На мощность двигателя внутреннего сгорания сильно влияет выхлопная система. Помимо этого, она оказывает небольшое влияние на расход горючего и объема вредных выбросов. Каталитический нейтрализатор — это то, что помогает снизить содержание токсических веществ в газах. Нейтрализатор имеет окислительный и восстановительный катализаторы, способные углеводороды преобразовывать в водяной пар. Прибор ставят рядом с выпускным коллектором.
Нейтрализатор будет функционировать лучше в случае, когда ДВС начнет работу на воздушно-топливной смеси, соединенной в пропорции 14,7 к 1. Специальный датчик будет следить за уровнем воздуха в газах.
Классификация
Выяснив принцип работы двс, водитель может приступать к изучению классификации устройства. Каждый производитель старается его по-своему усовершенствовать. Кто-то пытается увеличить мощность, другие — уменьшить выход токсичных веществ в атмосферу, третьи — оптимизировать стоимость. Рассмотрим, какие на сегодняшний день существуют ДВС и по каким критериям их подразделяют.
Тип конструкции
Двигатели внутреннего сгорания подразделяются на виды по типу конструкции: роторные, поршневые и газовые турбины.
Как работает двигатель внутреннего сгорания роторного типа? На ротор действует давление газов, при этом мотор не имеет ГРМ. Его роль выполняют выпускные (впускные) окна в стенках корпуса по бокам.
Поршневой тип функционирует от поршня, который приводится в действие от сгорающих газов. Поршень толкает коленчатый вал. Что касается газовых турбин, то в ДВС газы на большой скорости влетают на лопатки турбины. Компрессор, установленный в моторе, в свою очередь, предназначается для нагнетания воздуха.
Тип топлива
ДВС функционирует за счет сжигания смеси воздуха с дизелем, газом либо бензином. Если водитель предпочитает газовое топливо, то в его качестве используется сочетание пропана и бутана, сжиженного газа, метана или водорода.
Рабочий цикл
Двигатель внутреннего сгорания имеет рабочий цикл. Он представляет собой последовательность процессов в цилиндрах, которые превращают топливную энергию в механическую.
Существует 2-х тактный и 4-х тактный цикл, каждый из которых работает по своему принципу. В первом случае впуск и сжатие происходят одновременно, а во втором — по четырем тактам (сжатие, впуск, выпуск, рабочий ход).
Нельзя выделить из этих двух ДВС лучший, поскольку 2-х тактный по рабочему циклу является более компактным, а 4-х тактный считается лучше по экономичности.
Работа ГРМ
ГРМ устанавливается по одной из четырех схем, описанных выше по тексту. Каждая компоновка влияет на работу «движка». Помимо этого, приводы клапанов подразделяются по способу регулировки зазоров. Их настройка проводится ручным методом. Для этого меняют в коромыслах винты, либо устанавливают гидрокомпенсаторы для авторегулировки.
Количество цилиндров
Существует одноцилиндровые моторы, которые функционируют не столь равномерно, но это не сильно сказывается на их работе в мопедах и мотоциклах. «Движок» для авто устроен по-другому, здесь требуется более высокая мощность и большой объем цилиндров. В легковые машины по большей части ставят моторы с 4-мя цилиндрами, а в грузовики: 6-ти или 8-ми цилиндровые двигатели. В элитные автомобили марки Ауди могут быть установлены 12-ти цилиндровые «движки».
Расположение цилиндров
Поршневые двигатели подразделяются по схемам блока цилиндров. Они могут быть представлены в виде разного рода конструкций. Их около 5 разновидностей. В зависимости от компоновки под капот мотор ставят под разными углами.
Создание рабочей смеси
Способ смесеобразования — еще один критерий, по которому классифицируются ДВС. Существует внешнее и внутреннее смесеобразование. Первый тип присутствует в карбюраторных моторах, а также в агрегатах с впрыском во впускной коллектор. Второй тип находится в дизельных «движках», а также в бензиновых, имеющих впрыск в камеру сгорания.
Принцип работы ДВС
Поняв, как работает двс, водителям стоит рассмотреть подробнее его принцип работы. Разберем работу двухтактного и четырехтактного двигателя.
Двигатель 2-х тактный
Газораспределительный механизм вместе с КШМ для двухтактного двигателя довольно сильно отличается от четырехтактного. В некоторых участках на цилиндрах вместо клапанов находятся небольшие отверстия, которые именуются как продувочные окна. В цилиндровой головке присутствуют свечи зажигания.
При наступлении первого такта поршень направляется от НМТ в ВМТ. Заполняя собой цилиндр, смесь поступает через впускное окошко. Выпускное окно, в свою очередь, остается открытым для выпуска остатков газов. Двигаясь, поршень создает окнам перекрытие, при этом смесь в этот момент сжимается. Около ВМТ возникает искра зажигания, запуская собой второй такт.
Под влиянием газового давления поршень смещается вниз. Начинается открытие впускного и выпускного окна. Через выпускное уходят отработанные газы, а через впускное поступает смесь.
Таким образом становится ясно, что 2-х тактный «движок» обладает высоким КПД. Рабочий цикл поршня совершает всего 2 хода, при этом коленвал делает единственный полный оборот. К недостаткам системы можно причислить тот момент, что часть ТПС растворяется с газами, что создает низкую топливную экономичность. При этом поршневые кольца довольно быстро подвергаются износу.
Двигатель 4-х тактный
Что касается четырехтактного устройства двс, то здесь работа строится немного по другому принципу. Поршень перемещается внутри цилиндра. Через шатун он соединен в коленвалом. Поднимаясь вверх, поршень остается в таком положении, которое называется верхней «мертвой точкой». Соответственно, после перемещения вниз он становится в положение нижней «мертвой точки» НМТ. Данный ход зовется «тактом». Таким образом, весь рабочий цикл состоит из 4-х тактов, последовательных друг за другом. Изучим каждый такт по отдельности.
1. Впуск. При включении первого такта открывается впускной клапан. После этого поршень переход от ВМТ, а в цилиндр поступает смесь.
2. Пройдя НМТ, поршень идет вверх, параллельно сжимая остаточные газы со смесью. Клапаны остаются закрытыми, при этом давление и температура газов возрастает. Свеча зажигания создает искру, помогающую воспламенить смесь.
3. Смесь возгорается и в процессе горения толкает поршень вниз прямо от ВМТ, при этом клапаны по-прежнему остаются закрытыми.
4. Выпускной клапан открывается только на выпуске, поршень движется наверх, одновременно толкая газы из цилиндра.
Что касается многоцилиндровых блоков, то в них одинаковые такты осуществляются в разном порядке. Если двигатель имеет 4-цилиндровый блок, то очередность его функционирования бывает в порядке 1-3-2-4. Иными словами, это означает, что впуск произойдет в первую очередь в 1, затем в 3, а потом 2 и 4 цилиндрах.
Плюсы и минусы
ДВС, как и любой тип двигателя, имеет свои преимущества и недостатки.
К плюсам относятся следующие особенности:
1. Небольшой вес. Обычно такие устройства занимают мало места и имеют низкий вес.
2. Высокая мощность. На сегодняшний день почти все ДВС обладают высоким значением лошадиных сил. Чем «сильнее» «движок», тем дороже он стоит и больше потребляет топлива.
3. Есть возможность преодолеть большие расстояния. Эта проблема особо актуальна для тех, кто ездит в другие города ежедневно.
4. Быстрая заправка. Сегодня заправки расположены повсеместно, поэтому автолюбителям не придется бояться за пустой бак. Заправка длится не более 10 минут.
5. Простота эксплуатации. Большинство моторов, независимо от их типа, имеют схожую систему. Поэтому разобраться в работе двигателя сможет каждый водитель.
6. Доступность. Сегодня автомобилем с ДВС никого не удивишь, они эксплуатируются повсеместно. На вторичном рынке их стоимость еще дешевле, так что каждый человек может позволить себе купить такое авто.
7. Большой ресурс работы. Моторы, выпускаемые сегодня, способны функционировать ни один год подряд, а десятки лет. Возможно, кто-то скажет, что их надежность все же снижается, но это не исключает тот факт, что качество по-прежнему остается «на уровне».
Перечислив все преимущества ДВС, перейдем к недостаткам, которые, к сожалению, также встречаются у данного типа двигателя.
Минусы у ДВС следующие:
1. Высокая степень выбросов в атмосферу во время езды автомобиля. Дело в том, что топливо не до конца сгорает, и в этом заключается главная проблема. Чтобы авто двигалось, требуется всего лишь 15% горючего, а все остальное уходит в воздух. Отработанный газ содержит множество вредных и токсичных веществ, а также тяжелых металлов.
2. Требуется коробка переключения передач. Устройство обязательно, так как нужно, чтобы менялось передаточное число. Оно регулирует обороты двигателя, который перенаправляет энергию на колеса, а они вращаются либо быстро, либо медленно.
3. Регулярная замена масла. Менять масло нужно каждые 10 000 км. Это нужно обязательно делать, так как жидкость загрязняется, а мелкие частицы грязи попадают в «движок».
4. Высокая цена на топливо. Бензин и солярка с каждым годом возрастают в цене, соответственно, совсем скоро передвижение на авто с ДВС станет роскошью. Чтобы сэкономить на топливе, можно установить газовое оборудование, так как цена газа вдвое ниже остального горючего.
5. Низкий КПД. Этот параметр наглядно показывает эффективность работы двигателя относительно вырабатываемой энергии. Показатель выражается в процентах. К примеру, электродвигатели имеют КПД около 95%, но в ДВС такие значения невозможны.
6. Ограниченный ресурс дешевых моторов. Изготовители, выпускающие двигатели по низкой стоимости, используют некачественные детали. Они быстро изнашиваются и «выходят из строя». Но если водитель будет использовать смазку, а также вовремя менять расходные материалы, то «движок» прослужит дольше.
Таким образом, мы выяснили, что ДВС имеет как много преимуществ, так и много недостатков. Несмотря на это, он является одним из самых эффективных устройств на сегодняшний день.
Заключение
Двигатели, производимые сегодня, являются самыми лучшими, поскольку выгодно отличаются от своих предшественников. Сейчас у них нет конкурентов, и в ближайшее время не намечается. Возможно, в течение будущих 10 лет, будет придумано что-то более новое. Многим хотелось бы, чтобы ДВС эксплуатировались вечно, но их существование завершиться, как только в мире закончится нефть и придет эпоха электрических двигателей. Сейчас тенденция к этому уже давно идет вперед.
Твитнуть |
Программа проверки драйверов (DVS)
Ссылки для входа на эту страницу
- мойRMV
Пропустить оглавление
Содержание
Вы пропустили раздел оглавления.
Что такое ДВС?
DVS дает работодателям возможность отслеживать статусы лицензий ваших водителей/сотрудников и получать уведомления по электронной почте от RMV в случае изменения статуса лицензии в любое время, пока они зарегистрированы в DVS.
Когда вы получаете уведомление DVS по электронной почте, вам необходимо войти в свою учетную запись DVS, чтобы просмотреть водителей, состояние которых изменилось.
Программа DVS предоставляет следующую информацию для любого зарегистрированного водителя:
- Класс имеющейся лицензии (CDL, пассажир, мотоцикл), статус и срок действия
- Если имеется сертификат школьного автобуса 7D, статус и срок действия
- Если CDL удерживается, тип самосертификации CDL и срок действия
- Статус донора органов
- Любые ограничения и подтверждения
Вы должны предоставить номер лицензии, дату рождения, фамилию и имя для каждого водителя, который регистрируется в программе DVS. Вы также обязаны удалить любого водителя, который больше не работает с вами.
Программа DVS также позволяет запрашивать незаверенную публичную водительскую книжку для любого сотрудника, зарегистрированного в программе. Публичная запись о вождении включает в себя все оплачиваемые дорожно-транспортные происшествия, уголовные и гражданские правонарушения, в которых лицо было признано виновным или ответственным, а также дискреционные и административные действия по приостановлению действия водительских прав. Этот файл Публичной записи о вождении находится в формате PDF и требует Adobe Acrobat Reader, который можно бесплатно загрузить с сайта Adobe.com.
Кто может участвовать в программе DVS?
DVS доступен пользователям, имеющим разрешение RMV, как указано в разделе 1 Соглашения о доступе к записям и данным, хранящимся в реестре транспортных средств.
Как получить доступ к программе DVS?
Вы получите доступ к программе DVS через веб-портал RMV eServices. Вы должны назначить по крайней мере одного администратора eService для своей учетной записи DVS. Администратор eService будет поддерживать доступ для ваших конечных пользователей.
Чтобы войти на портал DVS, нажмите здесь.
Требуется ли обучение для участия в программе DVS?
Да. Все администраторы электронных услуг и конечные пользователи должны пройти компьютерное обучение (CBT) перед использованием портала электронных услуг RMV.
Взимается ли плата за участие в программе?
Плата не взимается, если вы не запрашиваете водительскую книжку.
Плата за участие в программе DVS и получение уведомлений о статусе лицензии не взимается. Если вы решите получить незаверенную публичную водительскую книжку, за каждую запрашиваемую запись взимается плата в размере 8 долларов США (муниципалитеты и государственные учреждения освобождены от этой платы). Ежемесячный счет будет размещен в вашей учетной записи DVS для просмотра.
Ваш счет можно оплатить онлайн с помощью кредитной карты или электронного чека, войдя на портал DVS.
Какая документация требуется для участия в программе DVS?
Чтобы зарегистрироваться в программе DVS, вам необходимо предоставить необходимую документацию. Нажмите на ссылки ниже, чтобы заполнить Соглашение о доступе, форму бизнес-контакта RMV и форму администратора электронных услуг с помощью Adobe Sign.
Примечание: 2 запрошенных ниже документа следует отправить по электронной почте: [email protected]
- Подписанное и датированное письмо на фирменном бланке, в котором указывается потребность вашего бизнеса в использовании программы DVS
- Пример. Вы транспортная компания или компания по доставке, которой требуется возможность отслеживать статусы своих водительских прав.
- Подтверждение федерального идентификационного номера (FID)
- Приемлемое подтверждение FID включает следующие документы IRS: Форма 147C, Форма 5372 — Уведомление о присвоении нового идентификационного номера работодателя, уведомление CP575 (выданное IRS) или Свидетельство об освобождении по форме ST-2 (выданное Департаментом доходов) . Используемый документ должен быть не старше 2 лет.
Примечание: 3 указанные ниже формы представляют собой веб-формы Adobe и будут автоматически отправлены в RMV через Adobe Sign. Никаких дополнительных действий не требуется после того, как документ будет завершен и нажата Нажмите, чтобы подписать . Нажмите на название каждой формы ниже, чтобы открыть ее.
Соглашение о доступе к записям и данным, хранящимся в Реестре транспортных средств — Standard Business Partners
- Должно быть заполнено и подписано уполномоченным лицом вашего бизнеса.
- Отметьте «Система проверки драйверов (DVS)» на стр. 1
- Отметьте «Вариант D» на стр. 2
- Не отмечайте ничего другого, если вы уже не зарегистрированы в другой программе
Или
Соглашение о доступе к записям и данным, хранящимся в Реестре транспортных средств – муниципалитеты/государственные учреждения
- Должно быть заполнено и подписано уполномоченным лицом вашего бизнеса.
- Отметьте «Система проверки драйверов (DVS)» на стр. 1
- Не отмечайте ничего другого, если вы уже не зарегистрированы в другой программе
Контактная форма бизнес-партнера RMV
- Эта форма используется для сбора контактной информации о владельце бизнеса, программе, юридических, финансовых, технических вопросах и вопросах безопасности.
Форма доступа администратора электронных служб
- Эта форма используется для определения того, кто будет вашим администратором (администраторами) электронных служб для программы.
- Обратите внимание, что эту форму необходимо дважды подписать в процессе Adobe Sign.
Контактная информация
По вопросам, касающимся программы DVS, обращайтесь по электронной почте [email protected]
По вопросам, связанным со входом в систему и/или с паролем, обращайтесь по электронной почте [email protected] или звоните по телефону 857-368- 7930.
Обратная связь
Спасибо, ваше сообщение было отправлено в RMV!
Присоединиться к панели пользователяЧто это значит для вашего автопарка? – SureCam
Мэр и транспорт Лондона (TfL) представили закон о стандарте прямого обзора (DVS), который первоначально планировалось вступить в силу 26 октября 2020, , но теперь он был отложен. на Февраль 2021 в связи с Коронавирусом. Цель состоит в том, чтобы сделать Лондон более безопасным для участников дорожного движения, улучшив видимость для водителей большегрузных транспортных средств (HGV). Этот уровень законодательства станет первым в мире и, вероятно, будет воспроизведен в оживленных городах по всему миру.
ОБНОВЛЕНИЕ: Введение в действие рекомендаций стандарта прямого обзора (DVS) для большегрузных транспортных средств было отложено до февраля 2021 года из-за кризиса общественного здравоохранения, вызванного коронавирусом (COVID-19). Подробности читайте в обновлении TfL на временной шкале с задержкой.
Вот что вам нужно знать о стандарте Direct Vision и разрешении на безопасность грузовых автомобилей.
Что такое стандарт прямого зрения (DVS) ?Официальное видео, выпущенное TfL, о стандарте Direct Vision и разрешении на безопасность грузовых автомобилей:
youtube.com/embed/i-P20wdrcAQ?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»>Стандарт прямого обзора (DVS) — это мера того, насколько хорошо водитель может видеть непосредственно через окна кабины своего грузового автомобиля (HGV) или крупногабаритного грузового автомобиля (LGV). Он указывает уровень риска для уязвимых участников дорожного движения, таких как люди, идущие и ездящие на велосипеде рядом с транспортным средством.
Первоначально с 26 октября 2020 г., а теперь с февраля 2021 г. законодательство DVS требует, чтобы все большегрузные автомобили массой более 12 тонн, въезжающие или работающие в Большом Лондоне, должны были иметь действующее разрешение на безопасность большегрузных автомобилей. DVS также называют схемой выдачи разрешений на безопасность грузовых автомобилей.
Запущена схема DVS, чтобы уменьшить количество дорожных столкновений с участием большегрузных автомобилей и уязвимых участников дорожного движения.
«Грузовики участвовали в 63 % столкновений со смертельным исходом с велосипедистами и в 25 % смертей пешеходов. И это несмотря на то, что грузовые автомобили составляют всего 4% миль, пройденных в лондонском городе».
– Статистика из Tf L и офиса мэра Лондона
Слепые зоны были определены как основной фактор, способствующий фатальным столкновениям. Схема DVS была разработана для устранения слепых зон и оснащения водителей инструментами, необходимыми для безопасного маневрирования.
Источник: Понимание прямого и непрямого зрения водителя от большегрузных транспортных средств д-ра Стива Саммерскилла и д-ра Рассела Маршалла Университет Лафборо
На кого распространяется законодательство DVS ?Всем предприятиям и частным лицам, управляющим транспортными средствами массой более 12 тонн, которые ездят по Большому Лондону, потребуется действующее разрешение на безопасность грузовых автомобилей. Схема разрешений на безопасность большегрузных транспортных средств будет действовать 24 часа в сутки, каждый день в году.
DVS Star Rating and Safe SystemB Y октябрь 2020 г., теперь отложено до февраля 2021 года, все HGVS необходимо достичь A A A . -звездный рейтинг в 2024 году.
Стандарт Direct Vision использует звездную систему для оценки грузовых автомобилей массой более 12 тонн от 0 (плохо) до 5 (отлично) в зависимости от того, сколько водитель может видеть прямо через окна своей кабины.
Все операторы большегрузных транспортных средств должны подать заявку на получение разрешения на безопасность грузовых автомобилей для вождения их транспортных средств в Лондоне. Вам будет предоставлено разрешение, если ваш автомобиль имеет рейтинг DVS от одной звезды и выше.
Водители в автомобиле с нулевой звездой будут иметь плохой прямой обзор и не смогут видеть голову и плечи пешехода, который находится менее чем в 4,5 м от кабины. Водители в пятизвездочном автомобиле будут иметь хорошее прямое зрение и смогут видеть пешеходов, автомобилистов и велосипедистов, которые находятся непосредственно рядом с кабиной их транспортных средств.
Транспортные средства с нулевым рейтингом должны будут повысить общую безопасность своего транспортного средства до октября 2020 года, установив систему безопасности.
Источник www.safestand.co.uk/safestand-prepared-for-direct-vision-standard/
http://content.tfl.gov.uk/hgv-safety-permit-guidance-for-operators-entering -london.pdf
Каждый тип/модель автомобиля каждого производителя уже имеет звездную систему DVS. Если вы не уверены в рейтинге своего автомобиля, вы можете связаться со своим производителем.
Как мне сделать мой большегрузный автомобиль совместимым с DVS?Если рейтинг вашего грузового автомобиля составляет от одной до пяти, вы можете подать заявление на получение разрешения на безопасность грузового автомобиля без необходимости предоставления каких-либо дополнительных доказательств. Если ваш грузовой автомобиль имеет нулевой рейтинг, вам нужно будет сделать свой автомобиль более безопасным, оснастив его системой безопасности, прежде чем вы сможете подать заявку на получение разрешения.
«Система безопасности» основана на передовом опыте существующих, признанных в отрасли схем.
Безопасные системные меры включают:
- Устранение и минимизация пятен с помощью камеры, зеркал и сенсорных систем
- Предупреждение о предполагаемом маневре с помощью звукового сигнала и наклеек
- Сведение к минимуму физического воздействия опасности, напр. боковая противоподкатная защита
Разрешение на безопасность большегрузных транспортных средств будет выдано Transport for London (TfL), и подача заявки на него бесплатна.
Обратитесь к руководству TfL для операторов для получения дополнительной информации о том, как сделать автомобиль с нулевым рейтингом совместимым и подготовиться к подаче заявки на разрешение.
What is the penalty f or d riving an HGV that d oesn’t m eet DVS r equirements?С 26 октября 2020 года (сейчас перенесено на февраль 2021 года) всем большегрузным автомобилям с нулевым рейтингом будет запрещено или ограничено движение по дорогам Лондона, если они не имеют системы безопасности. Штрафы в размере 550 фунтов стерлингов будут наложены на водителей любого грузовика, въезжающего в Лондон без разрешения на безопасность грузовых автомобилей. TfL также может отозвать или приостановить действие разрешения, если транспортное средство, которому было выдано разрешение, впоследствии окажется нарушающим условия разрешения.
Узнайте больше о требованиях к системе безопасности и о том, как подать заявку на получение разрешения на безопасность большегрузного автомобиля.
Об авторе сообщения
ЧТО ТАКОЕ СТАНДАРТ ПРЯМОГО ВИДЕНИЯ (DVS)?
Стандарт прямого зрения — это рейтинговая система, которая измеряет способность водителя видеть из кабины большегрузного автомобиля. Уровень видимости оценивается от нуля до пяти звезд. Ноль представляет самый низкий уровень видимости, а пять звезд — самый высокий.
ЧТО ТАКОЕ СТАНДАРТ ПРЯМОГО ВИДЕНИЯ?Стандарт прямого зрения используется для измерения того, насколько хорошо водитель может видеть через окна кабины. Он объективно измеряет видимость водителя и размер его слепых зон.
Рейтинги Direct Vision Standard (DVS) для любого автомобиля можно получить у производителя автомобиля. Вы можете проверить звездный рейтинг DVS для своих автомобилей, а затем внедрить «Систему безопасности», если она необходима. Операторы большегрузных транспортных средств в районе Лондона должны будут иметь разрешение на безопасность DSV, иначе им грозит штраф.
ТРЕБОВАНИЯ К DSV БОЛЬШОГО ЛОНДОНАВодителям большегрузных транспортных средств (HGV) полной массой более 12 тонн требуется разрешение на безопасность Direct Vision Standard (DVS) для работы в районе Большого Лондона. Если вы владеете таким транспортным средством, вы должны получить разрешение на безопасность перед въездом в Большой Лондон, иначе вам грозит уведомление о штрафе.
ЛИЦАМ, ОТСУТСТВУЮЩИМ РАЗРЕШЕНИЕ, СТОИТ ШТРАФСхема разрешений безопасности DSV охватывает большую часть Большого Лондона и действует 24 часа в сутки, семь дней в неделю, триста шестьдесят пять дней в году. Если вы хотите избежать штрафа, вам необходимо получить разрешение DVS на безопасность.
Фиксированное уведомление о штрафе в размере 550 фунтов стерлингов будет выдано любому транспортному средству, нарушающему схему. Однако плата снижается до 275 фунтов стерлингов, если она уплачивается в течение 14 дней. Кроме того, водителю автомобиля грозит штраф в размере 130 фунтов стерлингов.
СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗВЕЗД DVSСистема звезд от нуля до пяти используется для оценки уровня видимости. Ноль — это самая низкая оценка, которую вы можете получить, и она означает очень плохую видимость из кабины. Пять звезд — это высшая оценка, отражающая лучший уровень видимости. Звездная система была введена как простой способ определить и стандартизировать уровень видимости из кабины большегрузного автомобиля.
ЧТО ОЗНАЧАЮТ ЗВЕЗДЫ?Ноль звезд означает, что у водителя плохое прямое зрение. Они не смогут увидеть голову или плечи пешехода, который находится на расстоянии не более 4,5 метров от кабины. Все, что находится в пределах этого 4,5-метрового диапазона, является слепой зоной для водителя.
Оценка в пять звезд соответствует лучшему уровню видимости. Водители в пятизвездочном автомобиле Direct Vision Standard будут иметь хорошее прямое зрение и смогут видеть человека, велосипедиста или другого автомобилиста, находящегося непосредственно рядом с кабиной.
СКОЛЬКО ЗВЕЗД МНЕ НУЖНО?С 1 марта 2021 года операторы большегрузных автомобилей всех транспортных средств массой более 12 тонн должны были иметь как минимум одну звезду рейтинга DSV перед въездом в район Большого Лондона. А с 2024 года Управление транспорта Лондона потребует от водителей трехзвездочного рейтинга для любого транспортного средства, въезжающего в регион.
Это дает водителям время, чтобы отрегулировать свою кабину, внести необходимые изменения в области безопасности и повысить свой звездный рейтинг DSV. Стандарты прямого обзора для большегрузных транспортных средств являются частью плана мэра Лондона Vision Zero, направленного на устранение всех смертельных случаев и серьезных травм в транспортной зоне Лондона к 2041 году.
СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ DVSЕсли ваш автомобиль не соответствует минимальному рейтингу DVS, вам придется внедрить систему безопасности. Это включает в себя добавление ряда функций безопасности и оборудования для повышения безопасности автомобиля и защиты других участников дорожного движения вокруг вас. Вы должны внедрить безопасную систему, чтобы иметь право на получение разрешения DVS на безопасность. Подробнее об этом ниже.
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПРОИЗВОДИТЕЛЕ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ UKЕсли вам необходимо связаться с производителем вашего грузового автомобиля, см. приведенный ниже список для получения подробной информации. Для вашего удобства мы включили самых популярных производителей грузовых автомобилей.
- ДАФ : +44 (0)1844 261111
- Деннис Орел : www.dennis-eagle.co.uk/USV
- MAN (продажи): +44 (0)1793 448000 — salesengineering@man. eu
- Renault (инженерный): +44 (0)1926 401777 — [email protected]
- Scania (инженерный): +44 (0)1908 210 210 — [email protected]
- Volvo (продажа): +44 (0)1926 401 777 — [email protected]
- Мерседес : [email protected]
- Продукт Iveco (инженерный): [email protected]
Если ваш автомобиль не соответствует требованиям рейтинга DVS, вам необходимо внести некоторые изменения в систему безопасности, чтобы улучшить видимость из кабины вашего грузового автомобиля. Неспособность внедрить безопасную систему DVS и получить разрешение на безопасность может привести к большому штрафу, если вы въедете в район Лондона.
Система безопасности — это ряд модификаций, которые можно внести в автомобиль, чтобы уменьшить опасность ограниченной видимости из кабины. Если ваш автомобиль получил нулевую звезду в рейтинге DVS, вам необходимо реализовать все перечисленные ниже функции безопасности и оборудование.
1: УЛУЧШЕНИЕ НЕПРЯМОГО ОБЗОРАДля улучшения непрямого обзора и помощи водителям в обзоре вблизи автомобиля
- Зеркала класса V и VI
- Полнофункциональная система видеонаблюдения
- Сенсорная система с оповещением водителя
Для предупреждения участников дорожного движения о предполагаемых маневрах
- Звуковое предупреждение о маневрировании транспортного средства при левых поворотах (или правых поворотах, если автомобиль с левосторонним управлением)
- Предупреждающая табличка
Для минимизации физического воздействия опасности
- Боковая противоподкатная защита
Водители большегрузных транспортных средств должны как можно скорее подать заявку на получение разрешения DSV на безопасность, если они планируют путешествовать в районе Большого Лондона. Подача заявления на получение разрешения проста и не требует платы за подачу заявления.
Производители транспортных средств регистрируют рейтинг DSV для каждого транспортного средства HGV. Вы можете связаться с производителем вашего автомобиля, чтобы получить рейтинг. Кроме того, вы можете проверить свой рейтинг DVS на веб-сайте Transport for London — все, что вам нужно, это номерной знак вашего автомобиля.
Просто зайдите на страницу Заявка на получение разрешения и введите свой номерной знак в поле поиска. Проверьте свой звездный рейтинг и узнайте, соответствуете ли вы требованиям. Затем вы можете подать заявку на получение разрешения безопасности DVS.
ОТКУДА ВЗЯЛАСЬ СИСТЕМА DVS?Стандарт видимости водителя был введен мэром Лондона Садиком Ханом в рамках его плана «Vision Zero». Это амбициозный проект, целью которого является значительное и быстрое сокращение смертности и серьезных травм на дорогах в районе Лондона. В рамках этого плана была создана система DVS для обеспечения обзора кабины большегрузного автомобиля.
План Vision Zero направлен на сокращение числа людей, погибших или получивших серьезные травмы на дорогах Лондона, на 65% к 2022 году. Затем план направлен на то, чтобы к 2030 году никто не погиб под автобусом. травмы в транспортной зоне Лондона.
ЧТО ТАКОЕ ПЛАН ДЕЙСТВИЙ LONDON Vision ZERO?Лондонский план действий Vision Zero направлен на устранение случаев смерти и серьезных травм в лондонской транспортной сети. Действия и результаты плана касаются широкого круга проблемных областей и включают…
СНИЖЕНИЕ ОГРАНИЧЕНИЙ СКОРОСТИУправление транспорта Лондона предлагает к 2020 году сделать 20 миль в час новым ограничением скорости на всех дорогах в зоне взимания платы за въезд. как самый опасный в Лондоне. Эти перекрестки имеют худшие показатели безопасности в районе Большого Лондона. В этих местах будут проведены значительные улучшения безопасности, чтобы значительно снизить опасность для пешеходов и велосипедистов.
БЕЗОПАСНОСТЬ HGV – СТАНДАРТЫ ВИДИМОСТИ ДЛЯ ВОДИТЕЛЯИменно здесь подходят стандарты Direct Vision. Грузовые автомобили массой 12 тонн и более должны соответствовать новым требованиям безопасности DVS. Эти стандарты направлены на улучшение видимости водителя из кабины, чтобы уменьшить количество серьезных аварий.
ВЕДУЩИЕ МИРОВЫЕ СТАНДАРТЫ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОБУСОВВ рамках этой инициативы будут выявлены и установлены новейшие и лучшие средства обеспечения безопасности автобусов. Эти стандарты были добавлены в контракты с автобусными операторами с конца 2018 года и направлены на снижение аварийности автобусов в районе Лондона.
БЕЗОПАСНЫЕ УЛИЦЫ ДЛЯ ПЕШЕХОДОВ И ВЕЛОСИПЕДИСТОВМэр Лондона инвестирует 2,2 миллиарда фунтов стерлингов, чтобы помочь сделать улицы Лондона более безопасной средой для пешеходов и велосипедистов. Пешеходы и велосипедисты составляют значительную долю серьезных травм на дорогах Лондона, и цель состоит в том, чтобы значительно снизить эту цифру.
Стандарт Direct Vision и разрешение на безопасность грузовых автомобилей Видео
Руководство по стандарту Direct Vision (DVS)
Стандарт прямого зрения (DVS) является первым в своем роде законом. С 26 октября 2020 года 90 541 всем 90 542 грузовым автомобилям весом более 12 тонн потребуется разрешение на въезд в Большой Лондон, включая автомобили из-за пределов Великобритании, если их транспортное средство не соответствует требуемому рейтингу Direct Vision Standard (DVS).
Введенный в действие Транспортным управлением Лондона (TfL), закон основан на «звездном рейтинге», указывающем, насколько водитель может видеть из кабины по сравнению с другими участниками дорожного движения.
Производитель транспортного средства присвоит вашему автомобилю звездный рейтинг. Этот рейтинг (0-5) основан на том, как автомобиль сошел с конвейера, и не будет принимать во внимание какие-либо системы безопасности, которые были установлены после продажи.
Грузовые автомобили, которые не соответствуют минимальному требованию в 1 звезду, должны соответствовать системе безопасности, которая требует установки дополнительных устройств непрямого обзора (аналогичных спецификациям FORS и CLOCS), чтобы предупреждать водителей об уязвимых участниках дорожного движения, находящихся в салоне автомобиля. слепая зона. Соблюдение требований системы безопасности не изменит звездный рейтинг автомобиля, но позволит вам въехать в Большой Лондон.
К 2024 году минимальные требования DVS увеличиваются до трех звезд.
Узнайте свой звездный рейтинг
Стандарт прямого видения (DVS) от Brigade Electronics на Vimeo .
Зона соблюдения стандарта прямого обзора охватывает весь Большой Лондон
На карте нашего стандарта прямого обзора (DVS) ниже обозначена область Лондона, где будут действовать правила и где с 26 октября 2020 года будут обязательными разрешения. забудьте, что это будет применяться ко всем транспортным средствам весом более 12 тонн, независимо от того, прибывают ли они из Великобритании или въезжают в Лондон из-за границы.
Срок действия Разрешения на безопасность грузовых автомобилей зависит от того, соответствует ли транспортное средство минимальным требованиям DVS или оно было выдано в соответствии с системой безопасности:
- Разрешения на транспортные средства с рейтингом 1 или 2 звезды или те, Срок действия системы Safe System истекает в конце 25 октября 2024 года. С октября 2024 года этим транспортным средствам необходимо будет повторно подать заявку на получение 10-летнего разрешения в рамках прогрессивной системы Safe.
- Срок действия разрешений на транспортные средства 3, 4 или 5 звезд истекает в конце 25 октября 2030 г. или через десять лет после даты подачи заявки, если они выданы позднее 26 октября 2020 г. (в зависимости от того, что наступит позже).
Прогрессивная система безопасности: требования будут пересмотрены в 2022 году с учетом любых новых технологий или оборудования для обеспечения безопасности, которых в настоящее время нет. Если это будет сочтено важным, их необходимо будет установить на все автомобили с рейтингом 0, 1 и 2 звезды перед повторным применением.
Узнайте больше о том, как подать заявление на получение разрешения DVS.
Схема будет реализована декриминализированным Приказом о регулировании дорожного движения, что означает возможность выдачи Уведомления о начислении штрафа (PCN). Камеры автоматического распознавания номерных знаков (ANPR) обнаружат транспортное средство, которое будет проверено с помощью базы данных разрешений TfL. Операторам / перевозчикам без разрешения может быть выдан PCN в размере 550 фунтов стерлингов и 130 фунтов стерлингов для водителя, даже если транспортное средство имеет рейтинг 5 звезд, каждый раз, когда транспортное средство въезжает в Большой Лондон.
Разрешение выдается бесплатно, и нет необходимости что-либо вывешивать в автомобиле. Чтобы подать заявку на получение разрешения, вам необходим доступ к онлайн-форме заявки TfL, которую вы можете найти здесь: https://tfl.gov.uk/modes/driving/dvs-safety-permit-application/
Всем большегрузным автомобилям требуется звездочка, которую можно получить, только связавшись с производителем. Опубликованного списка нет. Оценка (0-5) будет основываться на том, как транспортное средство сошло с конвейера, и не будет принимать во внимание установленные послепродажные системы безопасности. Для получения звездного рейтинга вам потребуется VIN-номер грузовика. Для рейтинга 0 звезд: перейдите к шагу 2 Для рейтинга 1 или 2 звезды: перейдите к шагу 3, хотя рекомендуется шаг 2. Для рейтинга 3, 4 или 5 звезд: перейдите к шагу 3 | Если ваш автомобиль имеет рейтинг 0 звезд, вы должны соответствовать системе безопасности, которая требует установки дополнительных устройств для непрямого обзора. Подтверждение установки должно быть предоставлено TfL при подаче заявления на получение разрешения. Операторы с рейтингом 1-2 звезды могут подумать о соблюдении требований к автомобилям, рассчитанным на будущее. Также стоит отметить, что если транспортное средство требуется на определенных объектах, могут применяться спецификации FORS и CLOCS. | Грузовые автомобили с рейтингом от 1 до 5 звезд автоматически имеют право на получение разрешения, но все равно должны подать заявку.
| ||||||
Операторы транспортных средств должны связаться с их производителем транспортных средств, чтобы узнать, какой звездный рейтинг их автомобилей DVS. В настоящее время нет опубликованного списка. Операторам потребуется VIN-номер грузового автомобиля.
Manufacturer | Email/Online Form |
DAF | [email protected] |
Dennis Eagle | www.dennis-eagle.co.uk/USV |
Man | [Электронная почта защищена] |
Renault | [Электронная почта защищена] |
Scania | [Email Proteced] | [Электронная почта.0628 |
Mercedes-Benz | [электронная почта защищена] |
Iveco | [электронная почта защищена] |
Системе необходимо подать заявку на использование системы безопасности для оператора, ноль звезд разрешение.
Если вы не уверены, какой у вас звездный рейтинг DVS и соответствуете ли вы требованиям, Brigade предлагает бесплатную услугу по звездному рейтингу DVS, чтобы получить эту информацию для вас.
Просто предоставьте нам следующие данные о транспортном средстве: производитель транспортного средства, тип транспортного средства, регистрационный номер и номер шасси, а обо всем остальном позаботится Brigade.
Если ваш автомобиль имеет рейтинг 0 звезд, вы должны соответствовать требованиям системы безопасности. Это ряд мер по обеспечению безопасности транспортных средств, направленных на повышение общей безопасности грузового автомобиля и облегчение непрямого обзора. Соблюдение требований Safe System не изменит звездный рейтинг автомобиля, но позволит управлять им в Большом Лондоне.
Здесь, в Brigade, мы создали специально скомпилированный комплект DVS Safe System, чтобы упростить процесс для компаний. Эти комплекты, которые бывают двух разных типов (один для автомобилей с жесткой рамой и один для автомобилей с шарнирно-сочлененной рамой), включают боковые камеры, ультразвуковые датчики для ближней стороны автомобиля и предупредительную сигнализацию, которая активируется при повороте автомобиля. Оба комплекта соответствуют стандарту Direct Vision, а также всем соответствующим региональным законам в ЕС, а это означает, что операторы автопарка могут быть уверены, что системы будут соответствовать всем необходимым юридическим требованиям.
Следующие устройства необходимы для соответствия DVS:
- Зеркало класса V , устанавливаемое на ближнюю часть автомобиля
- Зеркало класса VI , устанавливаемое на переднюю часть автомобиля
- Боковые подножки 1 защита , установленная с обеих сторон автомобиля, за исключением случаев, когда это нецелесообразно или оказывается невозможным. См. веб-сайт TfL для исключений.
- Внешние графические наклейки и маркировка должны ли мы размещаться на транспортных средствах для предупреждения уязвимых участников дорожного движения об опасностях вокруг транспортного средства
- Сенсорная система , которая предупреждает водителя о присутствии уязвимого участника дорожного движения, установленная рядом с транспортным средством
- Звуковое предупреждение о маневрировании транспортного средства для предупреждения уязвимых участников дорожного движения, когда транспортное средство поворачивает налево
- Полностью исправен система видеонаблюдения , установленная на ближней части автомобиля
Если ваш автомобиль уже соответствует требованиям FORS Silver, он будет соответствовать требованиям системы безопасности. Вот взгляд на некоторые основные различия между FORS и DVS.
Если вы хотите узнать больше о комплекте Brigade DVS Safe System, посетите нашу страницу продукта.
Brigade Electronics предлагает ряд продуктов, помогающих операторам выполнять требования различных спецификаций, включая безопасную систему для стандарта Direct Vision Standard (DVS). Команда экспертов Brigade тесно сотрудничает с ассоциациями безопасности дорожного движения и благотворительными организациями, чтобы предоставить самые лучшие и актуальные советы. Интерпретация различных спецификаций и понимание терминологии может стать минным полем для операторов. Например, ссылки на «должен», «следует» и «может» в стандарте Direct Vision показывают, является ли требование обязательным, рекомендуемым или разрешенным, и транспортные менеджеры могут быть сбиты с толку.
Brigade предоставила консультации многим поставщикам OEM и OES и продолжает работать с рынком послепродажного обслуживания, чтобы убедиться, что автомобили соответствуют требованиям. В этой роли Brigade также следит за тем, чтобы продукты соответствовали их потенциалу безопасности.
Для получения бесплатной консультации по стандарту Direct Vision свяжитесь с нами, чтобы договориться о встрече.
‘Для автомобилей с левым рулем зеркала, камеры и датчики должны быть установлены соответствующим образом, чтобы учитывать слепую зону вне борта.
Для транспортных средств с левосторонним управлением должна быть установлена система звукового предупреждения о маневрировании транспортного средства для звукового предупреждения уязвимых участников дорожного движения, когда транспортное средство поворачивает направо». ближней части автомобиля.
- VBV-770M Select Range 7-дюймовый цифровой ЖК-монитор
- VBV-300C Select Range компактная встраиваемая камера бокового обзора
Сенсорная система
«Сенсорная система, которая предупреждает водителя о присутствии уязвимого участника дорожного движения, установленного на ближней стороне транспортного средства»
Датчики на транспортных средствах с жесткой рамой должны обеспечивать зону покрытия на метры вниз по ближней стороне или на один метр от задней части автомобиля, в зависимости от того, что меньше. Датчики не должны срабатывать в отношении придорожной мебели или стоящих транспортных средств. В случае с тягачами они должны быть расположены таким образом, чтобы обеспечить достаточное покрытие, но не допускать активации только при сочленении прицепа.
- SS-4100W Сенсорная система бокового обзора
4 сенсорная система для информирования водителя о находящихся в непосредственной близости объектах в ближней слепой зоне, где велосипедисты или пешеходы могут остаться незамеченными. Активируется указателем левого поворота. - CS-3100 Сенсорная система Cornerscan®
3 сенсорная система, установленная в углу кабины транспортного средства, обнаруживает объекты в передней ближней слепой зоне.
Предупреждающие сигналы
«Звуковое предупреждение о маневрировании транспортного средства для предупреждения уязвимых участников дорожного движения, когда транспортное средство поворачивает налево»
- SS-BC-08 Звуковой сигнал
Предупреждение о боковом повороте для велосипедистов/пешеходов. Активируется на указателе левого поворота. Сочетание белого звука и реальной речи.
«Устройство должно быть оснащено ручным выключателем для использования с 23:30 до 7:00»
TCO-47-01 Выключатель с фиксацией для голосовой сигнализации (рекомендуется)
В. Какие продукты необходимы для того, чтобы автомобиль соответствовал рейтингу 1 звезда? 908:50
Установка продукта не позволит вам получить звездный рейтинг, так как он основан только на прямом зрении и не может измениться после того, как продукт покинул производитель.
В. Нужны ли мне все системные требования безопасности, чтобы получить разрешение, если у вас в настоящее время рейтинг 0 звезд?
Да, они включают в себя систему видеонаблюдения, датчики, звуковую сигнализацию и предупреждающую наклейку.
Brigade создала специально скомпилированный комплект системы безопасности для операторов. Чтобы узнать больше о наших комплектах, посетите нашу страницу продукта DVS Safe System.
В. Каковы фундаментальные различия между «безопасной системой» и «прогрессивной безопасной системой»?
Безопасная система сочетает в себе технологии, широко используемые в таких спецификациях, как FORS и CLOCS, включая; датчики, системы видеонаблюдения и звуковые предупреждения. Tfl не объявила, какой будет прогрессивная система. Потенциально Tfl может увеличить спецификацию в соответствии с требованиями FORS/CLOCS, чтобы включить как минимум дополнительную камеру заднего вида, цифровую запись и сигнализацию заднего хода.
Однако, учитывая европейское законодательство, касающееся «слепых зон» для всех новых регистраций с 2024 года, вполне вероятно, что некоторые из более передовых технологий будут приняты. Это включает; технологии распознавания отвлечения внимания водителя, обнаружение уязвимых участников дорожного движения спереди и сзади, а также сбоку, обнаружение алкоголя и регистраторы данных о событиях. Старшие инженеры Бригады входят в состав рабочей группы по этому закону и внимательно следят за ситуацией.
В. Если грузовик соответствует рейтингу DVS Star 3 или выше, будут ли для FORS и CLOCS по-прежнему требоваться системы камер? Или вместо этого они признают стандарты DVS? 908:50
Заявление от FORS: «Некоторое время назад мы узнали о стандартах DVS, поэтому мы смогли подготовить версию 5 стандарта FORS, чтобы включить следующее утверждение в требование S6 (Оборудование для обеспечения безопасности транспортных средств) —
Где водитель имеет полный обзор ближней слепой зоны прямым зрением, например, в автомобиле с левосторонним управлением, система камер и экран дисплея в кабине не требуются.
Однако важно, чтобы в качестве национальной схемы мы не навязывали стандарты DVS всем операторам по всей Великобритании, поэтому мы сохраним текущие требования к оборудованию для обеспечения безопасности транспортных средств в соответствии с требованием S6. Если рейтинг DVS обеспечит такой же уровень безопасности, то это будет приемлемой альтернативой».
Brigade тесно сотрудничает с FORS и вносит свой вклад в их рабочую группу, которая рассматривает новые законодательные и технологические разработки. FORS планирует привести свои спецификации в соответствие с этим, и обновленная спецификация FORS будет выпущена позже в этом году.
В. Если мы купим новый автомобиль в этом или следующем году, будет ли он соответствовать требованиям DVS?
Если вы покупаете автомобиль с рейтингом 1 или выше, вам не нужно будет устанавливать устройства для непрямого обзора, чтобы соответствовать требованиям DVS в настоящее время. Однако в 2024 году рейтинг увеличится до 3 звезд. В настоящее время компания DAF устанавливает устройства непрямого обзора на свои модели CF, чтобы соответствовать требованиям безопасности.
В. Нужно ли транспортным средствам 12т подавать заявление на получение разрешения DVS?
Нет, для транспортных средств до 12 тонн разрешение не требуется.
В. Какой уровень FORS соответствует требованиям DVS — Bronze, Silver, Gold?
FORS Silver эквивалентен DVS и даже больше. FORS Bronze действует не только для транспортных средств, работающих в Большом Лондоне. FORS Silver имеет более высокую спецификацию, чем DVS.
Информация о водительских правах | Wright County, MN
Министерство внутренней безопасности США (DHS) продлевает крайний срок полного введения REAL ID до 3 мая 2023 года.
Водительское удостоверение/удостоверение личности/разрешения Варианты:
Стандартная карта
Стандартная карта может использоваться для внутренних авиаперелетов до 3 мая 2023 г.
Стандартная карта НЕ действительна для международных авиаперелетов.
Для продления стандартной карты не требуется никаких дополнительных документов.
REAL ID Card
REAL ID Card можно использовать для внутренних авиаперелетов и доступа к федеральным объектам.
НАСТОЯЩЕЕ удостоверение личности НЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО для международных авиаперевозок.
Дополнительные документы, необходимые при подаче заявления: Требования к REAL ID Card
Расширенная карта
EDL/EID можно использовать в качестве трансграничного проездного документа (вместо паспорта) для повторного въезда в США. по суше и по морю из Канады, Мексики и некоторых стран Карибского бассейна.
EDL/EID можно использовать для внутренних авиаперелетов и доступа к федеральным учреждениям.
EDL/EID НЕ действителен для международных авиаперевозок.
В карту EDL/EID встроен чип радиочастотной идентификации (RFID).
Чип RFID содержит уникальный номер, присвоенный каждой карте EDL/EID. Он не включает никаких биометрических данных (например, отпечатков пальцев, распознавания лиц и т. д.).
EDL/EID необходимо отправить по почте на адрес проживания в Миннесоте, указанный на карточке EDL/EID.
Дополнительные документы, необходимые при подаче заявления: Расширенные требования к карте
Плата за водительские права/удостоверение личности/разрешение на обучение:
Driver’s License Fees | ||
Class A, regular | $50.25 | |
Class A under 21 | $30. 25 | |
Class B regular/under 21 | $42.25 | |
Class C regular/under 21 | $ 35,25 | |
Class D Обычный/до 21 | $ 31,25 | |
Равнические водительские права | долл.0628 | $27.75 |
Instruction Permit | $15.50 | |
Identification Cards | ||
Under age 65 | $21.50 | |
Age 65 and older | $20.75 | |
ID Card for person with физическая инвалидность или инвалидность, связанная с развитием, или квалифицированное психическое заболевание | 0,50 $ | |
Дубликат водительских прав или удостоверения личности | ||
All classes | $17.00 | |
Other Fees | ||
Enhanced Driver’s License/ID/Instruction Permit* | $15 | |
Motorcycle endorsement renewal* | $17 | |
School Bus Endorsement * | $4 | |
Мы принимаем следующие сборы за восстановление | ||
Отозванная лицензия — Алкоголь/наркотики и преступная деятельность** | $680 | |
Other offenses (including No-fault insurance revocation)** | $30 | |
Suspended license** | $20 | |
CDL disqualification fee** | $20 | |
* Плата взимается в дополнение к обычной плате за карту | ||
** Плата за подачу заявки в размере 8 долларов США взимается вместе с платой за восстановление, обе суммы оплачиваются ТОЛЬКО НАЛИЧНЫМИ ИЛИ КРЕДИТНОЙ/ДЕБЕТОВОЙ КАРТОЙ |
Если вам меньше 18 лет, вам потребуется подпись родителя или законного опекуна при подаче заявления.
Вам потребуется знать свой номер социального страхования для любой операции с водительскими правами/удостоверениями личности/разрешениями.
Продление в связи с вашим 21-м днем рождения: вы не можете подать заявление более чем за 60 дней до своего 21-го дня рождения.
Если ваше водительское удостоверение или удостоверение личности утеряны или украдены, вы можете подать заявление на получение дубликата карты, если вы не собираетесь ее продлевать.
Если ваш адрес изменился, вам необходимо подать заявление на получение Дубликата карты в течение 30 дней. если у вас есть НАСТОЯЩЕЕ удостоверение личности или расширенная карта, вы должны предоставить новые документы, подтверждающие место жительства, с новым адресом.
Для изменения/обновления имени на вашей карте необходимо сначала выполнить обновление с помощью Social Security. После того, как имя было изменено в Social Security, вы можете заполнить заявление. Вам потребуется предъявить заверенную копию документа об изменении имени (свидетельство о браке, постановление о разводе или изменение имени по решению суда).
Информация о письменном экзамене и дорожном экзамене:
Экзаменационный пункт штата Буффало в настоящее время открыт по вторникам и средам. Плимут, Сент-Клауд, Анока, Часка и Арден-Хиллз — другие варианты недалеко от Буффало. |
Если вам необходимо сдать письменный экзамен на коммерческое водительское удостоверение , письменный экзамен на получение водительских прав на мотоцикл или какой-либо экзамен по вождению , вам нужно будет сдать государственный экзамен.
ДОРОЖНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПРОВОДЯТСЯ ТОЛЬКО ПО ЗАПИСИ . Если вам нужно t или записаться на экзамен по вождению, вам нужно позвонить по телефону 651-284-1234 . Это общегосударственный номер расписания. Вам будет предложено выбрать место проведения экзамена. Вы также можете записаться онлайн на сайте www.dps.mn.gov.
Пожалуйста, убедитесь, что у вас есть правильные СТАНДАРТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЕ DL / ID, когда вы идете на станцию тестирования для сдачи письменного экзамена.
Руководства для коммерческих автомобилей, мотоциклов и пассажиров доступны на веб-сайте Департамента общественной безопасности штата Миннесота.
Заявки впервые/новичок в штате/возвращение в Миннесоту:
Заявки на получение водительских прав/удостоверений личности/разрешений впервые или впервые в штате Миннесота : При подаче заявления на получение карты штата Миннесота в первый раз требуется две формы идентификации вне СТАНДАРТНОГО DL /ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЕ ДОКУМЕНТЫ. Заявители на получение удостоверения личности могут претендовать на получение удостоверения личности со сниженной оплатой. Вместе с заявкой вы должны подать Форму удостоверения личности со сниженной оплатой.
Если вы новичок в штате или возвращаетесь в Миннесоту с лицензией другого штата и подаете заявление на получение разрешения или водительских прав, вам необходимо сначала пройти письменный тест.
***МЫ ПРИНИМАЕМ НАЛИЧНЫЕ, ЧЕК И КРЕДИТНУЮ/ДЕБЕТОВУЮ КАРТУ*** *При оплате кредитной/дебетовой картой взимается дополнительная комиссия. |
Стандарт прямого зрения (DVS) и руководство по обеспечению его соответствия
Назад к статьям
Стандарт прямого зрения и как соответствовать требованиям
Лондон долгое время был на шаг впереди, когда речь шла о том, как в Великобритании устанавливаются правила и нормы для транспорта. Это был первый городской район, получивший значительные полномочия в отношении транспорта, после чего последовал ряд изменений в правилах.
Последним таким изменением является стандарт прямого зрения (DVS), который вступил в силу в Большом Лондоне с марта 2021 года.
Содержание
- Что такое стандарт прямого зрения (DVS)?
- Звездная рейтинговая система DVS
- Стандартная система безопасности Direct Vision
- Какие наказания предусмотрены за несоответствие требованиям DVS?
- Автомобильные камеры и системы, совместимые с DVS
- Часто задаваемые вопросы о DVS
Что такое стандарт прямого обзора (DVS)?
Стандарт прямого обзора (DVS) измеряет, насколько хорошо водители грузовиков могут видеть через окна кабины, чтобы рассчитать уровень риска для уязвимых участников дорожного движения.
Применительно ко всем большегрузным автомобилям массой более 12 тонн новые правила вводят звездную рейтинговую систему, основанную на том, что непосредственно видно водителю из кабины, без использования дополнительных зеркал или камер.
Транспортные средства с плохим обзором (по крайней мере, рейтинг «одна звезда») подлежат штрафу в размере 550 фунтов стерлингов в день. К 2024 году требования должны возрасти до трех звезд, но то, что представляет собой три звезды, еще не согласовано и будет предметом публичных консультаций. Схема настроена на принудительное применение через распознавание номерных знаков.
Разрешения на безопасность DVS и HGV являются частью плана мэра Лондона Vision Zero по устранению всех случаев смерти и серьезных травм в транспортной сети Лондона к 2041 году. Схема была создана для повышения безопасности всех участников дорожного движения, включая пешеходов и велосипедистов. и мотоциклисты.
Когда вступит в силу стандарт Direct Vision?
Первоначально запланированный на октябрь 2020 г., принудительное исполнение введено с 1 марта 2021 г. . Дата продления была предоставлена, чтобы дать отрасли грузоперевозок больше времени для соответствия новым стандартам, поскольку они сталкиваются с новыми проблемами и требованиями, связанными с пандемией коронавируса.
Принятие суровых мер мэрией стало ответом на некоторые шокирующие статистические данные об опасностях, с которыми сталкиваются велосипедисты из большегрузных автомобилей, особенно в Лондоне. В то время как всего 1,5% травм велосипедистов происходят в результате столкновений с большегрузными автомобилями, на такие столкновения приходится 16% смертей. Очевидно, здесь есть проблема, которую можно и нужно решать.
Звездная рейтинговая система DVS
Грузовые автомобили будут оцениваться по звездной рейтинговой системе DVS в диапазоне от 0 до 5 звезд (от плохого прямого обзора до отличного прямого обзора). Вы можете легально работать в Лондоне, имея звездный рейтинг DVS от 1 до 5.
Если у вас рейтинг 0 или вы еще не подавали заявку на получение разрешения, вам необходимо предпринять необходимые шаги, чтобы убедиться, что ваше транспортное средство полностью соответствует DVS, чтобы избежать штрафа.
Обратите внимание, что минимальный рейтинг должен быть повышен до 3 звезд к 2024 году , поэтому крайне важно иметь планы на будущее.
Стандартная система безопасности Direct Vision
Система безопасности представляет собой набор мер безопасности транспортных средств (установленных после изготовления), которые предназначены для снижения рисков, которые большегрузные автомобили представляют для пешеходов и велосипедистов.
Дополнительные меры безопасности обеспечат водителям лучшую видимость, что, в свою очередь, поможет повысить безопасность дорожного движения в Лондоне.
Обзор требований системы безопасности для автомобилей с нулевым рейтингом:
- Зеркало класса V должно быть установлено на ближней стороне автомобиля.
- Зеркало класса V1 должно быть установлено в передней части автомобиля.
- Боковая противоподкатная защита должна быть установлена с обеих сторон автомобиля (за исключением случаев, когда это непрактично или невозможно).
- Внешние графические наклейки и маркировка должны быть размещены на транспортных средствах, чтобы предупредить уязвимых участников дорожного движения об опасностях вокруг транспортного средства.
- Система датчиков, которая предупреждает водителя о присутствии уязвимого участника дорожного движения, должна быть установлена на ближней стороне автомобиля.
- Должна быть установлена звуковая сигнализация маневрирования транспортного средства, чтобы предупредить уязвимых участников дорожного движения, когда транспортное средство поворачивает налево.
- Полностью работающая система видеонаблюдения должна быть установлена на ближней стороне автомобиля.
Какие санкции предусмотрены за несоблюдение DVS?
Если вы управляете грузовым автомобилем в пределах Большого Лондона без действительного разрешения, вы можете получить уведомление о штрафе (PCN) в размере до 550 фунтов стерлингов (снижение до 275 фунтов стерлингов при оплате в течение 14 дней).
Важно убедиться, что ваши автомобили соответствуют требованиям DVS, чтобы избежать штрафов и способствовать безопасности участников дорожного движения в оживленных городах.
Что делать, если мой автомобиль не соответствует требованиям DVS?
Не волнуйтесь, если ваш автомобиль не соответствует требованиям DVS автоматически. Даже если весь ваш автопарк в настоящее время имеет 0 звезд по шкале рейтинга, Trakm8 может помочь.
Как и в большинстве случаев современного вождения, технологии играют решающую роль. Уже существует множество доступных решений, обеспечивающих соответствие операторов DVS, каждое из которых имеет уникальные преимущества и ограничения. Прежде всего, важно работать с надежным производителем, гарантируя, что вы получите установленную систему безопасности, которая соответствует требованиям стандарта с первого раза.
Для максимального удобства использования операторами мы рекомендуем использовать систему, объединяющую все необходимые элементы, например, камеры и датчики, в одном корпусе. Поиск предложений от отдельных производителей может впоследствии создать административные и технические проблемы.
Автомобильные камеры и системы, совместимые с DVS
Компания Trakm8 предлагает ряд полностью совместимых продуктов, которые помогут снизить риски для водителей, велосипедистов и пешеходов и соответствуют стандарту прямого обзора.
Мы можем помочь вашему бизнесу стать полностью совместимым с DVS с помощью наших обширных систем безопасности транспортных средств, камер полного обзора, видеозаписи и функций внешнего оповещения.
Например, наша система обнаружения слепых зон обеспечивает водителей визуальными и звуковыми сигналами приближения, предотвращая аварии на их пути.
Визуальные и звуковые оповещения с нашей системой обнаружения слепых зон
Наша система обнаружения слепых зон предоставляет водителям визуальные и звуковые оповещения о приближении через внешние динамики, предупреждая других участников дорожного движения, когда транспортное средство поворачивает налево, и останавливая аварии на своем пути.
Наши камеры серии RoadHawk CAM водонепроницаемы и пыленепроницаемы, доступны с ИК-ночным видением, солнцезащитными козырьками, а также внешними динамиками, предупреждающими других участников дорожного движения, когда автомобиль движется задним ходом.
Непревзойденная технология с нашей боковой камерой Roadhawk
Наши камеры серии RoadHawk CAM защищены от воды и пыли и доступны с инфракрасным ночным видением, солнцезащитными колпаками и внешними динамиками.
Эти системы объединены с цифровым видеорегистратором RoadHawk и TFT-монитором, что обеспечивает водителю непревзойденный обзор.
Эти системы в сочетании с цифровым видеорегистратором RoadHawk и TFT-монитором обеспечивают водителю непревзойденный обзор.
360-градусный обзор с цифровым регистратором RoadHawk
В сочетании с нашими камерами для слепых зон и мониторами в кабине этот цифровой автомобильный регистратор обеспечивает 360-градусный обзор автомобиля для водителя.
Видеосъемка в режиме реального времени с помощью Внутрикабинный TFT-монитор RoadHawk
Доступны несколько систем камер и мониторов, которые помогают водителю видеть велосипедистов и пешеходов, не закрывая им обзор ветрового стекла. Это дает водителю визуальные и звуковые предупреждения о приближении к любому объекту.
Выбирая Trakm8, вы можете не только обеспечить функциональную совместимость и возможность модернизации, но и легко добавить новейшие телематические решения, повысить безопасность водителя, сократить расходы на топливо и упростить техническое обслуживание автопарка.
Обращаясь к надежному поставщику решений, чтобы убедиться, что автопарки соответствуют стандарту Direct Vision, вы можете сократить свои административные расходы и помочь предотвратить несчастные случаи на дороге, которых можно было избежать.
Узнайте больше о наших решениях DVS здесь
«С помощью Trakm8 мы намерены превзойти требования лондонского стандарта прямого зрения, когда он вступит в силу 1 марта. Инновационная технология, используемая в камерах Trakm8, простота установки и превосходное обслуживание клиентов означают, что мы более чем рады рекомендовать Trakm8 любому предприятию, желающему обеспечить его соответствие требованиям». Ян Хэдли (Ian Hadley), менеджер по транспорту, Chris Bowen Transport
Прочитайте полный пример из практики здесь
Часто задаваемые вопросы о DVS
Как подать заявление на получение разрешения Direct Vision Standard (DVS)?
Чтобы подать заявку на получение разрешения DVS, вам необходимо зайти на веб-сайт Transport for London и ввести свои данные. Вы можете легко подать заявку на получение разрешения на безопасность DVS и HGV онлайн, и этот процесс является бесплатным.
Если вы хотите подать заявку на получение нескольких разрешений DVS для парка транспортных средств (5 или более), вы можете сделать это онлайн, но вам потребуется предоставить дополнительную информацию в файле CSV.