Какие есть двигатели: виды, типы и особенности ДВС

Какие бывают двигатели ДВС?

Рядный шестицилиндровый двигатель является редким примером уравновешенного двигателя для авто, хотя это уже вымирающий вид подобных устройств. Мы спросили автоинструкторов, какой еще конструкции бывают ДВС, и на что эта конструкция влияет.

Когда конструкторская мысль бушевала…

В прошлом веке двигатель с 10 литрами мог быть одноцилиндровым или рядной «восьмеркой». В то время никто не удивлялся рядной «шестерке» с 23 литрами. Но, по воспоминаниям опытных инструкторов по вождению, рост мощностей и жесткая борьба за уменьшение себестоимости сделали свое дело. Простейший мотор с одним цилиндром для автомобилестроителей остался в прошлом. Сегодня средний объем цилиндра мотора обычного ТС составляет 300-600 см³.

Небольшие цилиндры сегодня устанавливаются на японские микролитражки.

Объем, к примеру, «четверки» у Subaru R1 составляет 658 см³.

Что касается европейского производителя, то стоит отметить 3-хцилиндровый Smart с 799 литрами. У корейского трехцилиндрового Matiz — 796 «кубиков», а если рассматривать четырехцилиндровый, то там чуть больше — 995. Kia Picanto и Hyundai i10 оснащаются объемом 1086 см³.

Дешевле и проще

Любой нормальный конструктор хочет создать двигатель с упрощенным дизайном, легким в обслуживании и дешевым для производства. Самый простой мотор — это рядный (возьмем индексы R2, R3 и т.д.). Если расположить в ряд необходимое количество цилиндров, то мы получим рабочий объем.

Сегодня мода на двухцилиндровые двигатели набирает обороты, и все это благодаря турбонадуву, рядная «четверка» стоит в самом массовом диапазоне объема — 1-2,4 литра.

Пятицилиндровые моторы стали использоваться совсем недавно, примерно в 70-е годы прошлого столетия. Mercedes-Benz стал первым автомобилем «пятеркой». Чуть позже появился пятицилиндровый бензиновый двигатель с 2 литрами (Audi).

Далее такие двигатели стали использоваться FIAT и Volvo.

Вымирающий вид

Рядные «шестерки» постепенно отходят на второй план, а «восьмерка» вообще стала не просто вымирающим, а уже вымершим видом. Все дело в том, что из-за количества цилиндров мотор получается длиннее, а это в свою очередь затрудняет компоновку.

Надо сказать, что два двигателя R3 вместе дают отличный результат — рядную «шестерку» высокого качества.

Чтобы укоротить рядный двигатель, его можно, так скажем, «распилить» на две части, установить их рядом и заставить работать одновременно на один коленвал. Получается V-образный двигатель. А если у такого мотора цилиндры расположить друг против друга, то получится оппозитный двигатель или, как его называют, «боксер» (обозначение с буквой В). Последние используются очень редко из-за своих размеров.

Возникает вопрос: почему не сделать такие двигатели еще более компактными, например, установив угол развала блока на 60°? Об этом, конечно, задумывались, но здесь мешает вибрация.

Чем помешали вибрации и инерция?

По словам специалистов, поршневой мотор внутреннего сгорания не может функционировать без вибраций, которые даже разрушают детали двигателя, да и комфорта при езде не предносят.

Вибрации образуются по нескольким причинам. Первая заключается в том, что вспышки в цилиндрах идут неравномерно. Вторая — это неравномерный разгон поршней при движении. Третья причина: шатун движется не просто вверх-вниз, его движение довольно сложное.

Что касается инерции, то ее сила от двух масс, которые вращаются на одном валу, формируют свободный момент. Поэтому появляются составляющие среди сил инерции с удвоенной, утроенной и т.д. частотой вращения коленвала. Это силы инерции высших порядков, и они настолько малы, что ими вполне можно пренебречь. А вот силы второго порядка следует принимать во внимание. К тому же пары сил, имеющиеся на определенном расстоянии, также формируют моменты, особенно когда силы инерции в соседних цилиндрах направлены в совершенно разные стороны.

Чтобы уравновесить моменты и силы, конструкторы выбирают схему двигателя, где кривошипы и цилиндры коленчатого вала установлены так, что моменты и силы просто уравновесят друг друга, то есть будут направлены в разные стороны и будут равны.

Уравновешенные и не совсем

На сегодняшний момент из двухцилиндровых моторов применяется лишь один. Это рядный двигатель с коленчатым валом, где кривошипы идут в одно направление. По степени уравновешенности такой двигатель очень похож на одноцилиндровый, ведь оба поршня вверх и вниз движутся одновременно, то есть в так называемой фазе. Для уравновешивания использовались два вала с противовесами.

Чтобы уравновесить силы второго порядка, добавляются еще пара балансирных валов, однако это совсем неуместно для двухцилиндрового двигателя, предназначенного для дешевых и небольших автомобилей.

Трехцилиндровый двигатель уравновешен намного хуже, чем, например, рядная «четверка». Именно поэтому производители трехцилиндровых двигателей (Daihatsu и Subaru) оснащают моторы балансирными валами. Чтобы уравновесить рядную «четверку», точнее свободную силу инерции 2-го порядка, применяется балансирный вал, который вращается в два раза быстрее. Чтобы компенсировать момент от балансирного вала ставится еще один вал, который вращается в противоположную сторону. Это, конечно, дороговато. Но такие двигатели встречаются на Mitsubishi, Fiat, Ford, Saab и Volkswagen.

Ярким примером рядной «четверки» с установленными балансирными валами является двухлитровый мотор Audi.

Заметим, что оппозитная «четверка» уравновешена намного лучше, чем рядная. Но и «оппозитник» легендарного «Жука», и известные «боксеры» Subaru до сих пор обходятся без балансирных валов.

Видеоматериал о двигателе нового поколения — двигателе внешнего сгорания:

Легкой дороги и счастливого пути!

В статье использовано изображение с сайта widecars. ru

Типы двигателей. Познавательно и актуально / Блог / ТЦ ЛОСК™

Какие бывают типы двигателей? Познавательно и актуально!

Что вы видите, когда открываете капот своего автомобиля? Монолит из железа, от которого отходят разные приспособления и провода. Это двигатель – сердце автомобиля, — этим все сказано! Двигатель – самая важная из систем автомобиля. Автомобильный двигатель — двигатель, который преобразует энергию какого-либо рода в механическую работу, необходимую для приведения автомобиля в движение.

Для получения механической энергии в двигателе автомобиля должно произойти сгорание топлива или выработка электрической энергии, что зависит от вида/типа двигателя. Сам источник энергии – например, топливный бак, находится в автомобиле и требует регулярной дозаправки. Механическая энергия передается от двигателя на ведущие колеса при помощи трансмиссии. Трансмиссию и двигатель автомобиля называют силовой установкой.

Наиболее распространённый вид автомобильного двигателя — поршневой двигатель внутреннего сгорания. Этот двигатель преобразует энергию сгорающего топлива в механическую работу. Он может быть карбюраторным или инжекторным, питаться различным автомобильным топливом (бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной или сжатый природный газ). Кроме того, на автомобиле может быть установлен двигатель Стирлинга или роторно-поршневой двигатель Ванкеля, двигатель, использующий энергию предварительно раскрученного маховика, энергию находящегося под высоким давлением газа, паровой двигатель или электродвигатель.

Существуют также еще два вида автомобильных двигателей:

1. электродвигатель, для работы которому нужна электрическая энергия, которая находится в аккумуляторных батареях. Батареи имеют малую емкость, отсюда низкий запас хода. Это обстоятельство считается минусом электромобилей, которое ограничивает их самое широкое применение. Но в связи с ухудшением экологии, производители активно ведут разработки в направлении усовершенствования такого типа двигателей. И в скором времени, вполне возможно, розетки для подзарядки электрических автомобилей будут рядом с каждой бензоколонкой.
2. комбинированный двигатель — это такая гибридная силовая установка, которая объединяет ДВС и электродвигатель, и связанны они через генератор. С появлением такого двигателя, уменьшены выбросы вредных веществ в несколько раз в атмосферу. И что особо важно, нет надобности заряжать аккумуляторы, батареи теперь сами подпитываются от энергетической установки. Такому автомобилю также не нужна коробка передач. Ведь изменение силы тяги на колесах происходит автоматически, благодаря полезным свойствам электромотора.

Бензиновые двигатели имеют принудительное зажигание топливо-воздушной смеси искровыми свечами. Различаются они 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 таких моторах возможно некоторое увеличение максимальной мощности и снижение расхода бензина и токсичности отработавших газов за счет более точной дозировки топлива электронной системой управления двигателем. С инжекторами двигатель становится чуть ли не вдвое экономичнее. Есть возможность легкого перехода на непосредственный впрыск жидкого газа в цилиндры, как это делается в газовом оборудовании пятого поколения. Автомобиль может быть переведен с бензина на газ и обратно простым нажатием кнопки. Недостаток здесь пока один – высокие цены на обслуживание, но рынок поставит все на место и сверхприбыли монополистов уйдут в прошлое;
• 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 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 дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала (в обиходе — «тяговиты на низах»). 
Но нужно отметить и небольшие недостатки дизеля. В мороз он заводится несколько сложнее бензинового. Дизель сравнительно тихоходнее бензинового, и разница между минимумом и максимумом оборотов у него меньше. Вакуумный усилитель тормозов к дизелю приходится сооружать как самостоятельный агрегат. При равной мощности дизельный двигатель немного тяжелее бензинового.

Если сравнивать плюсы и минусы бензинового двигателя и дизеля, можно сказать, что бензиновый двигатель настолько хорошо подходит легковому автомобилю, что тут и выбирать, казалось бы, нечего. Надо заметить, что впервые дизельный двигатель был установлен на легковой автомобиль в 1936-м году, это был Mersedes-Benz 260D. Экономичность и надежность дизеля на чаше весов сравнения оказываются неплохими гирями. Но авто с дизельным двигателем не такое резвое, особенно в тесноте современного движения. Коробка у дизеля может быть настолько легко выведена из строя, что автомат здесь исключен. «Дурь» дизельного двигателя требует от водителя очень аккуратного переключения скоростей и работы со сцеплением. Это машина для спокойного стиля вождения, можно сказать, солидного. Выскакивать вперед у светофоров на ней не получится. Ей нужен теплый гараж зимой. И водитель, желательно, не баламут.

Тем не менее, в наши дни, автопромышленники предлагают покупателю легкового автомобиля сделать самостоятельный выбор: бензиновый мотор или дизель.

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.

 

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. 

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  — 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  — 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 имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок. 

VR-двигатель обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата.

W-двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала или как бы две VR. Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

История бензинового двигателя (ДВС) — Двигатели автомобилей

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания прочно вошел в нашу жизнь и останется в ней еще на неопределенное время. Развитие альтернативных топливных технологий предполагает, что в некотором будущем бензиновый мотор станет в конечном счете лишь историей, однако его потенциал, по расчетам специалистов, исчерпан лишь на 75 процентов, что позволяет назвать бензиновый ДВС на данный момент одним из главных типов двигателей в нашем мире.

Изобретение бензинового мотора, как и многих других современных вещей, существование без которых сегодня немыслимо, произошло благодаря, в общем-то, случайности, когда в 1799 году французом Ф. Лебоном был открыт светильный газ – смесь водорода, окиси углерода, метана и некоторых других горючих газов. Как предполагает его название, светильный газ использовался для осветительных приборов, заменивших в то время свечи, однако в скором времени Лебон нашел ему и другое применение. Изучая свойства найденного газа, инженер заметил, что его смесь с воздухом взрывается, выделяя большое количество энергии, которую можно использовать в интересах человека. В 1801 году Лебон запатентовал первый газовый двигатель, состоящий из двух компрессоров и камеры сгорания. По существу газовый двигатель Лебона стал примитивным прототипом современного ДВС.

Нужно отметить, что попытки поставить тепловую энергию взрыва на службу человечеству предпринимались задолго до рождения Лебона. Еще в 17-м веке нидерландский ученый Христиан Гюйгенс использовал порох, чтобы приводить в движение водяные насосы, доставляющие воду в сады Версальского дворца, а итальянский физик Алессандро Вольта в конце 80-х годов 18 века изобрел «электрический пистолет», в котором электрическая искра воспламеняла смесь водорода и воздуха, выстреливая из ствола кусок пробки.

В 1804 году Лебон трагически погиб и развитие технологии внутреннего загорания на некоторое время приостановилось, пока бельгиец Жан Этьен Ленуар не догадался использовать принцип электрического зажигания для воспламенения смести в газовом двигателе. После нескольких неудачных попыток, Ленуару удалось создать работающий двигатель внутреннего сгорания, который он запатентовал в 1859 году. К сожалению, Ленуар оказался больше коммерсантом, чем изобретателем. Выпустив несколько сотен своих моторов, он заработал довольно приличную сумму денег и прекратил дальнейшее усовершенствование своего изобретения.  Тем не менее, двигатель Ленуара, использовавшийся как привод локомотивов, дорожных экипажей, судов и в стационарном виде, считается первым в истории работающим двигателем внутреннего сгорания.

В 1864 году немецкий инженер Август Отто получил патент на собственную модель газового двигателя, КПД которого достигал 15-ти процентов, то есть был не только эффективнее двигателя Ленуара, но и эффективнее любого парового агрегата, существовавшего в то время. Совместно с промышленником  Лангеном, Отто создал фирму «Отто и Компания», в планы которой входило производство новых моторов, которых было выпущено около 5 000 экземпляров.  В 1877 году Отто запатентовал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, однако, как оказалось, четырехтактный цикл был изобретен еще за несколько лет до этой даты французом Бо де Рошем. Судебная тяжба между этими инженерами закончилась поражением Отто, в результате чего его монопольные права на четырёхтактный цикл были отозваны. Тем не менее, конструкция двигателя Отто во многом превосходила французский аналог, что и предопределило его успех – к 1897 году было выпущено уже 42 000 таких моторов различной мощности.

Светильный газ в качестве топлива для ДВС существенно суживал область их применения, поэтому инженерами из разных стран постоянно проводились поиски нового, более доступного горючего. Одним из первых изобретателей, применивших бензин в качестве топлива для ДВС, был американец Брайтон, разработавший в 1872 году так называемый «испарительный» карбюратор. Однако его конструкция была настолько несовершенной, что он оставил свои попытки.

Лишь через десять лет после изобретения Брайтона был создан работоспособный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Готлиб Даймлер, талантливый немецкий инженер, работавший на фирме Отто, еще в начале 80-х годов 19-го века предложил начальнику разработанный им самим проект бензинового мотора, который можно было бы использовать на дорожном транспорте, однако Отто отверг его начинания. В ответ на это Даймлер и его друг Вильгельм Майбах уволились из «Отто и Компания» и организовали собственное дело. Первый бензиновый двигатель Даймлера-Майбаха появился в 1883 году и предназначался для установки стационарно. Зажигание в цилиндре происходило от полой раскаленной трубочки, но в целом конструкция мотора оставляла желать лучшего именно из-за неудовлетворительного зажигания, а так же процесса испарения бензина.

На этом этапе требовалась более простая и надежная система испарения бензина, которая была изобретена в 1893 году венгерским конструктором Донатом Банки. Он изобрел карбюратор, ставший прообразом карбюраторных систем, известных сегодня. Банки предложил революционную по тем временам идею – не испарять бензин – а равномерно распылять его по цилиндру. Поток воздуха всасывал бензин через дозирующий жиклёр, сделанный в форме трубки с отверстиями. Напор потока поддерживался посредством небольшого бачка с поплавком, обеспечивающим постоянную пропорциональную смесь воздуха и бензина.

С этого момента в истории развитие ДВС пошло по нарастающей. Первые карбюраторные моторы имели всего один цилиндр. Рост мощности достигался за счет увеличения объема цилиндра, однако уже к концу столетия начали появиться двухцилиндровые двигатели, а с началом 20-го века все большее распространение начали получать моторы с четырьмя цилиндрами.

§ 46. Двигатели внутреннего сгорания.

Общее устройство судов

§ 46. Двигатели внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются поршневыми тепловыми двигателями, в которых топливо сгорает непосредственно внутри рабочего цилиндра. Образующаяся при сгорании смесь газов, расширяясь, перемещает поршень, совершающий механическую работу – вращение вала.

В качестве судовых ДВС в большинстве случаев применяются только дизели. Дизелями называются такие ДВС, в которых топливо, вводимое в цилиндр, в конце сжатия в нем поршнем свежего воздуха самовоспламеняется под действием температуры, поднявшейся вследствие образовавшегося в цилиндре высокого давления.

Двигатели, работающие на бензине с внешним смесеобразованием (карбюраторные двигатели) и с искусственным зажиганием топлива от электрической искры, устанавливают преимущественно на легких судах и быстроходных катерах.

Двигатели, в которых свежий воздух поступает в цилиндры под давлением выше атмосферного, называются двигателями с наддувом . Большинство ДВС средней и большой мощности бывают двигателями с наддувом.

Как известно, двигатели делятся на четырёхтактные , в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, и двухтактные , в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня.

В соответствии с количеством оборотов коленчатого вала различают двигатели тихоходные и быстроходные . Дизели, совершающие 100-200 об/мин, называются малооборотными.

Двигатели внутреннего сгорания разделяются на реверсивные – те, которые могут менять направление вращения, и на нереверсивные . Судовые двигатели в большинстве случаев являются реверсивными. Нереверсивные двигатели устанавливают для привода электрических генераторов.

Рис. 73. Схема устройства для работы дизеля подводной лодки на перископной глубине. 1 – воздушная шахта; 2 – обтекатель; 3 – головка с клапаном; 4 – шаровой поплавок, управляющий клапаном; 5 – козырек выхлопной шахты; 6 – выхлопная шахта; 7 – клапан; 8 – рычаг.

При работе нереверсивных двигателей на винт их снабжают реверсивными муфтами или реверс-редукторами, обеспечивающими изменение вращения винта без остановки двигателя или перемены направления вращения коленчатого вала.

Нереверсивные двигатели могут быть применены при использовании винтов регулируемого шага (ВРШ).

Обычно судовые дизели средней и большой мощности делаются реверсивными с особым устройством, обеспечивающим перемену направления вращения коленчатого вала.

В качестве топлива для судовых дизелей используют тяжелые сорта жидкого топлива – дизельное и моторное.

Эффективный к. п. д. современных малооборотных дизелей достигает 42%, быстроходных- 37%. Наибольший эффективный к. п. д. и наименьший удельный расход топлива-у двигателей большой мощности. В опытных образцах двигателей с высоким наддувом эффективный к. п. д. достигает 45%.

Пуск в ход дизелей осуществляется сжатым воздухом, подаваемым из специальных пусковых баллонов под давлением 25- 30 атм, содержащих запас воздуха не менее чем на 6 пусков. На судах применяют как четырехтактные, так и двухтактные двигатели. Наибольшая мощность четырехтактных двигателей обычно не превышает 1500 э. л. с, поэтому в большинстве случаев на судах они применяются как вспомогательные и лишь в установках малой мощности – в качестве главных двигателей.

В качестве же главных двигателей средней и большой мощности применяют двухтактные двигатели. На современных морских теплоходах ставят мощные малооборотные двигатели с непосредственной перодачей вращения на гребной вал.

«Единый двигатель» представляет собой энергетическую установку, обеспечивающую работу обычного дизеля подводной лодки в подводном положении по замкнутому циклу. Эта установка работает на окислителе, которым служит газообразный или жидкий кислород, содержащейся в баллонах. Выхлопные газы дизеля, очищенные и обогащенные кислородом, снова подаются во всасывающий коллектор, а избыточное количество газов отводится за борт.

На опытной немецкой подводной лодке среднего водоизмещения, построенной в период второй мировой войны, была предусмотрена установка, работающая по замкнутому циклу, мощностью всего лишь 1500 л. с. Суммарный удельный расход топлива и кислорода при работе этой установки был очень велик. Поэтому основными недостатками подводных лодок с-«единым двигателем» является малая дальность плавания, зависящая от запасов кислорода, а также повышенная взрыво- и пожароопасность в помещениях лодки.

Работа дизеля под водой (РДП) обеспечивается устройством, выдвигающимся на поверхность воды при плавании подводной лодки на перископной глубине и подающим наружный воздух. Впервые это устройство было применено в 1944 г. на немецких подводных лодках и получило название «шноркеля».

Принципиальная схема такого устройства показана на рис. 73.

10 самых необычных двигателей всех времен — Feature — Car and Driver

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Большинство автомобильных двигателей сегодня очень похожи. Даже те, которые мы бы назвали разными, такие как плоские шестерки Porsche или новый двухцилиндровый Fiat, следуют проверенным инженерным принципам, которые доминировали в отрасли на протяжении последних 50 лет.Но не каждый производитель автомобилей играет по правилам при разработке двигателей. Некоторые из движущих сил нонконформистов достаточно странны, чтобы поднять бровь, но некоторые из них совершенно неординарные, поедающие рубашки и обнимающие незнакомцев безумцы. Иногда к безумию добавлялся метод, например, попытка повысить эффективность. В других случаях было ясно, что заключенные получили контроль над инженерным отделом. И у нас отлично с этим .

Чтобы составить наш список из 10 безумных автомобильных двигателей, мы следовали некоторым правилам: только серийные силовые установки для легковых автомобилей; никаких гоночных мельниц или разовых экспериментов, потому что это странно по определению.Мы также отказались от двигателей, которые выделяются только тем, что являются первыми или самыми крупными в чем-либо. Это потому, что цель здесь — подчеркнуть безумный дизайн двигателя, от которого страдает ваш мозг.

Так что давайте стрелять.

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Статистика — это легенда: 8,0-литровый двигатель W-16 мощностью более 1000 л.с. является самым мощным и сложным серийным двигателем в истории. Он имеет 64 клапана, четыре турбокомпрессора и достаточную мощность для измельчения дорожного покрытия — 922 фунт-фут при 2200 оборотах в минуту — чтобы помять нижнее белье Бога. Его W-образная 16-цилиндровая компоновка, по сути, оргия узкоугольных Volkswagen VR4, никогда не использовалась раньше и, вероятно, никогда не будет больше. Да, и еще с гарантией.

Это инженерный единорог, который встречается только раз в жизни, вроде того, что случилось бы, если бы космическая программа Аполлон и Фердинанд Порше каким-то образом совместно забеременели Титаник .Если это не интересно, мы не знаем, что.

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

В начале прошлого века автомобильный пограничник Чарльз Йель Найт получил прозрение. Он рассудил, что традиционные тарельчатые клапаны слишком сложны, а сопутствующие пружины и толкатели слишком неэффективны. Его решение было названо втулочным клапаном — скользящей втулкой вокруг поршня, приводимой в действие валом с зубчатой ​​передачей, который открывал впускные и выпускные отверстия в стенке цилиндра.

Удивительно, но это сработало. Двигатели с клапаном на втулку обеспечивают высокий объемный КПД, низкий уровень шума и отсутствие риска смещения клапана; Недостатков было немного, но среди них был высокий расход масла. Найт запатентовал свою идею в 1908 году, и позже она появилась во всем, от Mercedes-Benz до Panhards и Peugeot. Технология вышла из моды, когда тарельчатые клапаны стали лучше справляться с нагревом и высокими оборотами.

МАРК БРЭМЛИ, АРКИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, УГО.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Представьте, что вам, автомобилестроителю 1950-х годов, предлагают экспериментальный двигатель. Этот немецкий чувак по имени Феликс заходит в ваш офис и пытается продать вам идею трехконечного поршня, вращающегося внутри овального ящика, сжигающего топливо на своем пути. Это похоже на огненный шар в клетке для бинго или, может быть, на футбольный мяч в стиральной машине. И он не только работает, но и невероятно сбалансирован.

Сам ротор имеет треугольную форму с выпуклыми гранями, а его три угла называются вершинами.Когда ротор вращается внутри корпуса, он создает три камеры, которые отвечают за четыре фазы цикла мощности: впуск, сжатие, мощность и выпуск. Каждая поверхность ротора всегда работает на одной стадии цикла. Если это звучит эффективно, то это потому, что это… вроде как. Мощность в лошадиных силах высока по сравнению с рабочим объемом двигателя, но они всасывают топливо, как эй, потому что камера сгорания удлиненная.

Странные вещи, не так ли? Знаете, что страннее? Он все еще находится в производстве . Купите Mazda RX-8 и получите двигатель Ванкеля на 9000 об / мин! Чего же ты ждешь? Вставай с дивана!

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Компания Eisenhuth Horseless Vehicle Company в Коннектикуте была основана Джоном Эйзенхутом, жителем Нью-Йорка, который утверждал, что изобрел бензиновый двигатель и имел отвратительную привычку получать иски от своих деловых партнеров. Его составные модели 1904–07 годов имели рядный трехцилиндровый двигатель, в котором два внешних цилиндра приводили в действие невоспламененный, «мертвый» средний цилиндр своими выхлопными газами; средний цилиндр обеспечивал мощность двигателя. Наружные цилиндры были огромными, с отверстиями 7,5 дюймов, но внутренний, диаметром 12 дюймов, был еще больше. Айзенхут заявил о 47-процентном увеличении экономии топлива по сравнению со стандартным двигателем аналогичного размера. Он также обанкротился в 1907 году. Подумайте.

МАРК БРЭМЛИ, АРКИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, УГО.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Предоставьте французам разработать интересный двигатель, который на первый взгляд кажется обычным. Знаменитый галльский производитель Panhard, широко известный своей одноименной штангой подвески, снабдил свои послевоенные автомобили серией боксеров с воздушным охлаждением и алюминиевыми блоками. Они отличались блочной конструкцией — блок и головка блока цилиндров представляли собой одну отливку — пружины торсионных клапанов, кривошип с роликовым подшипником, полые алюминиевые толкатели и выхлопные трубы, которые в одном варианте служили опорами двигателя. Рабочий объем варьировался от 610 до 850 куб. мощность составляла от 42 до 60 л.с., в зависимости от модели. Лучшая часть? Twin Panhard остается самым необычным двигателем, когда-либо побеждавшим в своем классе на «24 часах Ле-Мана».

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Странное название, конечно, но двигатель еще более странный. 3,3-литровый Commer TS3 представлял собой оппозитно-поршневой двигатель с наддувом (каждый цилиндр имеет два поршня с обращенными друг к другу головками, головки цилиндров отсутствуют), одно-коленчатый вал (у большинства двигателей с оппозитными поршнями их два), трехцилиндровый , двухтактный дизельный двигатель.Группа Rootes придумала этого зверя для своих грузовиков Commer. TS3 обладал оригинальной компоновкой, шатунными коромыслами размером с маленькую кошку и крутящим моментом в 270 фунт-фут, более мощным, чем у многих более крупных дизелей того времени.

Запутались? Посмотреть анимацию можно здесь.

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Думаете, Коммерсант был умен? Этот кладет его на трейлер.Английская компания Lanchester Motor Company была основана в 1899 году. Lanchester Ten, представленный годом позже, был оснащен 4,0-литровым плоским спаренным двигателем с воздушным охлаждением и двойным коленчатым валом, приводящим в движение задние колеса. Один кривошип располагался над другим, и каждый поршень имел по три шатуна — два легких внешних и более тяжелый в центре. Легкие стержни шли к одному кривошипу, тяжелые — к другому, и два вала вращались в противоположных направлениях. Результат — 10,5 л.с. при 1250 об / мин и заметное отсутствие вибрации. Если вы когда-нибудь задумывались, как выглядит инженерная элегантность, то вот оно.

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO. COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Как и Veyron, ограниченный выпуск суперкара Cizeta (урожденная Cizeta-Moroder) V16T определяется его двигателем. 6,0-литровый V-16 мощностью 560 л.с. в брюхе Ciz — это не настоящий V-16. Если следовать порядку стрельбы и конструкции, то это всего лишь два плоских двигателя V-8, которые делят один блок и соединены центральным ГРМ.Это делает его не менее безумным. Поскольку двигатель установлен поперечно, центральный вал передает мощность на задний мост. Чизеты встречаются реже, чем честные политики, их всего лишь крошечное число. Истинный производственный номер, конечно, является секретом, но один из них время от времени всплывал в Лос-Анджелесе, где его владелец безжалостно проверял его до того, как таможенники конфисковали его в 2009 году.

МАРК БРЭМЛИ, АРКИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, УГО.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Двигатель Commer Knocker на самом деле был вдохновлен (если это правильное слово) французским семейством двигателей с оппозитными поршнями, которые выпускались в двух-, четырех- и шестицилиндровом исполнении до начала 1920-х годов. Вот как это работает для двухцилиндрового двигателя: два поршня приводят в движение коленчатый вал обычным образом. Против двух поршней находится еще один набор из двух вертикально противоположных поршней, соединенных крейцкопфом. В свою очередь, эта крейцкопфа приводит в движение два длинных шатуна, соединенных с кривошипом на 180 градусов относительно нижних поршней.Противоположные поршни эффективно образуют головки цилиндров. Таким образом, шестицилиндровый двигатель имеет 12 поршней и кривошип с жесткостью спагетти на кручение.

Серийные двигатели варьировались от 2,3-литровых двойных до 11,4-литровых «шестерок». Был также чудовищный 13,5-литровый четырехцилиндровый гоночный автомобиль, который стал первым автомобилем, разогнавшимся до 100 миль в час, за рулем которого Луи Риголли в Остенде, Бельгия, в 1904 году. впрыск топлива в их первых двигателях.

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX. COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Если идея о том, что ваш двигатель вращается позади вас, кажется хорошей, то Adams-Farwell, родом из Дабьюка, штат Айова, — это ваша машина. Что ж, вращался не весь двигатель: только цилиндры и поршни, потому что коленчатые валы на этих трех- и пятицилиндровых двигателях были неподвижными. Расположенные в радиальном направлении цилиндры имели воздушное охлаждение и действовали как маховик, когда двигатель запускался и работал.Привод был снят с цилиндра через короткую одинарную цепь, и агрегаты были легкими для того времени — 190 фунтов для 4,3-литрового трехцилиндрового двигателя и 265 фунтов для 8,0-литрового пятого.

Сами автомобили были с задним расположением двигателя, а пассажирский салон был установлен далеко вперед, что идеально подходило для того, чтобы полностью разрушиться в результате аварии. Принимая во внимание отсутствие механической надежности на заре автомобилестроения, мы задаемся вопросом, насколько комфортно вы чувствовали бы себя, когда вы набираете 265 фунтов на скорости 1000 об / мин позади своих икр.

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Тридцать цилиндров, пять рядов, пять карбюраторов, пять распределителей, 1255 кубических дюймов. Вот что происходит, когда Детройт идет на войну. Chrysler построил A57, чтобы в спешке выполнить контракт на поставку танковых двигателей времен Второй мировой войны, используя как можно больше готовых компонентов. Он состоял из пяти рядных шестеренных легковых автомобилей размером 251 куб, расположенных радиально вокруг центрального выходного вала.Получившаяся 425-сильная куча волосатой свободы приводила в движение танки M3A4 Lee и M4A4 Sherman.

МАРК БРЭМЛИ, АРХИВИО ПЕРИНИ, АНДРЕ РИТЦИНГЕР, ДЖОН РОУ, ДЭНИЕЛ ВОН, UGO.COM, AVTOINDEX.COM, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Хотя простое упоминание о гоночном двигателе — это ящик странностей для автомобилей Пандоры, BRM H-16 слишком неприятен, чтобы не упомянуть. 3,0-литровый 32-клапанный H-16 от BRM, по сути, две плоские восьмерки, делающие горизонтальный удар, был работой дизайнера Тони Радда.Он выдавал более 400 л.с., но был ограничен весом и надежностью. Джим Кларк дал двигателю единственную победу в Формуле-1 на Гран-при США 1966 года, а Джеки Стюарт однажды сравнил его с лодочным якорем. Это звучало как четыре субаруса в почтовом ящике.

Это был не единственный 16-цилиндровый двигатель, с которым баловались ребята из BRM. Они также разработали 1,5-литровый V-16 с наддувом. Он разгонялся до 12 000 об / мин и выдавал 485 л.с. Это была бы чертовски крутая замена на Corolla AE86.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Плюсы и минусы разных типов двигателей

Наиболее распространенные типы двигателей — четырехцилиндровый, четырехцилиндровый, рядный шестицилиндровый, V6 и V8 — имеют свои плюсы и минусы. Вот все, что вам нужно знать, в одном удобном руководстве …

Что делает большую мощность, 4.0-литровый двигатель V6 или 4,0-литровый V8? Ответ не так прост. При обсуждении различных двигателей компоновка не является самым большим фактором, влияющим на их мощность. Приложив немного изобретательности (и, знаете ли, денег), четырехцилиндровый двигатель может развить столько же мощности, что и V12. Так что же заставляет производителей выбирать разные компоновки двигателей? Вот преимущества и недостатки каждого макета.

1.Рядная четырехцилиндровая четверка

Начнем с одного из самых распространенных двигателей — рядного четырехцилиндрового двигателя. Есть причина, по которой это распространено, в основном потому, что это так просто: один ряд цилиндров, одна головка цилиндров и один клапанный механизм. Вот все, что вам нужно знать:

Преимущества:

• Четырехцилиндровый рядный четырехцилиндровый двигатель мал и компактен, что означает, что он легко помещается практически в любой моторный отсек.
• Он также легкий, а вес всего лишь с одним выпускным коллектором еще меньше.
• При только одной головке блока цилиндров меньше движущихся частей, чем в двигателях с несколькими рядами цилиндров. Это означает меньшие потери энергии, что снижает вероятность неисправностей.
• Первичные силы уравновешены, потому что два внешних поршня движутся в противоположном направлении по сравнению с двумя внутренними поршнями (см. Рисунок выше).
• Четырехцилиндровые двигатели просты в эксплуатации; Головка блока цилиндров является самой высокой точкой, что упрощает работу свечей зажигания и доступ к клапанному механизму.
• Четырехцилиндровые двигатели требуют меньших производственных затрат.

Недостатки:

• Вторичные силы не сбалансированы, что в конечном итоге ограничивает размер двигателя.
Рядные четверки
• редко превышают 2,5–3,0 литра.
• Более крупные четырехцилиндровые двигатели часто требуют балансировки валов для устранения вибрации, вызванной вторичным дисбалансом.
• Высокий центр тяжести по сравнению с некоторыми вариантами (h5).
• Не такой жесткий, как у некоторых компоновок (V6, V8).

Вот краткое видео-объяснение четырехцилиндрового двигателя:

2.

Горизонтально-оппозитный

С точки зрения производительности не так много вариантов, столь же привлекательных, как двигатель с горизонтально расположенными цилиндрами. Boxer Four не так распространен, как другие двигатели в этом списке, но с инженерной точки зрения это логичный выбор для вашего гоночного автомобиля.

Преимущества:

• Первичные и вторичные силы хорошо сбалансированы.Это плавный двигатель.
• Это позволяет уменьшить вес коленчатого вала, что приводит к меньшим потерям мощности из-за инерции вращения.
• Низкий центр тяжести упрощает управление.

Недостатки:

• Размер упаковки: это очень широкие двигатели.
Плоские двигатели
• когда-то использовались в Формуле 1 из-за их преимуществ в производительности, но из-за своей ширины они препятствовали воздушному потоку и больше не используются.
• Сложность — две головки блока цилиндров / клапанный механизм.
• Качающаяся пара (дисбаланс плоскостей) из-за смещения поршней для соединения шатунов с коленчатым валом.
• Техническое обслуживание может быть затруднено, если упаковка герметична.

3.Рядная шестерка

Объект привязанности инженеров, рядная шестерка — результат присоединения еще двух цилиндров к рядному четырехцилиндровому двигателю. BMW любит их, и это компоновка одного из самых известных двигателей с наддувом — 2JZ. Так что же такого особенного в рядной шестерке?

Преимущества:

• Рядная шестерка сбалансирована по своей сути.
• Компоновка в сочетании с порядком зажигания обеспечивает, по сути, самый плавный двигатель.
• V12 и Flat-12 — это следующий шаг к дальнейшему снижению вибрации, поскольку они представляют собой два двигателя I6, сочетающиеся друг с другом.
• Более низкая стоимость производства — единый блок цилиндров со всеми цилиндрами в одной ориентации.
• Простой дизайн, легко работать, как и I4.

Недостатки:

• Упаковка может быть сложной из-за длины.
• Не подходит для автомобилей с передним приводом.
• Высокий центр тяжести (по сравнению с плоскими двигателями).
• Более низкая жесткость, чем у V-образных двигателей, поскольку он длинный и узкий.

Вот краткое видеообъяснение прямой шестерки:

4.V6

Теперь разрежьте эту прямую шестерку пополам и совместите два ряда цилиндров с общим кривошипом. V6 — это обычная компоновка, когда задействовано шесть свечей зажигания. Это также текущая компоновка двигателей Формулы-1. Зачем это нужно?

Преимущества:

• Они компактны и могут легко использоваться как для автомобилей с передним, так и с задним приводом.
• Обеспечивает больший рабочий объем, чем четырехцилиндровые двигатели, что обычно означает большую мощность.
• Жесткая конструкция.
• Формула 1 решила использовать в сезоне 2014 года двигатели V6, а не I4, потому что они хотели использовать двигатель в качестве напряженного элемента автомобиля.

Недостатки:

• Две головки блока цилиндров означают добавленную стоимость, сложность и вес.
• Дополнительная инерция вращения и трение (больше движущихся частей).
• Высокий центр тяжести по сравнению с плоскими двигателями.
• Стоимость часто больше, чем встроенная.
• Вторичный дисбаланс требует дополнительной нагрузки на коленчатый вал.
• Два выпускных коллектора означают дополнительный вес.

5.

V8

Когда вы добавляете цилиндр в каждый ряд V6, вы получаете значок как в американской мускулатуре, так и в европейской экзотике — V8. Он может издавать изысканный вой или дрожащее бормотание. Так что же делает этот макет таким популярным?

Преимущества:

• Размер упаковки (короткая по длине).
• Хорошая балансировка, в зависимости от типа коленчатого вала и порядка зажигания (плоскость или поперечная плоскость).
• Жесткая конструкция.
• Обеспечивает большой рабочий объем.

Недостатки:

• Как и V6, двигатель V8 может иметь большой вес.
• Дополнительная инерция вращения и трение (больше движущихся частей).
• Стоимость и сложность будут выше.
• Более высокий центр тяжести по сравнению с плоскими двигателями.
• Масса двигателя обычно увеличена.
• Упаковка большая, обычно только для автомобилей с задним / полным приводом.

Сообщите нам ниже, какой тип двигателя вы используете в настоящее время, и что вам нравится и что не нравится в нем.

Двигатель

Поршни — обзор

3.2 Силовые агрегаты на природном газе с поршневым двигателем

Поршневой двигатель или поршневой двигатель имеет долгую историю в производстве электроэнергии. Некоторые из самых первых угольных электростанций, построенных в 19 веке, использовали паровые поршневые двигатели для привода генераторов. Современные поршневые двигатели используются в основном на транспорте.Малогабаритные двигатели используются в отечественных транспортных средствах, а более крупные — в грузовых автомобилях, локомотивах и кораблях. Эквивалентные двигатели могут быть адаптированы для рынка производства электроэнергии. Что касается выходной мощности, размеры могут варьироваться от 0,5 кВт до 65 МВт.

Есть две основные категории поршневых двигателей, подходящих для выработки электроэнергии, двигатели с искровым зажиганием и двигатели с воспламенением от сжатия, но только первая из них может работать на природном газе. Двигатели с воспламенением от сжатия обычно работают на дизельном топливе.Также существуют разные циклы, в которых может работать поршневой двигатель. Два наиболее распространенных — это двухтактный и четырехтактный двигатель. Двигатели, использующие оба типа цикла, могут работать на природном газе.

Еще одна переменная — это соотношение воздуха и топлива в камере сгорания (цилиндре) двигателя. Некоторые работают с примерно стехиометрическим соотношением кислорода из воздуха и топлива, так что кислорода достаточно для сгорания всего топлива. Такие двигатели относят к двигателям с богатым горением.Эти двигатели, как правило, работают при высоких температурах сгорания, что может привести к образованию относительно высоких уровней оксидов азота, а также других загрязнителей. Альтернативой является двигатель, работающий на обедненной смеси, в котором гораздо больше воздуха (и кислорода), чем требуется для сгорания. Избыточный воздух приводит к более низким температурам сгорания в цилиндрах двигателя и снижению уровня загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателя. В нормальных условиях двигатель с обогащенным газом обычно обеспечивает более высокий КПД, чем двигатель с обедненным газом.Однако современная конструкция двигателей, работающих на обедненной смеси, позволяет им достигать столь же высокого уровня эффективности при сохранении более низких уровней выбросов.

Как и в случае паротурбинных установок, работающих на природном газе, основным экологическим фактором является NO _x . Двигатели с интенсивным сгоранием, работающие на природном газе, обычно требуют какой-либо системы каталитического восстановления для удаления NO _x и приведения уровня выбросов в соответствие с местными нормативами. Некоторые двигатели, работающие на обедненной смеси, могут соответствовать экологическим нормам без необходимости в дополнительных системах контроля выбросов.Двигатели также выделяют углекислый газ, но маловероятно, что применение технологии улавливания углерода в поршневых двигателях будет рентабельным, за исключением самых крупных установок.

Поршневые двигатели, работающие на природном газе, доступны мощностью от 0,5 кВт до примерно 6 МВт. Для электростанций большего размера обычно требуется несколько двигателей. Хотя могут быть построены более крупные поршневые двигатели, они обычно работают на тяжелой нефти в качестве топлива, а не на природном газе. Скорость поршневого двигателя зависит от его размера.Двигатели, работающие на природном газе, могут быть либо высокоскоростными двигателями (1000–3000 об / мин), которые доступны мощностью от 0,5 кВт до 6 МВт, либо среднеоборотными двигателями (275–1000 об / мин), которые обычно начинаются с мощности 1 МВт. Более крупные двигатели с меньшей скоростью обычно более надежны и обычно выбираются для непрерывной работы. Там, где требуется прерывистая работа, часто будут выбираться более компактные высокоскоростные двигатели, потому что они, как правило, дешевле, хотя и менее надежны.

Использование двигателей, работающих на природном газе, для выработки электроэнергии разнообразно.Многие из них используются для приложений распределенной генерации, где они поставляют электроэнергию непосредственно местным потребителям. Некоторые из этих двигателей используются в режиме когенерации, в котором отработанное тепло двигателя используется для нагрева воды. Это может привести к очень высокой общей эффективности. Еще одно распространенное применение — резервная сеть, когда системы спроектированы таким образом, что они запускаются, как только происходит перерыв в электроснабжении. Двигатели, работающие на природном газе, также могут использоваться в сочетании с возобновляемыми источниками энергии, такими как энергия ветра или солнечная энергия, в приложениях типа микросетей, где они также используются в качестве резервного источника питания.

У вас один из 10 лучших двигателей 2020 года?

Фабиан Кирхбауэр Фотография

BMW AG. Только для редакционного использования. По любым другим вопросам обращайтесь к Fabian Kirchbauer .

С каждым годом ландшафт автомобильной промышленности приспосабливается к желаниям и потребностям потребителя, и есть несколько мест, где это проявляется более четко, чем список Wards 10 Best Engines. Список этого года показывает, что отрасль находится в постоянном движении, и среди победителей почти все — от V8 до трехцилиндровых гибридов, мягких гибридов и полностью электрической силовой установки. Фактически, Уордс заявляет, что это первый раз за 11 лет, когда три рядных шестицилиндровых двигателя были отмечены наградами в этом списке. Это просто показывает, насколько разнообразны наши дороги в 2020 году.

Чтобы участвовать в конкурсе в этом году, Wards использовала предельную цену в 65000 долларов (базовую) и оценила каждую трансмиссию в соответствии с мощностью, крутящим моментом, сравнительными характеристиками, управлением шумом, вибрацией и резкостью, экономией топлива и использованием новых технологий. . Учитывая, что Wards пришлось разобрать 26 совершенно разных движков за два месяца — с октября по ноябрь — на улицах в районе метро Детройта, выбрать всего 10 было нелегким делом.У вас один из 10 лучших двигателей 2020 года?

BMW 3,0-литровый рядный шестицилиндровый двигатель с турбонаддувом

2020 BMW M340i

— цена: + 0 руб. BMW AG Фотографии Фабиана Кирхбауэра

3,0-литровый рядный шестицилиндровый двигатель с турбонаддувом, установленный на BMW M340i, не совсем похожий на M, нельзя сбрасывать со счетов просто потому, что он не прикреплен болтами к настоящему автомобилю M. Он мог бы жить в тени могущественного M3, но с шестью цилиндрами, развивающими 382 лошадиные силы и 369 фунт-фут крутящего момента, M340i имеет лучшую цену — 54 995 долларов.

Daimler 3.0-литровый 48V Turbo Inline-Six

2020 Mercedes-Benz GLE450

— цена: + 0 руб. Мерседес-Бенц

Установленный в Mercedes-Benz GLE450, 3,0-литровый шестицилиндровый двигатель с турбонаддувом Mercedes также включает 48-вольтовую мягкую гибридную систему, которая обеспечивает общую выходную мощность в 362 лошадиных силы и 369 фунт-фут крутящего момента. Это ни в коем случае не рекордные показатели двигателя, но когда внедорожник, который он перевозит, весит почти 5000 фунтов, получение такого количества металла для плавного ускорения впечатляет.

FCA 3,6-литровый 48V eTorque V6

2020 Баран 1500

FCA

Трудно игнорировать то, насколько массивными стали пикапы за последние несколько лет. Трудно также не заметить, насколько большие силуэты буровой установки и дополнительный вес пагубно сказываются на экономии топлива. Fiat Chrysler, наконец, инвестирует некоторые ресурсы в гибриды на всех уровнях, и eTorque V6 представляет собой небольшой, но важный шаг в сегменте пикапов. Система eTorque не является основным усилителем мощности, но она помогает сократить расход миль на галлон.

Ford 2.3-литровый высокопроизводительный четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом

2020 Ford Mustang Ecoboost Высокопроизводительный пакет

Ford Motor Co.

Что касается Mustang, модели V8 привлекают все внимание, но крошечный 2,3-литровый четырехцилиндровый двигатель заслуживает этой награды в первой десятке. Двигатель Ecoboost заимствован из прототипа Ford Focus RS и обладает мощностью 332 лошадиных силы и крутящим моментом 350 фунт-фут, что делает этот Mustang более спортивным автомобилем в одежде маслкаров.Подумать только о том, что самый маленький Mustang, доступный сегодня, можно было бы потратить на легендарную BMW M3 E46 за свои деньги.

GM 3,0-литровый турбодизель Inline-Six

2020 GMC Sierra Elevation

GMC

3,0-литровый дизель в GMC 1500 — единственный вариант дизеля, который попал в список 10 лучших двигателей этого года, но он также должен был выделяться среди множества дизельных двигателей, доступных в 2020 году. возвратите 30 миль на галлон в Sierra 1500, но он также будет выдавать 277 лошадиных сил, 460 фунт-фут крутящего момента и буксирует максимум 9 100 фунтов.

GM 6,2-литровый V8

2020 Chevrolet Corvette Stingray

— цена: + 0 руб. Дженерал Моторс

6,2-литровый V8 в задней части (да, в задней части) Corvette 2020 года продолжает делать заголовки. Это первый серийный Corvette со средним расположением двигателя, в базовой комплектации он выдает заявленные 495 лошадиных сил и стоит 59 995 долларов. Его также называют «лучшим корветом на свете».

Honda 2.0-литровый четырехцилиндровый Atkinson i-VTEC / HEV

2020 Honda Accord Hybrid

— цена: + 0 руб. Honda

2.0-литровый четырехцилиндровый гибрид Atkinson i-VTEC — это ни в коем случае не новый двигатель, это мощный гибридный силовой агрегат. Он также вошел в 10 лучших двигателей Wards 2019 года. То, как он легко переключается между ДВС и электроэнергией, не имеет себе равных в своем сегменте. Комбинированная система, вырабатывающая всего 212 лошадиных сил, разворачивает мощность там, где это полезно для повседневной езды, на низких оборотах.

Силовая установка Hyundai 150 кВт

2020 Hyundai Kona EV

— цена: + 0 руб. Hyundai

Как единственная полностью электрическая силовая установка, Hyundai Kona EV мощностью 150 кВт находится на противоположном конце спектра от V8 Corvette.Однако козырной стороной Kona является ее пробег в 252 мили, как у Tesla, и ее цена в 30 000 долларов (после налоговых льгот).

Hyundai 1,6-литровый четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом

2020 Hyundai Sonata

— цена: + 0 руб. Hyundai

На бумаге 1,6-литровый четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом в Hyundai Sonata 2020 года точно не воспламенит вам волосы. Однако, если вы углубитесь в то, как инженеры возились и настраивали работу кулачков и клапанов двигателя, достигнутые им 36 миль на галлон становятся намного более впечатляющими. Двигатель Sonata получил славу за то, что попал в этот список, но инженеры Hyundai здесь настоящие невоспетые герои.

Nissan 2,0-литровый VC-Turbo с четырьмя цилиндрами

Nissan Altima

2019 года Nissan

Nissan Altima 2020 года является прямым конкурентом Hyundai Sonata и еще одним автомобилем, который не привлекает слишком много заголовков. Но, как и в случае с Sonata, уловка Nissan для вечеринок спрятана глубоко в моторном отсеке. В 2,0-литровом четырехцилиндровом двигателе VC-Turbo используется та же инновационная технология переменного сжатия, что и в более дорогих двигателях Infiniti V6, но в Altima основное внимание уделяется эффективности, а не производительности.

Следуйте за мной в Instagram @BusinessBryan

Различий между двигателями современных и старых автомобилей

Вы когда-нибудь задумывались, в чем разница между двигателями внутреннего сгорания старых и новых автомобилей? Оказывается, довольно много.

Несмотря на то, что базовая концепция осталась относительно неизменной, современные автомобили со временем претерпели ряд улучшений. Здесь мы остановимся на 4 наиболее интересных примерах.

В чем разница между старыми и новыми автомобилями?

Основные принципы самых первых автомобилей используются и сегодня.Одно из основных отличий заключается в том, что современные автомобили были разработаны в результате стремления улучшить мощность двигателей и, в конечном итоге, их топливную экономичность.

Источник: Ник Видал-Холл / Flickr

Это отчасти было вызвано рыночным давлением со стороны потребителей, а также более крупными рыночными силами, такими как изменение цен на нефть с течением времени, а также налоговой политикой правительства и другими нормативными требованиями.

Но, прежде чем мы углубимся в подробности, было бы полезно изучить, как работает двигатель внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания, по сути, берет источник топлива, такой как бензин, смешивает его с воздухом, сжимает его и воспламеняет. Это вызывает серию небольших взрывов (отсюда и термин двигатель внутреннего сгорания), которые, в свою очередь, приводят в движение набор поршней вверх и вниз.

Эти поршни прикреплены к коленчатому валу, который преобразует возвратно-поступательное поступательное движение поршней во вращательное движение путем поворота коленчатого вала. Затем коленчатый вал передает это движение через трансмиссию, которая передает мощность на колеса автомобиля.

Интересно, что в преобразовании возвратно-поступательной силы во вращательную силу нет ничего нового. Очень ранний паровой двигатель был изобретен героем Александрии в I веке нашей эры (на фото ниже).

Эолипил — герой ранней паровой машины Александрии. Источник: Evangelos Papadopoulos / Research Gate

Это устройство использовало пар для поворота небольшой металлической сферы, прикрепленной к оси, путем выпуска пара из пары расположенных под углом сопел — или выхлопов — на противоположных сторонах сферы.Хотя Hero никогда не развивал ее дальше, это было интересное раннее применение паровой технологии.

Некоторые другие базовые концепции автомобильных двигателей, такие как коленчатый вал, тоже очень старые концепции. Некоторые данные свидетельствуют о том, что некоторые из первых примеров, возможно, возникли во времена династии Хань в Китае.

Современные автомобили более эффективны, чем старые автомобили

Сжигание топлива, такого как бензин, не особенно эффективно. Из всей потенциальной химической энергии в нем только около 12-30% преобразуется в энергию, которая фактически приводит в движение автомобиль.Остальное теряется из-за холостого хода, других паразитных потерь, тепла и трения.

Чтобы помочь в борьбе с этим, современные двигатели прошли долгий путь, чтобы выжать из топлива как можно больше энергии. Например, технология прямого впрыска не смешивает топливо и воздух до достижения цилиндра, как в старых двигателях.

Напротив, топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, что обеспечивает повышение эффективности использования топлива на 12% и .

Источник: Edmund Vermeule / Flickr

Еще одним интересным усовершенствованием автомобильных двигателей является разработка турбонагнетателей.Эти устройства используют выхлопные газы для питания турбины, которая нагнетает дополнительный воздух (то есть больше кислорода) в цилиндры, чтобы повысить эффективность до 25% (хотя улучшения обычно намного скромнее).

Однако бывают случаи, когда турбокомпрессоры могут быть хуже обычных атмосферных двигателей.

Регулируемые фазы газораспределения и отключение цилиндров дополнительно повышают эффективность, позволяя двигателю использовать столько топлива, сколько ему действительно нужно.

Новые автомобильные двигатели более мощные

Хотя некоторые могут так думать, оказывается, что в среднем современные двигатели не только более эффективны, но и относительно более мощные.

Шевроле Малибу 2013 года выпуска. Источник: IFCAR / Wikimedia Commons

Например, у Chevrolet Malibu 1983 года был 3,8-литровый двигатель V-6 , который мог выдавать 110 лошадиных сил . Для сравнения, версия 2005 года имела 2,2-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель мощностью 144 лошадиных силы.

Современные автомобильные двигатели намного меньше, чем у старых автомобилей.

Этот привод, не каламбур, для повышения эффективности двигателей также со временем уменьшился в размерах.Это не совпадение. Производители автомобилей поняли, что не нужно делать что-то большее, чтобы сделать его более мощным. Все, что вам нужно сделать, это заставить объект работать умнее.

Те же технологии, которые сделали двигатели более эффективными, имеют побочный эффект, заключающийся в их уменьшении. Грузовики Ford F-серии — отличный тому пример. В 2011 году у F-150 было две версии; 3,5-литровый двигатель V-6 , который генерирует 365 лошадиных сил, и 5,0-литровый V-8 , который генерирует 360 лошадиных сил .

Однако следует отметить, что эта же серия также имела 6,2-литровый V-8 , который генерировал 411 лошадиных сил р. Но, относительно говоря, меньший V-6 сопоставим по мощности с обоими V-8, хотя он значительно меньше.

Источник: Джордж Томас / Flickr

Интересно также отметить, что современные автомобили в целом часто считаются тяжелее своих более старых аналогов. Однако, учитывая, что они также больше по размеру и оснащены дополнительным оборудованием для обеспечения безопасности, средний вес большинства моделей практически не увеличился.Что изменилось, так это повышение топливной экономичности, безопасности, выбросов и удобства.

Современные двигатели надежнее

Современные двигатели также являются результатом постепенной замены механических частей на электронные. Это связано с тем, что электрические детали в среднем менее подвержены износу, чем механические.

Детали, такие как насосы, все чаще заменяются на детали с электронным управлением, а не на их механических предков.Это помогло снизить потребность в замене деталей в течение всего срока службы двигателя автомобиля.

Современные двигатели с большим количеством электроники также требуют менее частой настройки по сравнению со старыми двигателями.

Другие ключевые компоненты двигателя, такие как карбюраторы, также были переделаны в электронном виде.

Карбюраторы заменены на дроссельные заслонки и электронные системы впрыска топлива. Другие детали, такие как распределители и крышки, были заменены независимыми катушками зажигания, управляемыми ЭБУ.

Еще сенсоры более-менее все контролируют. Однако это стремление к большей изощренности могло сделать новые автомобили менее безопасными.

Современный двигатель BMW 320d. Источник: Энди / Эндрю Фогг / Flickr

На базовом уровне современные и старые автомобильные двигатели работают по одним и тем же принципам, но очевидно, что современные двигатели со временем претерпели множество изменений.

Главной движущей силой была гонка за эффективностью над мощностью. Хороший набор побочных эффектов привел к тому, что современные двигатели стали относительно более мощными и, как правило, меньше.

Это отчасти благодаря замене старых механических аналоговых частей электронными аналогами.

В целом современные автомобильные двигатели более эффективны, меньше по размеру, относительно более мощные, умные и менее подвержены износу. С другой стороны, ремонт и обслуживание теперь требуют больше навыков и времени.

Но стоит ли платить за повышенную сложность для повышения эффективности? Мы позволим вам решать.

Как работает автомобильный двигатель

Я никогда не был автолюбителем.Мне просто не было никакого интереса копаться под капотом, чтобы понять, как работает моя машина. За исключением замены воздушных фильтров или замены масла время от времени, если у меня когда-либо возникала проблема с моей машиной, я просто отнес ее к механику, и когда он вышел, чтобы объяснить, что случилось, я вежливо кивнул и притворился. как будто я знал, о чем он говорил.

Но в последнее время мне не терпелось изучить основы работы автомобилей. Я не планирую становиться заядлым обезьяной, но я хочу иметь базовое представление о том, как все в моей машине действительно работает. Как минимум, эти знания позволят мне понять, о чем механик говорит, в следующий раз, когда я сяду в машину. Кроме того, мне кажется, что мужчина должен понимать основы технологии, которую он использует. ежедневно. Что касается этого веб-сайта, я знаю, как работают кодирование и SEO; пора мне изучить более конкретные вещи в моем мире, например, что находится под капотом моей машины.

Я полагаю, что есть и другие взрослые мужчины, похожие на меня — люди, которые не занимаются машинами, но им немного интересно, как работают их машины.Так что я планирую поделиться тем, что я узнал в ходе собственного исследования, и время от времени возьмусь за серию статей, которые мы назовем Gearhead 101. Цель состоит в том, чтобы объяснить самые основы того, как работают различные части в автомобиле, и предоставить ресурсы о том, где вы можете узнайте больше самостоятельно.

Итак, без лишних слов, мы начнем наш первый урок Gearhead 101 с объяснения всех тонкостей сердца автомобиля: двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания называется «двигателем внутреннего сгорания», потому что топливо и воздух сгорают внутри двигателя для создания энергии для перемещения поршней, которые, в свою очередь, перемещают автомобиль (мы покажем вы как это происходит подробно ниже).

Сравните это с двигателем внешнего сгорания, где топливо сгорает за пределами двигателя, и энергия, создаваемая этим сгоранием, является его движущей силой. Паровые двигатели — лучший тому пример. Уголь сжигается за пределами двигателя, который нагревает воду для производства пара, который затем приводит в действие двигатель.

Большинство людей думают, что в мире механизированного движения паровые двигатели внешнего сгорания пришли раньше, чем двигатели внутреннего сгорания. Реальность такова, что двигатель внутреннего сгорания был первым.(Да, древние греки возились с паровыми двигателями, но из их экспериментов ничего практического не вышло. )

В 16, ^и годах изобретатели создали двигатель внутреннего сгорания, используя порох в качестве топлива для привода механизма. поршней. На самом деле, их двигал не порох. Принцип работы этого раннего двигателя внутреннего сгорания заключался в том, что вы вставляли поршень до самого верха цилиндра, а затем зажигали порох под поршнем. После взрыва образовался вакуум, который засосал поршень в цилиндр.Поскольку этот двигатель полагался на изменения давления воздуха для перемещения поршня, они назвали его атмосферным двигателем. Это было не очень эффективно. К 17, ^и годам паровые двигатели были многообещающими, поэтому от двигателя внутреннего сгорания отказались.

Только в 1860 году был изобретен надежный, работающий двигатель внутреннего сгорания. Бельгийский парень по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал двигатель, который впрыскивал природный газ в цилиндр, который впоследствии воспламенялся постоянным пламенем рядом с цилиндром.Он работал аналогично пороховому атмосферному двигателю, но не слишком эффективно.

Основываясь на этой работе, в 1864 году два немецких инженера по имени Николаус Август Отто и Ойген Ланген основали компанию, которая производила двигатели, аналогичные модели Ленуара. Отто отказался от управления компанией и начал работать над конструкцией двигателя, над которой он играл с 1861 года. Его конструкция привела к тому, что мы теперь знаем как четырехтактный двигатель, и базовая конструкция двигателя до сих пор используется в автомобилях.

Анатомия автомобильного двигателя

Двигатель V-6

Я немного покажу вам, как работает четырехтактный двигатель, но прежде чем я это сделаю, я подумал, что было бы полезно пройти через различные части двигателя, чтобы вы имели представление о том, что и что делает в четырехтактном процессе.В этих объяснениях используется терминология, основанная на других терминах из списка, поэтому не беспокойтесь, если вы сначала запутаетесь. Прочтите все, чтобы получить общее представление, а затем перечитайте еще раз, чтобы иметь общее представление о каждой части, о которой идет речь.

Блок цилиндров (блок цилиндров)

Блок двигателя является основой двигателя. Большинство блоков цилиндров отлиты из алюминиевого сплава, но некоторые производители по-прежнему используют железо.Блок двигателя также называют блоком цилиндров из-за большого отверстия или трубок, называемых цилиндрами, которые залиты в интегрированную конструкцию. В цилиндре поршни двигателя скользят вверх и вниз. Чем больше цилиндров в двигателе, тем он мощнее. Помимо цилиндров, в блок встроены другие каналы и каналы, которые позволяют маслу и охлаждающей жидкости течь к различным частям двигателя.

Почему двигатель называется «V6» или «V8»?

Отличный вопрос! Это связано с формой и количеством цилиндров в двигателе.В четырехцилиндровых двигателях цилиндры обычно устанавливаются по прямой линии над коленчатым валом. Эта компоновка двигателя называется рядным двигателем .

Еще одна четырехцилиндровая компоновка называется «плоская четверка». Здесь цилиндры расположены горизонтально двумя рядами, коленчатый вал идет посередине.

Когда двигатель имеет более четырех цилиндров, они делятся на два ряда цилиндров — по три (или более) цилиндра на каждую сторону. Разделение цилиндров на два ряда делает двигатель похожим на букву V.”V-образный двигатель с шестью цилиндрами = двигатель V6. V-образный двигатель с восемью цилиндрами = V8 — по четыре в каждом ряду цилиндров.

Камера сгорания

В камере сгорания двигателя происходит волшебство. Здесь топливо, воздух, давление и электричество объединяются, чтобы создать небольшой взрыв, который перемещает поршни автомобиля вверх и вниз, создавая таким образом силу для движения автомобиля. Камера сгорания состоит из цилиндра, поршня и головки блока цилиндров.Цилиндр действует как стенка камеры сгорания, верхняя часть поршня действует как дно камеры сгорания, а головка цилиндра служит потолком камеры сгорания.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров представляет собой кусок металла, который находится над цилиндрами двигателя. В головке блока цилиндров отлиты небольшие закругленные углубления для создания пространства в верхней части камеры сгорания. Прокладка головки герметично закрывает стык между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров.Впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и топливные форсунки (эти детали будут объяснены позже) также установлены на головке блока цилиндров.

Поршень

Поршни перемещаются вверх и вниз по цилиндру. Они похожи на перевернутые суповые банки. Когда топливо воспламеняется в камере сгорания, сила толкает поршень вниз, который, в свою очередь, перемещает коленчатый вал (см. Ниже). Поршень прикреплен к коленчатому валу через шатун, он же шатун. Он соединяется с шатуном через поршневой палец, а шатун соединяется с коленчатым валом через шатунный подшипник.

На верхней части поршня вы найдете три или четыре канавки, отлитые в металле. Внутри канавок вставлены поршневые кольца . Поршневые кольца — это часть, которая фактически касается стенок цилиндра. Они сделаны из железа и бывают двух видов: компрессионные кольца и масляные кольца. Компрессионные кольца — это верхние кольца, они прижимаются наружу к стенкам цилиндра, обеспечивая прочное уплотнение камеры сгорания. Масляное кольцо — это нижнее кольцо на поршне, которое предотвращает просачивание масла из картера в камеру сгорания.Он также вытирает излишки масла со стенок цилиндров и обратно в картер.

Коленчатый вал

Коленчатый вал — это то, что преобразует движение поршней вверх и вниз во вращательное движение, которое позволяет автомобилю двигаться. Коленчатый вал обычно входит в блок цилиндров вдоль дна. Он простирается от одного конца блока двигателя до другого. В передней части двигателя коленчатый вал соединяется с резиновыми ремнями, которые соединяются с распределительным валом и передают мощность на другие части автомобиля; в задней части двигателя распределительный вал соединяется с трансмиссией, которая передает мощность на колеса.На каждом конце коленчатого вала вы найдете сальники или «уплотнительные кольца», которые предотвращают утечку масла из двигателя.

Коленчатый вал находится в так называемом картере двигателя. Картер находится под блоком цилиндров. Картер защищает коленчатый вал и шатуны от посторонних предметов. Область в нижней части картера называется масляным поддоном, и именно здесь хранится масло вашего двигателя. Внутри масляного поддона вы найдете масляный насос, который прокачивает масло через фильтр, а затем это масло разбрызгивается на коленчатый вал, шатунные подшипники и стенки цилиндра, чтобы обеспечить смазку для движения поршня.В конце концов, масло стекает обратно в масляный поддон, и процесс начинается снова.

Вдоль коленчатого вала вы найдете балансировочные выступы, которые действуют как противовесы, чтобы уравновесить коленчатый вал и предотвратить повреждение двигателя из-за колебаний, возникающих при вращении коленчатого вала.

Также вдоль коленчатого вала находятся коренные подшипники. Коренные подшипники обеспечивают гладкую поверхность между коленчатым валом и блоком двигателя для вращения коленчатого вала.

Распредвал

Распределительный вал — это мозг двигателя.Он работает вместе с коленчатым валом через ремень ГРМ, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в нужное время для оптимальной работы двигателя. Распределительный вал использует овальные выступы, которые проходят поперек него, чтобы контролировать время открытия и закрытия клапанов.

Большинство распределительных валов проходят через верхнюю часть блока цилиндров непосредственно над коленчатым валом. В рядных двигателях один распределительный вал управляет как впускным, так и выпускным клапанами. На V-образных двигателях используются два отдельных распредвала.Один управляет клапанами на одной стороне V, а другой — клапанами на противоположной стороне. Некоторые V-образные двигатели (например, на нашей иллюстрации) даже имеют два распределительных вала на ряд цилиндров. Один распределительный вал управляет одной стороной клапанов, а другой распределительный вал — другой стороной.

Система синхронизации

Как упоминалось выше, распределительный и коленчатый валы координируют свое движение через ремень или цепь ГРМ. Цепь ГРМ удерживает коленчатый вал и распределительный вал в одном и том же положении относительно друг друга все время во время работы двигателя.Если распредвал и коленчатый вал по какой-либо причине рассинхронизируются (например, цепь ГРМ пропускает зубчатый венец), двигатель не будет работать.

Клапанный механизм

Клапанный механизм — это механическая система, которая установлена ​​на головке блока цилиндров и управляет работой клапанов. Клапанный механизм состоит из клапанов, коромысел, толкателей и подъемников.

Клапаны

Клапаны бывают двух типов: впускные и выпускные. Впускные клапаны подают смесь воздуха и топлива в камеру сгорания, чтобы создать сгорание для питания двигателя.Выпускные клапаны позволяют выхлопным газам, образовавшимся после сгорания, выходить из камеры сгорания.

Автомобили обычно имеют один впускной клапан и один выпускной клапан на цилиндр. Большинство высокопроизводительных автомобилей (Ягуары, Мазерати и др.) Имеют четыре клапана на цилиндр (два впускных, два выпускных). Хотя Honda не считается «высокопроизводительным» брендом, она также использует в своих автомобилях четыре клапана на цилиндр. Есть даже двигатели с тремя клапанами на цилиндр — двумя впускными клапанами, одним выпускным клапаном. Многоклапанные системы позволяют автомобилю лучше «дышать», что, в свою очередь, улучшает характеристики двигателя.

Коромысла

Коромысла — это маленькие рычаги, которые касаются кулачков или кулачков распределительного вала. Когда лепесток поднимает один конец коромысла, другой конец коромысла давит на шток клапана, открывая клапан, чтобы впустить воздух в камеру сгорания или выпустить выхлоп. Это работает как качели.

Толкатели / подъемники

Иногда кулачки распредвала непосредственно касаются коромысла (как вы видите в двигателях с верхним распределительным валом), открывая и закрывая клапан.В двигателях с верхним расположением клапанов выступы распределительного вала не контактируют напрямую с коромыслами, поэтому используются толкатели или толкатели.

Топливные форсунки

Чтобы создать сгорание, необходимое для перемещения поршней, нам нужно топливо в цилиндрах. До 1980-х годов автомобили использовали карбюраторы для подачи топлива в камеру сгорания. Сегодня все автомобили используют одну из трех систем впрыска топлива: прямой впрыск топлива, впрыск топлива через отверстия или впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки.

При непосредственном впрыске топлива каждый цилиндр имеет собственную форсунку, которая впрыскивает топливо прямо в камеру сгорания в самый подходящий момент для сгорания.

При распределенном впрыске топлива вместо того, чтобы распылять топливо непосредственно в цилиндр, оно распыляется во впускной коллектор сразу за клапаном. Когда клапан открывается, воздух и топливо попадают в камеру сгорания.

Системы впрыска топлива с дроссельной заслонкой работают как карбюраторы, но без карбюратора. Вместо того, чтобы каждый цилиндр получил свою собственную топливную форсунку, есть только одна топливная форсунка, которая идет к корпусу дроссельной заслонки. Топливо смешивается с воздухом в корпусе дроссельной заслонки, а затем распределяется по цилиндрам через впускные клапаны.

Свеча зажигания

Над каждым цилиндром находится свеча зажигания. Когда он загорается, он воспламеняет сжатое топливо и воздух, вызывая мини-взрыв, который толкает поршень вниз.

Четырехтактный цикл

Итак, теперь, когда мы знаем все основные части двигателя, давайте взглянем на механизм, который на самом деле заставляет нашу машину двигаться: четырехтактный цикл.

На приведенном выше рисунке показан четырехтактный цикл в одном цилиндре. То же самое происходит и с другими цилиндрами.Повторите этот цикл тысячу раз в минуту, и вы получите движущуюся машину.

Ну вот. Основы работы автомобильного двигателя. Загляните сегодня под капот вашего автомобиля и посмотрите, сможете ли вы указать на детали, которые мы обсуждали. Если вам нужна дополнительная информация о том, как устроен автомобиль, посмотрите книгу How Cars Work. Это очень помогло мне в моих исследованиях. Автор отлично справляется с переводом вещей на язык, понятный даже новичку.

Теги: Автомобили

Прототипы двигателей — Альтернативная архитектура двигателя

Роторный двигатель Дойла

Как это работает: Если вы знакомы с принципом работы масляного насоса, вы уже на один шаг ближе к пониманию роторного двигателя Дойла.Архитектурно он состоит из двух концентрических окружностей; Центральная секция статична и содержит впускную систему, систему впрыска топлива, единственную камеру сгорания и единственную свечу зажигания. Вокруг этой центральной секции расположены два ряда радиальных поршневых отверстий; один ряд отверстий обеспечивает впуск и сжатие, а другой — расширение и выпуск. Поршни и их шатуны эксцентрично установлены на корпусе, который представляет собой «цилиндр» из высокопрочной стали, смещенный к центру всего узла.

Сложно? Немного, но в движении это имеет гораздо больше смысла. Ствол, поршни и каналы поршня вращаются вместе, но поскольку ствол и патронник смещены, поршни совершают один ход за оборот. Всасываемый воздух проходит через неподвижный центр, мимо верхних уплотнений роторного двигателя Mazda Renesis и попадает в камеру сжатия. Когда этот поршень достигает правильного угла, он выпускает сжатый воздух в камеру сгорания, где топливо добавляется и воспламеняется. Затем горячий газ проходит через другой ряд отверстий, где он расширяется, приводя в движение силовые поршни, а затем истощается.

Заявленные преимущества: Поскольку есть только одна камера сгорания, есть только одна свеча зажигания, одна форсунка и простая система зажигания. Это устраняет огромное количество дорогостоящих компонентов из всего уравнения двигателя. Непосредственной проблемой является отзывчивость двигателя, учитывая количество вращающейся массы, но, по словам изобретателя двигателя, Лонни Дойла, когда он изготовлен из алюминия, он имеет меньшую вращающуюся массу, чем обычный поршневой двигатель.

Статус: Несмотря на увлекательный дизайн и сложную геометрию, этот двигатель представляет собой шоу одного актера.Дойл работает машинистом в гоночной мастерской и работает над этим двигателем в свободное время, используя собственные средства. Его следующим большим препятствием является завершение обработки конструкции второго поколения и разработка системы прямого впрыска. Текущие котировки для одноразовой системы находятся в высшей степени, поэтому он определенно ищет инвесторов.

.