Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Из за чего дизельный двигатель идет в разнос


причины, последствия. Диагностика дизельных двигателей

Самыми распространёнными двигателями на данный момент являются дизельный и бензиновый. Последний появился на свет гораздо раньше, однако сейчас его популярность падает. Дизельные моторы более производительные и экономичные. Однако, чтобы мотор соответствовал этим двум требованиям, нужно уметь правильно его эксплуатировать. Нельзя допускать разнос дизельного двигателя. Сегодня мы рассмотрим, что это за процесс и почему он возникает.

Характеристика

Иногда вы слышите «дизель пошел в разнос». Что это значит? Разнос – это неконтролируемое увеличение оборотов коленвала двигателя, вне зависимости от положения педали акселератора. В большинстве случаев водитель не может управлять данным процессом. Коленвал вращается с большой скоростью, которая постоянно увеличивается.

Иногда обороты доходят до 5 тысяч. Это опасно для дизельного двигателя. Происходит это действие несколько минут. Как результат – заклинивший силовой агрегат. Часто сопровождается черным густым дымом из выхлопной трубы.

Причины - ТНВД

Одна из основных причин данного явления – это неисправность топливного насоса высокого давления или рейки. В результате, горючее попадает в камеру сгорания без ограничений. Это неконтролируемый процесс. И чем больше его попадет в камеру, тем выше обороты двигателя. После этого газораспределительный механизм (зачастую, с цепным приводом) не успевает реагировать на эти изменения. В результате неправильных распределений фаз гнется коленчатый вал, впускные и выпускные клапаны. Последствия в большинстве случаев очень печальны. Что делать, если двигатель пошел в разнос?

Спасти агрегат можно только одним способом – заглушить его. Но не всегда удается это сделать ключом. Приходится самостоятельно перекрывать доступ воздуха в камеру сгорания. Но в некоторых случаях диаметр впускного заборного отверстия очень большой. И даже подручными средствами закрыть его не удастся. Воздух все равно поступит сквозь мелкие щели. Стоит отметить, что на легковых автомобилях забор кислорода находится в нижней части. Поэтому придется обрывать подачу уже после воздушного фильтра. Для этого отверткой откручивается хомут и прекращается подача кислорода в патрубок. Делать это нужно максимально оперативно. Помните, что здесь счет идет на минуты. Второй вариант более долгий, но результативный. Если двигатель пошел в разнос, необходимо прекратить подачу топлива, отсоединив топливную магистраль. Но не всегда есть время для этого. Последствия – гнущиеся клапаны и вышедший из строя коленчатый вал. Что самое страшное – в это время летят осколки блока цилиндров. Взрыв можно сопоставить с действием гранаты. Находится рядом с таким мотором просто опасно. Но происходит это не сразу, а после 3-5 минут работы двигателя в таком режиме.

Турбина

Дизель в разнос может пойти по разным причинам. Если это турбированный мотор, велика вероятность, что такое произошло именно из-за этого механизма. Данный элемент охлаждается за счет масла. Иногда происходят утечки. В результате механизм не в состоянии обеспечить наддув. Обороты двигателя непроизвольно увеличиваются. С их увеличением, масляный насос начинает быстрее качать смазку. В итоге она попадает в камеру сгорания. Из выхлопной трубы идет черный дым.

При такой неисправности агрегат и вовсе может остаться без смазки. Ведь все масло ушло в выхлопную трубу. Бывали случаи, когда даже после отключения подачи топлива, агрегат продолжал работать чисто на смазке. И пускай данный процесс длится не больше минуты, этого вполне достаточно, чтобы ушел дизель в разнос. Особенно часто это случается на старых военных двигателях. Они рассчитаны на потребление мазута и керосина. Поэтому не стоит удивляться, что после прекращения подачи топлива мотор продолжает работать дальше. Если пошел дизель в разнос, коленчатый вал может лопнуть пополам. Не обязательно, что он вырвет блок цилиндров и с осколками улетит наружу. В некоторых случаях мотор будет продолжать работать, но с характерными стуками. Что еще происходит, когда идет дизель в разнос? С увеличением числа оборотов возрастает температура двигателя. Он быстро перегревается. Также, если это течь с турбины, возможны возгорания в районе выпускного коллектора. Заклинивание поршней возникает в считанные минуты. Причем неважно, какая на данный момент сила инерции маховика. Даже если авто стоит на холостых, возможен обрыв шатунных болтов и других элементов КШМ (кривошипно-шатунного механизма).

Почему только на дизелях?

Как показывает практика, в разнос уходит только дизельный двигатель.

И на то есть свои причины. Скорость работы двигателя на бензине регулируется дроссельной заслонкой. Она пропускает определенное количество воздуха, в результате чего количество оборотов вала можно регулировать от 1 до 7 тысяч. На бензиновых мотоциклетных ДВС максимальная отметка составляет 10-13 тысяч. Что касается дизельного двигателя, его работа контролируется количеством топлива, а не воздуха. В конструкции такого агрегата нет дроссельной заслонки. Причем для того, чтобы зажечь смесь, он не нуждается в свечах и искрах. Даже если снять аккумулятор, такой мотор будет продолжать работать и дальше. Что касается современных дизельных двигателей, у них шанс пойти в разнос гораздо меньше, так как количество топлива строго дозируется форсунками. Здесь система управляется электроникой, поэтому если с педалью газа будут проблемы, компьютер прекратит или снизит частично подачу горючего в камеру сгорания. Обычно на это уходит менее секунды. Таким образом, если ушел дизель в разнос, вам не придется самостоятельно откручивать штуцера и магистрали, либо закрывать доступ кислорода. За вас все сделает электроника, причем настолько быстро, что вы этого не заметите.

Что делать далее?

Если вам или электронике удалось заглушить ушедший в разнос двигатель, ни в коем случае не заводите его повторно. Старайтесь покинуть место происшествия на эвакуаторе или буксире. Повторный запуск может спровоцировать усиленный разнос агрегата, заглушить который вы уже вряд ли сможете.

Как избежать неисправности?

Чтобы исключить серьезных последствий, нужно следить за работоспособностью ТНВД.

Двигатель, оснащенный турбиной или компрессором, не должен сопливить маслом или «кушать» его сверх нормы. Предельный показатель - 1 литр на десять тысяч километров. Своевременная замена масла и ремонт цилиндро-поршневой группы смогут снизить риск разноса в несколько раз. Помните, что с нарушением герметичности, во впускной тракт вместе с воздухом будет попадать и масло. Такая смесь горит намного интенсивнее. Поэтому обороты будут расти. И так до тех пор, пока масло полностью не закончится. Также следует контролировать вентиляцию картера. Если она плохо герметизирована, масляные пары попадают во впускной коллектор. Когда пробег автомобиля большой, поршневые кольца не в состоянии снять всю пленку. В результате пары под давлением из картера проникают в камеру сгорания. Контролировать этот процесс невозможно.

Регулятор

Регулировка ТНВД – обязательное мероприятие для каждого дизельного агрегата. Данный насос приводится в действие через редуктор от коленвала. Его работа зависит от текущих оборотов двигателя. Для их поддержания, используют центробежный регулятор. Что делать данный механизм? Благодаря ему производится автоматическая регулировка ТНВД. Устройство ограничивает подачу топлива при повышенных оборотах коленвала.

Дополнительна регулировка насоса

Если диагностика дизельных двигателей показывает, что приготовление смеси происходит неправильно, скорее всего, причина в ТНВД, и центробежный регулятор с этой функцией не справляется. Для этого используется специальный регулировочный стенд.

Перед проверкой необходимо очистить насос от грязи и остальных отложений. Затем проверяется по меткам опережение впрыска и диагностируется клапан низкого давления. Чтобы это сделать, нужно выкрутить клапан и постучать молотком (легкими ударами) по верхней его части. Дальше выставляется цикловая подача. Она регулируется при помощи контргайки. Ее при необходимости откручивают или закручивают, а затем зажимают. Нормальные обороты дизельного двигателя на холостом ходу – 770-790 в минуту. Для дополнительной регулировки используют гидрокорректор, вращая его тягу против или по часовой стрелке. Своевременное устранение неисправностей гарантирует надежную работу системы питания и двигателя в целом.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет данный процесс. Регулярный ремонт и своевременная диагностика дизельных двигателей позволяет снизить риск данной неисправности. Как видите, последствия могут быть самыми опасными, вплоть до взрыва силового агрегата. Поэтому если мотор стал не контролировано увеличивать обороты и пропала тяга, немедленно прекращайте подачу воздуха в цилиндр. На небольших автомобилях это можно сделать собственной рукой – ладонью прикрыть заборный шланг.

Как работают дизельные двигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 29 января 2020 г.

Вы когда-нибудь смотрели в изумлении, когда гигантский грузовик медленно ползет вверх по холму? Возможно нет! Такие вещи случаются каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит - как огромная, тяжелая нагрузка систематически поднял против подавляющей силы гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (другими словами, топлива) - и вы можете согласиться То, что ты видишь, довольно примечательно.Дизельные двигатели - это мощь наших самых больших машин - грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки. На первый взгляд, они похожи на обычные бензиновые (бензиновые) двигатели, но они генерируют больше энергии, более эффективно, работая немного по-другому. Давайте возьмем пристальный взгляд!

Фото: дизельные двигатели (как в этом железнодорожном локомотиве) идеально подходят для тяги тяжелых поездов. Это великолепно сохранившийся (и отлично отполированный!) Британский железнодорожный класс 55 («Deltic»), номер 55022, названный Royal Scots Grey 1960 года.Вот картинка из Дизельный двигатель Napier Deltic, который приводит его в действие.

Что такое дизельный двигатель?

Фото: типичный дизельный двигатель (из пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга любезно предоставлено ВМС США.

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель - это тип внутреннего сгорания. двигатель. Горение это еще одно слово для горения, и внутреннее значит внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания просто тот, где топливо сгорает внутри главной части двигателя (цилиндры) где производится энергия.Это очень отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые используются старомодным паром локомотивы. В паровом двигателе есть большой пожар на одном конце котел, который нагревает воду для приготовления пара. Пар стекает долго трубы к цилиндру на противоположном конце котла, где он толкает поршень назад и вперед для перемещения колес. Это внешний сгорание, потому что огонь находится за пределами цилиндра (действительно, обычно 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих цилиндров.Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно течь откуда он производится в цилиндр: все происходит одинаково место. Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии из тот же объем топлива).

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают как от внутреннего сгорания, но в немного по-другому.В бензиновом двигателе топливо и воздух впрыскивается в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимает (сжимает) смесь, что делает его взрывоопасным, и небольшая электрическая искра от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взорваться, генерируя энергию, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленвал и шестерни) крутит колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья о автомобильных двигателях.

Дизельные двигатели

похожи, но проще.Во-первых, воздух допускается в цилиндр и поршень сжимает его, но гораздо больше, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжатый примерно до десятой части своего первоначального объема. Но в дизеле двигатель, воздух сжимается на что-нибудь от 14 до 25 раз. Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, вы почувствовали чем горячее в ваших руках, тем дольше вы его используете. Это потому что сжатие газа генерирует тепло. Представьте себе, сколько тепла генерируется путем нагнетания воздуха в 14–25 раз меньше пространства, чем обычно занимает.Так много тепла, как это бывает, что воздух становится действительно горячий - обычно не менее 500 ° C (1000 ° F), а иногда и очень горячее. Как только воздух сжат, туман топлива распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает немного как сложный аэрозоль жестяная банка. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от того, сколько энергии водитель хочет, чтобы двигатель работал.) Воздух настолько горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры подключи.Этот контролируемый взрыв заставляет поршень вытолкнуть цилиндр, производящий энергию, которая приводит в движение автомобиль или который двигатель установлен. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и процесс повторяется сотни или тысячи раз минут!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Дизельные двигатели в два раза эффективнее бензиновых двигателей - около 40 процентов эффективный, то есть.Проще говоря, это означает, что вы можете пойти гораздо дальше на том же количестве топлива (или получите больше миль за свои деньги). Есть несколько причин этот. Во-первых, они сжимают больше и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория о том, как работают тепловые двигатели, известный как правило Карно, говорит нам, что эффективность двигателя зависит на высоких и низких температурах, между которыми он работает. Дизельный двигатель с большим перепадом температур (более высокая температура или самая низкая температура) более эффективна.Во-вторых, отсутствие системы зажигания с зажиганием делает более простая конструкция, которая может легко сжать воздух намного больше - и это делает топливо более горячим и более полным, высвобождая больше энергии. Есть еще одна экономия эффективности слишком. В бензиновом двигателе, который не работает на полную мощность, вам нужно подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал; дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда они работают на меньшей мощности. Другим важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он сделан, имеют больше энергии, блокируя их атомы вместе (другими словами, дизель имеет более высокую плотность энергии, чем бензин).Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, так дизельный двигатель будет естественно работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совсем разные. Вы будете знать это очень много, если вы когда-либо слышал страшные истории людей, которые заправили свою машину или грузовик с неправильным видом топлива! По сути, дизель является низкосортный, менее рафинированный продукт из нефти, полученный из более тяжелых углеводороды (молекулы построены из большего количества углерода и водорода атомов).Сырые дизельные двигатели, которым не хватает сложного впрыска топлива Теоретически, системы могут работать практически на любом углеводородном топливе, поэтому популярность биодизеля (вид биотоплива, сделанного, среди прочего, вещи, отработанные растительные масла). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель, успешно запустил свои ранние двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель сделает людям одолжение, освободив их от зависимость от топлива, как уголь и бензин. Если бы он только знал!

Фото: смазка будет путешествовать: Джошуа и Кайя Тикелл, пара защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine) для производства биодизельного топлива для своего фургона (прикрепленного к передней части) с использованием отработанного растительного масла, выбрасываемого ресторанами быстрого питания.Топливо стоит внушительные $ 0,80 за галлон. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизели - самые универсальные двигатели, работающие на топливе, на сегодняшний день, нашел во всем, от поездов и кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, более эффективный и более экономичный. Они также безопаснее, потому что дизельное топливо меньше летучий и его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей, они особенно хороши для перемещать большие грузы на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовики, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что части дизельного двигателя должны выдерживать гораздо больше напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Поэтому дизельные двигатели должны быть сильнее и тяжелее и почему долго В то время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока это может показаться недостатком, это означает, что дизельные двигатели, как правило, более Прочный и прослужит намного дольше, чем бензиновые двигатели.

Фото: дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Загрязнение одно из самых больших недостатков дизельных двигателей: они шумят, и они производят много несгоревших частиц сажи, которые являются грязными и опасными для здоровья. В теории, дизели более эффективны, поэтому они следует использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и вносить меньший вклад в глобальное потепление.На практике есть спор о том, действительно ли это так. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельного топлива только немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно выходят лучше. Другой Недавние исследования показывают, что даже новые дизельные автомобили очень загрязняющие. Как насчет выбросов CO2? По данным Британского общества автопроизводителей и трейдеры: «Дизельные автомобили внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2.С 2002 года покупатели, выбирающие дизельное топливо, сэкономили почти 3 миллиона тонн CO2 от попадания в атмосферу ". Дизельные двигатели, как правило, стоят дороже, чем бензиновые двигатели, хотя их более низкие эксплуатационные расходы и длительный срок службы обычно компенсирует это. Несмотря на это, покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор произошло значительное падение продаж скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил выбросы своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньше загрязняют окружающую среду.

Нет сомнений, что дизельные двигатели будут продолжать работать на тяжелых транспортных средствах - грузовиках, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы зависят от них, но их будущее в автомобилях и легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям дало мощный импульс для того, чтобы сделать бензиновые двигатели более легкими, экономичными и менее загрязняющими, и эти усовершенствованные газовые двигатели подрывают некоторые из очевидных преимуществ использования дизелей в автомобилях. В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться выдавленными вообще.Опять же сами дизели постоянно развиваются; в 2011 году министерство энергетики США предсказало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизель может остаться претендент на меньшие транспортные средства в течение многих лет, особенно если их выбросы сажи может быть правильно решена.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Произведение: оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, который он нарисовал в своем патенте 1895 года.Цилиндр (1) находится сверху. 2) «Плунжер» (как его называл дизель) крепится кривошипом и шатуном (3) к маховику (4). Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), прикреплена к центробежному регулятору (6), который поддерживает постоянную частоту вращения двигателя (отключение подачи топлива, если двигатель работает слишком быстро, затем его включение, когда двигатель снова замедляется). Иллюстрации любезно предоставлены Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542846: «Способ и устройство для преобразования тепла в работу» Рудольфа Дизеля.

Не удивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913). Вот вкратце история:

  • 1861: французский инженер Альфонс Бо де Рош (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на эту идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
  • 1876: немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) создает первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
  • 1878: шотландец Дугальд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
  • 1880: в возрасте 22 лет, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру-холодильнику Карлу фону Линде (1842–1934), где он изучает термодинамику (науку о том, как движется тепло) и как работают двигатели.
  • 1890: Дизель выясняет, как сделать улучшенное внутреннее сгорание двигатель использует более высокое давление и температуру, для чего не требуется свеча зажигания.
  • 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы другие не могли ими воспользоваться.
  • 1893: Дизель строит огромный, стационарный двигатель, который работает целую минуту под своей собственной власть, 17 февраля 1894 г.
  • 1895: патент на дизельное топливо выдан в США 16 июля 1895 года.
  • 1898: с помощью Дизеля, первый коммерческий двигатель построен в завод в Сент-Луисе, штат Миссури, США, Адольф Буш (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
  • 1899: На дизельном заводе в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает лицензировать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый
  • 1903: Petit Pierre, один из первых дизельных кораблей, начинает работу над каналом Марн-Рейн во Франции.
  • 1912: MS Selandia, первый океанский дизельный корабль, совершает свой первый рейс.
  • 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, по-видимому, падая за борт с корабля Дрезден во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или совершил самоубийство, но ничего не происходит доказана.
  • 1931: Clessie Cummins, основатель Cummins Engine Co., строящий один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и демонстрирующий его эффективность, перевозя его из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
  • 1931: Caterpillar совершил революцию в сельском хозяйстве, представив Diesel Sixty, первый дизельный гусеничный трактор на базе популярного Caterpillar Sixty.
  • 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем, и это остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
  • 1939: General Motors представляет свой мощный дизель-электрический локомотив EMD FT и отправляет первый (номер 103) в путешествие на протяжении года, чтобы продемонстрировать свою ценность.Несомненно, это доказывает превосходство дизельного двигателя.
  • 1970-е годы: глобальный топливный кризис вызывает новый интерес к использованию небольших, эффективных дизельных двигателей в автомобилях.
  • 1987: Всемирно известный корабль Королевы Елизаветы 2 (QE2) оснащен девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что делает его самым мощным торговым судном с дизельным двигателем в то время.
  • 2000: Peugeot представляет первый в мире фильтр частиц (PF) для дизельных двигателей на своей модели 607, утверждая, что выброс сажи на 99 процентов ниже.
  • 2015: Volkswagen погрузился в огромный глобальный скандал после систематического обмана на тестах на выбросы дизельного двигателя. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за многие годы.
  • 2017: Volvo становится первым крупным производителем автомобилей, который отказался от бензиновых и дизельных двигателей, объявив, что все новые автомобили будут гибридами или полностью электрическими с 2019 года.
.

4 Различия между современными и старыми автомобильными двигателями

Задумывались ли вы когда-нибудь, в чем разница между старыми и новыми автомобильными двигателями? Как и в случае с любой технологией, эффективность и сложность постепенно улучшаются, как и следовало ожидать. Как оказалось довольно много.

Несмотря на то, что базовая концепция остается относительно неизменной, современные автомобили со временем претерпели ряд небольших улучшений. В следующей статье мы сосредоточимся на 4 интересных примерах.

Давайте посмотрим под капотами времени, не так ли?

Если это не сломано, не чините это

Основные принципы самых первых автомобилей все еще используются сегодня. Одно из главных отличий заключается в том, что современные автомобили являются результатом необходимости повышения мощности двигателей и, в конечном итоге, эффективности использования топлива. Частично это было давление рынка со стороны потребителей, а также более крупные рыночные силы.

Может быть полезно подумать об аналогии между волком и собакой. Они имеют одно и то же наследие, имеют схожие характеристики, но в современном пригороде было бы непросто, а другой процветал бы.

Прежде чем мы начнем, мы дадим краткий обзор того, как работает двигатель внутреннего сгорания.

Герой Александрийского раннего парового двигателя. Источник: Research Gate

Двигатель внутреннего сгорания, по сути, берет такой источник топлива, как бензин, смешивает его с воздухом, сжимает и зажигает его. Это вызывает серию небольших взрывов, которые, в свою очередь, приводят в движение поршни вверх и вниз. Эти поршни прикреплены к коленчатому валу, который переводит возвратно-поступательное линейное движение поршней во вращательное движение, поворачивая коленчатый вал.Коленчатый вал, в свою очередь, передает это движение через трансмиссию, которая передает мощность на колеса автомобиля. Просто верно?

Ну, это намного сложнее, чем вы ожидаете.

Вот простое объяснение основ:

Интересно, что преобразование возвратно-поступательного усилия во вращательное усилие не является чем-то новым. Очень ранний паровой двигатель был разработан героем Александрии в 1-м веке нашей эры (на фото выше).

Предполагается, что даже более старые устройства коленчатого вала были созданы во времена династии Хань в Китае.

1. Современные двигатели более эффективны

Сжигание топлива, как и бензина, не особенно эффективно. Из всей потенциальной химической энергии в нем около , 14-30%, превращается в энергию, которая фактически движет автомобиль. Остальное теряется на холостом ходу, паразитных потерях, жаре и трении.

Современные двигатели прошли долгий путь, чтобы выделять как можно больше энергии из топлива.Например, технология прямого впрыска не позволяет предварительно смешивать топливо и воздух до достижения цилиндра, как старые двигатели. Скорее, топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры. Это дает около 1% улучшения .

Турбокомпрессоры используют выхлопные газы для питания турбины, которая выталкивает дополнительный воздух (то есть больше кислорода) в цилиндры для дальнейшего повышения эффективности до 8% . Изменение фаз газораспределения и деактивация цилиндров дополнительно повышают эффективность, позволяя двигателю использовать столько топлива, сколько ему действительно нужно.

2. Максимальная мощность

Как однажды сказал Джереми Кларксон: «В настоящее время все дело в MPG, а не в MPH», или, возможно, это был не он.

Современные автомобили лучше экономят топливо, они также намного мощнее.

Например, Chevrolet Malibu 1983 года имел 3,8-литровый V-6 двигатель мог извергать 110 лошадиных сил . Для сравнения, версия 2005 года имела 2,2-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель мощностью 144 лошадиных сил. Не слишком потертый.

3. Размер это все, или это?

Этот привод, не рассчитанный на каламбур, для повышения эффективности двигателей также со временем уменьшил свои размеры. Это не совпадение. Производители автомобилей узнали, что вам не нужно делать что-то большее, чтобы сделать его более мощным.

Все, что вам нужно сделать, это заставить объект работать умнее. Та же самая технология, которая сделала двигатели более эффективными, имела побочный эффект от их уменьшения.

Грузовики Ford F-серии являются отличным примером.F-150 имел две версии в 2011 году. 3,5-литровый V-6 двигатель, который генерирует 365 лошадиных сил и 5,0-литровый V-8 , который генерирует 360 лошадиных сил .

Хорошо, вы могли бы сказать, но разве не было 6,2-литрового V-8 , который давал 411 лошадиных сил р? Почему, да, но факт, что V-6 двигатель может почти конкурировать с большим V-8 по мощности, говорит о многом.

4. Уход от старого

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

Они также требуют менее частой настройки, как таковой. Такие детали, как насосы, все чаще заменяются электронными, а не их аналоговыми предками.

Карбюраторы заменены корпусами дросселей и электронными системами впрыска топлива. Распределители и крышки были заменены независимыми катушками зажигания, контролируемыми ЭБУ. Кроме того, датчики контролируют все, более или менее.

Вы также можете утверждать, что новые автомобили менее безопасны.

Последнее слово

Хотя на базовом уровне современные и старые автомобильные двигатели работают по одному и тому же принципу, современные двигатели претерпели много постепенных улучшений с течением времени. Основной движущей силой была борьба за эффективность, а не за власть. Хороший набор побочных эффектов привел к тому, что современные двигатели стали относительно более мощными и в целом меньше. Постоянно растущая зависимость от электронных систем управления и мониторинга постепенно заменяет аналоговые, в лучшую или в худшую сторону.

В целом современные автомобильные двигатели более эффективны, меньше, относительно мощнее, умнее и менее подвержены неизбежным механическим повреждениям. С другой стороны, ремонт и обслуживание теперь являются более высококвалифицированным и трудоемким делом. Если цена за повышение эффективности - это увеличение принятия сложности, только вы можете быть судьей.

Через: Team-BHP, HowStuffWorks

.

Volkswagen Scandal: почему так сложно создавать чистые дизельные автомобили?

Примечание редактора: эта история была обновлена ​​в пятницу, 25 сентября, в 13:15. Инопланетянин

Новости для Volkswagen только ухудшаются.

Компании, возможно, придется вспомнить до 500 000 дизельных автомобилей в Соединенных Штатах и ​​11 миллионов автомобилей по всему миру, поскольку они выделяют до 40 раз допустимые уровни загрязнителей воздуха, которые называются оксидами азота (NOx), сообщает New York Times.

Компания теперь втянута в скандал после того, как выяснилось, что Volkswagen намеренно отключил фильтр, предназначенный для улавливания NOx из выхлопных газов.

«Они только что написали фрагмент кода, который гласил:« Включайте его только во время тестирования », - говорит Йорн Хернер, начальник отдела планирования исследований, администрирования и снижения выбросов исследования Калифорнийского совета по воздушным ресурсам. разделение. Широкий и вопиющий характер мошенничества привел в ярость многих владельцев автомобилей и заставил генерального директора компании уйти в отставку.[Hyperloop, Jetpacks & More: 9 идей футуристического транзита]

Но отзыв также поднял вопрос: было ли так сложно заставить дизельные автомобили работать с низким уровнем выбросов, что компании пришлось прибегнуть к мошенничеству?

Оказывается, дизельные двигатели имеют компромисс между мощностью, топливной экономичностью и чистыми выбросами, считают эксперты.

«У вас есть сила, у вас есть энергия, у вас есть выбросы: вы можете выбрать два из них», - сказал Дон Хиллебранд, директор по исследованию энергетических систем в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе и бывший президент Общества автомобильной промышленности. Инженеры.

В этом случае Volkswagen отдает предпочтение экономии энергии и топлива, а не государственным нормам и стандартам США по охране окружающей среды, сказал Хернер.

Бензиновые двигатели

Чтобы понять, почему существует этот компромисс, полезно знать о различиях между дизельными и бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Бензиновые двигатели, которые используются в большинстве американских автомобилей, работают путем зажигания паров бензина и воздуха с помощью свечи зажигания. Когда пары бензина и воздуха сгорают, он расширяется и толкает поршень вниз, создавая крутящий момент, который вращает колеса и приводит в движение автомобиль.

Поскольку бензин очень рафинирован, он состоит из довольно однородной смеси относительно коротких цепочек связанных атомов водорода и углерода, известных как углеводороды, сказал Хиллебранд.

«Вы точно знаете, как выглядит топливо», - сказал Хиллебранд Live Science. «Довольно легко точно узнать химический состав вашего выхлопа».

С помощью однородных продуктов сгорания очистить выхлопные газы относительно просто. Газовые двигатели используют простые катализаторы, такие как материал, такой как платина, для связывания ядовитых химических веществ, таких как окись углерода, и превращения их в безвредные вещества, такие как углекислый газ.(Углекислый газ является основным парниковым газом, приводящим к изменению климата, но он также является безвредным веществом, которое мы выдыхаем, когда дышим.) Автопроизводители очень хорошо очищают выбросы бензина, сказал Хиллебранд.

«После того, как из бензинового двигателя выходит выхлоп, воздух на самом деле чище, чем фоновый воздух в Чикаго», - сказал Хиллебранд. [6 Неожиданные последствия изменения климата]

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели работают по-разному. Вместо того чтобы использовать свечу зажигания для сжигания топлива, дизельный двигатель сжимает туман жидкого топлива и воздуха до невероятно высоких температур и давлений - иногда тысяч градусов по Фаренгейту.Эта среда, работающая под давлением, на самом деле вызывает самовозгорание смеси.

Поскольку смесь самопроизвольно сгорает, при идеальном давлении и температуре она эффективно сжигает энергию в топливе. По словам Хиллебранда, большее расширение газа приводит к более сильному сжатию поршней, что создает больший крутящий момент. По его словам, большие буровые установки используют дизель именно для этой дополнительной способности к буксировке. (Чтобы противостоять сверхвысоким температурам и давлениям, возникающим в процессе сгорания, дизельные двигатели также должны быть изготовлены из более прочных и толстых материалов, поэтому они могут работать на сотни тысяч миль, добавил Хиллебранд).

Дизельное топливо

Дизельное топливо также отличается от бензина. Густое, сиропообразное вещество мало чем отличается от нефти, добываемой непосредственно из глубоких подземных источников. Химлебранд сказал, что химически он едва рафинирован и содержит смесь более длинных углеводородных цепей и других загадочных соединений.

Поскольку он заполнен более длинными углеводородными цепями, каждый галлон дизельного топлива содержит больше энергии. Сочетая более энергоемкое топливо с более эффективным процессом сгорания, дизельный двигатель может достичь гораздо более высокой экономии топлива.

Но проблема в том, что "там есть химикаты и вещи, которые будут гореть, что вы не всегда будете знать, что они есть", хотя многие из них богаты серой, сказал Хиллебранд.

Старые дизельные автомобили, которые изрыгали вонючий, сажный выхлоп, выбрасывали в атмосферу много этого сернистого вещества. В настоящее время автопроизводители очень хорошо улавливают этот тип загрязнителей воздуха из дизельных выхлопных газов, сказал он. (Согласно данным U. дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы также значительно снижает эти выбросы).S. Министерство энергетики.)

Вредные пары

Но Volkswagen столкнулся с проблемой при попытке уловить другой тип загрязняющих веществ, называемый NOx. NOx включает множество химических соединений азота и кислорода (таких как NO2, NO3 и т. Д.), Которые образуются только при высоких температурах. По словам Хернера, NOx реагирует с солнечными лучами в атмосфере и превращается в озон, а озон является раздражителем.

«Это то, что заставляет ваши глаза слезиться, болит горло, обостряется астма, и у вас могут быть всевозможные сердечно-сосудистые проблемы», - сказал Хернер.

Дизельные автомобили производят гораздо больше NOx, чем бензиновые. Например, когда Хернер и его коллеги протестировали выбросы от 20 000 автомобилей 2009 года выпуска и более поздних моделей в Лос-Анджелесе, только 0,6 процента были дизельными автомобилями, но они производили значительную долю выбросов NOx, и большинство из них приходилось на Volkswagens и Audis, сказал он. ,

«Температуры и давления, при которых дизельный двигатель работает наиболее экономично и наиболее бодро, также являются условиями, при которых максимальное количество кислорода и азота превращается в NOx», - сказал Хернер в интервью Live Science.

США предприняли резкое ограничение выбросов NOx, и администрация Обамы недавно предложила еще более низкие стандарты по озону, что будет способствовать еще большему сокращению выбросов NOx. В Европе, где около половины автомобилей работают на дизельном топливе, регуляторы вместо этого сосредоточились на повышении экономии топлива и сокращении выбросов углекислого газа, а компромиссное решение является более грязным воздухом, сказал Хернер. [10 самых загрязненных мест на Земле]

Грязные выбросы, большая мощность

Очистка NOx от дизельного топлива также является сложным процессом.По словам Хиллебранда, из-за более разнообразного состава топлива и использования двигателя при самовозгорании неясно, когда именно и какие именно соединения образовались, что затрудняет его очистку.

Около десяти лет назад, до того как нормы выбросов были снижены, автомобильные компании использовали разные стратегии для решения этой проблемы.

«Разные производители делали ставки на разные технологии», - сказал Хернер. Например,

Автомобили, выпускаемые компанией Mercedes-Benz, впрыскивают дополнительную жидкость, называемую мочевину, для превращения NOx в менее вредные вещества.Этот подход (называемый Bluetec) не ставит под угрозу экономию топлива или мощность, но требует отдельного бака для мочевины, который необходимо периодически пополнять, сказал Хернер.

Volkswagen инвестировал миллионы в разработку ловушки для NOx. Ловушка впитывает закись азота и двуокись азота, как губка. После того, как ловушка заполнится, система может впрыскивать дозу топлива перед выпуском выхлопных веществ. По словам Хернера, топливо вступает в реакцию с NOx с образованием доброкачественных веществ. Как правило, говорит Хернер, фильтр работает всего около 10 секунд, один раз каждые 10 минут.(Они также могут по-разному сгорать, чтобы снизить выбросы.)

В свете недавних открытий, похоже, что Volkswagen сделал неправильную ставку.

Volkswagen, возможно, прибегнул к мошенничеству, потому что ловушка NOx поглощает топливо или снижает бодрость духа автомобиля, сказал Хернер. По его словам, это относительно простое решение - активировать ловушки NOx на отозванных автомобилях.

"Эти транспортные средства могут работать в соответствии с нашими правилами", сказал Хернер. «Наш приоритет сейчас состоит в том, чтобы исправить их, чтобы они сделали это.«

Но владельцы Volkswagen могут в конечном итоге разочароваться в более вялых, газообразных автомобилях, которые они возвращают, - сказал Хернер.

- технология будущего? - Методы выбросов, энергопотребление и экономия топлива, - сказал Хиллебранд, - когда инженеры проанализировали процесс сгорания дизельного двигателя, они обнаружили, что существуют некоторые давления и температуры, которые создают высокие уровни сажи или NOx.Но некоторые режимы температуры и давления обеспечивают эффективное сгорание топлива без образования какого-либо загрязнителя.

Команда Hillebrand разрабатывает низкотемпературные системы сгорания, которые стремятся сделать именно это. По его словам, эти системы либо точно рассчитывают время впрыска топлива, либо даже используют бензин и дизельное топливо в разное время в процессе эксплуатации автомобиля, чтобы достичь этой цели. Эти экспериментальные системы, тем не менее, нуждаются в большем количестве инженерных разработок, прежде чем они станут рыночным решением, добавил он.

Очевидно, что проблема чистых дизельных двигателей является чрезвычайно сложной, считают эксперты.

«Это не так просто. Но это не значит, что вы обманываете», - сказал Хернер.

Примечание редактора: эта история была исправлена, чтобы прояснить, что, хотя алгоритм обмана выбросов затрагивает до 11 миллионов автомобилей, Volkswagen еще не выпустил официальный отзыв для каких-либо автомобилей. В статье также разъясняется, что сокращение выбросов серы также в значительной степени обусловлено дизельным топливом со сверхнизким содержанием серы.)

Следуйте за Tia Ghose на Twitter и Google+ . Follow Live Science @livescience , Facebook и Google+ . Оригинальная статья Live Science .

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020