+7(980)249-22-27
Кузовной ремонт автомобиля
Покраска в камере, полировка
Автозапчасти на заказИз за чего двигатель сапунит
симптомы, причины, диагностика, устранение неисправностей
Прежде чем отвечать на вопрос: «Почему сапунит двигатель?», необходимо разобраться, что конкретно подразумевается под этой формулировкой. Как правило, такая фраза характеризует проявление избыточных газов в силовой установке. Характерными признаками этого явления можно считать дым из горловины, куда заливают масло, утечка рабочей смазки в различных частях мотора (сапун, сальники и т.д.).
Как ни странно, но если двигатель засапунил, о какой-либо поломке говорить рано, надо разбираться, в чем причина, так как это явление может проявляться не только в агрегатах с большим пробегом, но и в совершенно новых установках, как бензиновых, так и дизельных.
Сапун, это специальное устройство клапанного типа, предназначенное для выравнивания давления внутри картера силовой установки с давлением окружающей среды. Процесс довольно прост, при нарастании давления выше атмосферного, открывается клапан и выпускает излишки паров наружу, тем самым проветривая картер и выводя газы.
Рост давления в картере
При работе двигателя в его цилиндрах возникает высокое давление, как результат высвобождения энергии от процесса горения. В нормальных условиях отработанные газы должны выводиться из мотора в атмосферу. Однако если уплотнения между цилиндром и уплотнительными кольцами нарушено, часть газов может прорваться и попасть в картер установки, после чего там образуется избыточное давление. Решением этой проблемы было создание системы вентиляции газов в картере.
Бывают моменты, когда система не может справиться с большим наплывом отработанных газов, и удалить их, как это предусмотрено. В этом случае двигатель начинает активно расходовать масло, происходят утечки через сальники и уплотнения, были моменты, когда масляный щуп выдавливался из горловины от переизбытка сил газов.
Самые первые, простые моторы в качестве отвода избыточных газов имели отверстие со специальным отражателем масла, во избежание его перерасхода. В современных агрегатах лишние газы поступают к воздушному фильтру, а оттуда снова в мотор, некоторые конструкции попросту выводят их в коллектор.
Симптомы
Первыми, основными симптомами того, что дизельный мотор начал сапунить, это утечки смазки, снижение уровня масла в картере. Заметив такие характерные явления, необходимо точно удостовериться, что подозрения верны. Для этого надо прогреть мотор до рабочей температуры, открутить крышку маслоналивной горловины и проследить, нет ли сизого дыма.
Если подозрения подтвердились и дым присутствует, диагноз очевиден. Сапунит дизельный двигатель причины и как устранить попытаемся разобраться.
Причины неисправности
Причин может быть несколько, основные из них:
- Загрязнение и выход из строя системы вентиляции картера;
- Неисправности цилиндропоршневой группы;
- Поломки в головке блока цилиндров.
Для точного определения, что конкретно привело к нехарактерному поведению, необходимо выполнить диагностику состояния силовой установки с привлечением специалистов.
Вентиляция картера
Неприятность и опасность явления заключается в том, что пользователь не всегда вовремя способен выявить признаки нехарактерного поведения. В результате, запущенная проблема может привести к серьезным последствиям и намного усугубить ситуацию.
Перестав работать, вентиляция картера не сбрасывает излишки давления в атмосферу, а накапливает их внутри картера силовой установки. Со временем, когда давление достигает критической отметки, происходит выброс накопившихся газов через фильтр.
Как правило, это явление сопровождается громким хлопком. Самое плохое развитие ситуации, может привести к серьёзной поломке деталей двигателя.
Дабы избежать неприятностей и не усугубить их поломкой, при первых признаках неисправности системы вентиляции и сапуна необходимо как можно быстрей промыть их. Устранение неполадок можно провести двумя простыми способами: разобрать сапун и отмыть все необходимые детали и фильтр от отложений, или же добавить в масло специальную моющую присадку, которая устранит все грязные образования.
Поршневые кольца
Одной из причин того, что силовая установка сапунит может быть неполадки с поршневыми кольцами. В процессе работы мотора, часть отработанных газов просачивается в картер мотора. С течением времени давление повышается, и они начинают искать выход из замкнутого пространства. Вследствие того, что система вентиляции забита, газы начинают выходить из всех возможных щелей в уплотнениях и сальниках.
Неисправность колец ведет к росту давления в картере, а это в свою очередь приводит к переизбытку расхода масла. Какая-то часть его выдавливается через щуп, какая-то через уплотнения, образую течь. Некоторое масло, через не плотно прилегающие кольца, попадает в рабочую камеру и выгорает там вместе с топливом.
Иногда все эти симптомы сопровождаются миганием лампочки на приборной панели автомобиля, сигнализирующей о поломке в моторе. Для подтверждения диагноза необходимо произвести замер компрессии силового агрегата. Компрессия меньше 11 единиц, в каком либо цилиндре в совокупности с остальными явлениями говорит о залегании колец. Что бы устранить неисправность необходимо разобрать установку и произвести ремонт.
Проводя ремонт, разберите поршни и проведите полную диагностику колец. При их залегании необходимо снять кольца, выполнять процедуру надо с особой аккуратностью, что бы ни сломать детали. После снятия, требуется полная очистка колец и поршней от нагара и отложений, особое внимание необходимо уделить канавкам, коррозия, образовавшаяся в них, должна быть полностью устранена.
Установив поршни и кольца после очистки на место, необходимо убедиться, что отсутствует люфт между поверхностью цилиндра и колец. В противном случае, кольца надо будет заменить новыми.
Цилиндропоршневая группа
В случае, если проверка показала отсутствие проблем с вентиляцией картера и кольцами, следующей часто встречающейся возможной причиной может быть повреждение поверхностей гильзы цилиндров. Для устранения дефекта необходимо отшлифовать поверхности и установить новые кольца ремонтного размера. При большом износе цилиндров, расточки двигателя не избежать.
Сапунить мотор может по причине износа клапанов, сальников, втулок и т.п. В любом случае, для точного диагноза и устранения причины требуется полная диагностика и проверка мотора специалистом.
Анатомия дыхательной системы (легочной системы)
Дыхательная система человека
Дыхательная система состоит из всех органов, участвующих в дыхании. К ним относятся нос, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие. Дыхательная система выполняет две очень важные вещи: она приносит кислород в наш организм, который нам необходим для того, чтобы наши клетки жили и функционировали должным образом; и это помогает нам избавиться от углекислого газа, который является ненужным продуктом клеточной функции.Нос, глотка, гортань, трахея и бронхи - все это работает как система труб, по которым воздух направляется в наши легкие. Там, в очень маленьких воздушных мешочках, называемых альвеолами, кислород попадает в кровоток, а углекислый газ выталкивается из крови в воздух. Когда что-то идет не так с частью дыхательной системы, такой как инфекция, такая как пневмония, нам становится труднее получать необходимый нам кислород и избавляться от углекислого газа, образующегося в отходах. Общие респираторные симптомы включают одышку, кашель и боль в груди.
Верхние дыхательные пути и трахея
Когда вы вдыхаете, воздух проникает в ваше тело через нос или рот. Оттуда он проходит через горло через гортань (или голосовой ящик) и попадает в трахею (или дыхательную трубку), прежде чем попасть в легкие. Все эти структуры направляют свежий воздух из внешнего мира в ваше тело. Верхние дыхательные пути важны, потому что они всегда должны быть открыты, чтобы вы могли дышать. Это также помогает увлажнить и согреть воздух, прежде чем он достигнет ваших легких.
Легкие
Структура
Легкие - это парные, конусообразные органы, которые занимают большую часть пространства в наших сундуках вместе с сердцем. Их роль заключается в том, чтобы доставлять кислород в организм, который нам необходим для того, чтобы наши клетки жили и функционировали должным образом, и помогать нам избавляться от углекислого газа, который является ненужным продуктом. У каждого из нас есть два легких, левое легкое и правое легкое. Они делятся на «лепестки» или большие участки ткани, разделенные «трещинами» или разделителями.Правое легкое имеет три доли, а левое - только два, потому что сердце занимает часть пространства в левой части груди. Легкие также можно разделить на еще более мелкие части, называемые «бронхолегочные сегменты».
Это области пирамидальной формы, которые также отделены друг от друга мембранами. В каждом легком их около 10. Каждый сегмент получает свои запасы крови и воздуха.
Как они работают
Воздух попадает в ваши легкие через систему труб, называемых бронхами.Эти трубки начинаются от нижней части трахеи как левый и правый бронхи и разветвляются многократно по легким, пока в конечном итоге не образуют маленькие тонкостенные воздушные мешочки или пузырьки, известные как альвеолы. В альвеолах происходит важная работа газообмена между воздухом и кровью. Каждая альвеола покрывает целую сеть маленьких кровеносных сосудов, называемых капиллярами, которые представляют собой очень маленькие ветви легочных артерий. Важно, чтобы воздух в альвеолах и кровь в капиллярах были очень близко друг к другу, чтобы кислород и углекислый газ могли перемещаться (или рассеиваться) между ними.Таким образом, когда вы вдыхаете, воздух идет вниз по трахее и через бронхи в альвеолы. Этот свежий воздух содержит много кислорода, и часть этого кислорода будет проходить через стенки альвеол в вашу кровь. В противоположном направлении путешествует углекислый газ, который из крови в капиллярах попадает в воздух в альвеолах и затем выдыхается. Таким образом, вы вводите в свой организм кислород, необходимый для жизни, и избавляетесь от отходов углекислого газа.
Кровоснабжение
Легкие - очень сосудистые органы, то есть они получают очень большой запас крови. Это потому, что легочные артерии, которые снабжают легкие, поступают прямо с правой стороны вашего сердца. Они несут кровь с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа в ваши легкие, так что углекислый газ может сдуваться, и больше кислорода может всасываться в кровоток. Затем обогащенная кислородом кровь возвращается через парные легочные вены в левую часть вашего сердца.Оттуда, это накачано вокруг Вашего тела, чтобы поставлять кислород клеткам и органам.
Записаться на прием к врачу онлайн
Найдите и мгновенно закажите свое следующее медицинское посещение с HealthEngine
Найти практикующих врачей
Работа дыхания
Pleurae
Легкие покрыты гладкими оболочками, которые мы называем плеврами. Плевра имеет два слоя: «висцеральный» слой, который плотно прилипает к наружной поверхности ваших легких, и «теменной» слой, который выравнивает внутреннюю часть стенки грудной клетки (грудная клетка).Плевры важны, потому что они помогают вам дышать и выдыхать плавно, без какого-либо трения. Они также гарантируют, что когда ваша грудная клетка расширяется при вдохе, ваши легкие также расширяются, чтобы заполнить дополнительное пространство.
Диафрагма и межреберные мышцы
Когда вы вдыхаете (вдохновение), ваши мышцы должны работать, чтобы наполнить легкие воздухом. Большая часть этой работы выполняет диафрагма, большая пластинчатая мышца, которая простирается через грудную клетку под грудной клеткой. В состоянии покоя он имеет форму купола, изгибающегося к груди.Когда вы вдыхаете, диафрагма сжимается и сглаживается, расширяя пространство в груди и втягивая воздух в легкие. Другие мышцы, включая мышцы между ребрами (межреберные мышцы) также помогают, двигая грудную клетку внутрь и наружу. Выдох (выдох) обычно не требует ваших мышц для работы. Это потому, что ваши легкие очень эластичны, и когда ваши мышцы расслабляются в конце вдоха, ваши легкие просто возвращаются в исходное положение, выталкивая воздух на ходу.
Дыхательная система сквозь века
Дыхание для недоношенного ребенка
Когда ребенок рождается, он должен перейти от поглощения всего кислорода через плаценту к поглощению кислорода через легкие. Это сложный процесс, включающий множество изменений как воздуха, так и давления крови в легких ребенка. Для недоношенных новорожденных (до 37 недель беременности) изменение еще сложнее. Это связано с тем, что легкие ребенка еще могут быть недостаточно зрелыми, чтобы справиться с этим переходом.Основная проблема с легкими недоношенного ребенка - это отсутствие так называемого «сурфактанта». Это вещество, вырабатываемое клетками в легких, которое помогает держать воздушные мешочки или альвеолы открытыми. Без сурфактанта давление в легких меняется, и меньшие альвеолы разрушаются.
Это уменьшает площадь, на которой можно обмениваться кислородом и углекислым газом, и не будет поглощать достаточное количество кислорода. Обычно плод начинает вырабатывать поверхностно-активное вещество примерно через 28-32 недели беременности. Когда ребенок рождается до или около этого возраста, у него может не хватить сурфактанта, чтобы его легкие были открыты.У ребенка может развиться то, что называется «респираторный дистресс-синдром новорожденных» или NRDS. Признаки NRDS включают учащенное дыхание (очень быстрое дыхание), ворчание и цианоз (синюшность губ и языка). Иногда NRDS можно лечить, давая ребенку искусственно приготовленное поверхностно-активное вещество через трубку в легкие ребенка.
Дыхательная система и старение
Нормальный процесс старения связан с рядом изменений как структуры, так и функции дыхательной системы.К ним относятся:
- Увеличение альвеол. Воздушные пространства становятся больше и теряют свою эластичность, а это означает, что имеется меньше места для обмена газами. Это изменение иногда называют «старческая эмфизема».
- Упругость (или упругость) стенки грудной клетки уменьшается, поэтому требуется больше усилий, чтобы вдохнуть и выдохнуть.
- Сила дыхательных мышц (диафрагмы и межреберных мышц) уменьшается. Это изменение тесно связано с общим здоровьем человека.
Все эти изменения означают, что пожилому человеку может быть сложнее справиться с повышенным стрессом в дыхательной системе, например, с инфекцией, такой как пневмония, чем с молодым человеком.
Дополнительная информация
| Все, что вам нужно знать об астме, включая симптомы, факторы риска, методы лечения и другие полезные ресурсы, посетите раздел Астма. |
Список литературы
- Ganong, W.F. Обзор медицинской физиологии (семнадцатое издание). Нью-Джерси, Прентис-Холл, 1995.
- Jannsens, JP, Pache JC, Nicod LP. ‘Физиологические изменения дыхательной функции, связанные со старением,’ European Respiratory Journal. 1999, 13 (1): 197-205
- Джонсон, Л.Р. Основы медицинской физиологии (второе издание). Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 1998.
- Last, L.J. Aids to Anatomy (двенадцатое издание). London, Balliere, Tindall & Cassell, 1962.
- Мур, К.L., Dalley, A.F. Клинически ориентированная анатомия (четвертое издание). Балтимор, Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 1999.
- Робинсон М.Д., Робертон Д.М. Практическая педиатрия (пятое издание). Сидней: Черчилль Ливингстон, 2003.
- Википедия
Анимация, демонстрирующая четыре стадии цикла четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания:- Индукция (Топливо входит в состав)
- Компрессия
- Зажигание (Топливо сожжено)
- Эмиссия (выхлопной газ)
машина, которая преобразует одну форму энергии в механическую энергию
Двигатель , или , двигатель - это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую. [1] [2] Тепловые двигатели, как и двигатель внутреннего сгорания, сжигают топливо для создания тепла, которое затем используется для работы. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическое движение, пневматические моторы используют сжатый воздух, а заводные моторы в игрушечных игрушках используют упругую энергию. В биологических системах молекулярные двигатели, такие как миозины в мышцах, используют химическую энергию для создания сил и, в конечном итоге, движения.
Терминология [править]
Слово двигатель происходит от древнеанглийского двигателя , от латинского ingenium - корень слова гениального .Доиндустриальное оружие войны, такое как катапульты, требучеты и тараны, называлось осадных орудий , и знание того, как их создавать, часто считалось военной тайной. Слово джин , как в хлопок джин , является сокращением от двигатель . Большинство механических устройств, изобретенных во время промышленной революции, были описаны как двигатели - паровой двигатель является ярким примером. Однако оригинальные паровые двигатели, такие как Томас Савери, были не механическими, а насосами.Таким образом, пожарная машина в своем первоначальном виде была просто водяным насосом, при этом двигатель доставлялся в огонь лошадьми. [3]
В современном использовании термин «двигатель » обычно описывает устройства, такие как паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания, которые сжигают или иным образом потребляют топливо для выполнения механической работы, прикладывая крутящий момент или линейную силу (обычно в форме тяги). Устройства, преобразующие тепловую энергию в движение, обычно называют просто двигателями . [4] Примеры двигателей, которые создают крутящий момент, включают известные автомобильные бензиновые и дизельные двигатели, а также турбовалы. Примеры двигателей, которые производят тягу, включают турбовентиляторы и ракеты.
Когда был изобретен двигатель внутреннего сгорания, термин «двигатель » первоначально использовался для отличия его от парового двигателя, который в то время широко использовался для питания локомотивов и других транспортных средств, таких как паровые катки. Термин двигателя происходит от латинского глагола moto , который означает приводить в движение или поддерживать движение.Таким образом, мотор - это устройство, которое передает движение.
Двигатель и двигатель являются взаимозаменяемыми на стандартном английском языке. [5] В некоторых технических жаргонах два слова имеют разные значения, в которых двигатель - это устройство, которое сжигает или иным образом потребляет топливо, изменяя свой химический состав, а двигатель - это устройство, приводимое в действие электричеством, воздухом или гидравлическое давление, которое не меняет химический состав своего источника энергии. [6] [7] Однако в ракетостроении используется термин ракетный двигатель, хотя они потребляют топливо.
Тепловой двигатель также может служить первичным двигателем - компонентом, который преобразует поток или изменения давления жидкости в механическую энергию. [8] Автомобиль, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, может использовать различные двигатели и насосы, но в конечном итоге все такие устройства получают свою мощность от двигателя. Другой способ взглянуть на это состоит в том, что двигатель получает энергию от внешнего источника, а затем преобразует ее в механическую энергию, в то время как двигатель создает энергию от давления (получаемого непосредственно от взрывной силы сгорания или другой химической реакции, или вторично от действие некоторой такой силы на другие вещества, такие как воздух, вода или пар). [9]
История [править]
Античность [править]
Простые машины, такие как дубинка и весло (примеры рычага), являются доисторическими. Более сложные двигатели, использующие энергию человека, животных, воду, ветер и даже энергию пара, уходят в глубь древности. Человеческая сила была сосредоточена на использовании простых двигателей, таких как лебедка-кабестан, лебедка или беговая дорожка, а также на веревках, шкивах и механизмах блокировки и захвата; эта сила передавалась обычно с умноженными силами и уменьшенной скоростью.Они использовались в кранах и на кораблях в Древней Греции, а также в шахтах, водяных насосах и осадных машинах в Древнем Риме. Авторы тех времен, включая Витрувия, Фронтина и Плиния Старшего, рассматривают эти двигатели как обычное дело, поэтому их изобретение может быть более древним. К 1-му веку нашей эры крупный рогатый скот и лошади использовались на мельницах, приводя в движение машины, подобные тем, которые приводились в действие людьми в более ранние времена.
По словам Страбона, водная мельница была построена в Каберии, в королевстве Митридата, в 1 веке до нашей эры.Использование водяных колес в мельницах распространилось по всей Римской империи в течение следующих нескольких веков. Некоторые были довольно сложными, с акведуками, дамбами и шлюзами для поддержания и направления воды, наряду с системами зубчатых колес или зубчатых колес из дерева и металла для регулирования скорости вращения. Более сложные небольшие устройства, такие как механизм Antikythera, использовали сложные цепочки передач и циферблатов, чтобы действовать как календари или предсказывать астрономические события. В стихотворении Авсония в 4 веке нашей эры он упоминает о камнерезной пиле, приводимой в движение водой.Героя Александрии приписывают многим таким ветряным и паровым машинам в 1-м веке нашей эры, включая Aeolipile и торговый автомат, часто эти машины ассоциировались с поклонением, такие как анимированные алтари и автоматизированные двери храма.
Средневековье [править]
Средневековые мусульманские инженеры использовали шестерни в мельницах и водоподъемных машинах и использовали плотины в качестве источника воды, чтобы обеспечить дополнительную мощность для водяных мельниц и водоподъемных машин. [10] В средневековом исламском мире такие достижения позволили механизировать многие производственные задачи, ранее выполнявшиеся с помощью ручного труда.
В 1206 году аль-Джазари использовал систему шатунов для двух своих водоподъемных машин. Элементарное паротурбинное устройство было описано Таки аль-Дином [11] в 1551 году и Джованни Бранкой [12] в 1629 году. [13]
В 13 веке твердотопливный ракетный двигатель был изобретен в Китай. Управляемый порохом, этот простейший двигатель внутреннего сгорания был неспособен обеспечить устойчивую мощность, но был полезен для приведения оружия в действие на высоких скоростях в направлении врагов в бою и для фейерверков.После изобретения это новшество распространилось по всей Европе.
Промышленная революция [править]
Двигатель Boulton & Watt 1788 г.Паровая машина Watt была первым паровым двигателем, который использовал пар при давлении чуть выше атмосферного для привода поршня, чему способствовал частичный вакуум. Совершенствование конструкции парового двигателя Newcomen 1712 года, парового двигателя Watt, спорадически развивающегося с 1763 по 1775 год, стало большим шагом в развитии парового двигателя. Предлагая резкое повышение эффективности использования топлива, дизайн Джеймса Уотта стал синонимом паровых двигателей, во многом благодаря его деловому партнеру Мэтью Боултону.Это позволило быстро создать эффективные полуавтоматические заводы в ранее невообразимых масштабах в местах, где гидроэнергетика была недоступна. Дальнейшее развитие привело к появлению паровозов и значительному расширению железнодорожного транспорта.
Что касается поршневых двигателей внутреннего сгорания, они были испытаны во Франции в 1807 году де Ривазом и независимо друг от друга братьями Ниепсе. Теоретически они были разработаны Карно в 1824 году. [ требуется цитирование ] В 1853–57 годах Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи изобрели и запатентовали двигатель, использующий принцип свободного поршня, который, возможно, был первым четырехтактным двигателем. [14]
Изобретение двигателя внутреннего сгорания, которое впоследствии было коммерчески успешным, было сделано в 1860 году Этьеном Ленуаром. [15]
В 1877 году цикл Отто был в состоянии дать намного более высокое отношение мощности к весу, чем паровые двигатели, и работал намного лучше для многих транспортных применений, таких как автомобили и самолеты.
Автомобили [править]
Первый коммерчески успешный автомобиль, созданный Карлом Бенцем, добавил интерес к легким и мощным двигателям.Легкий бензиновый двигатель внутреннего сгорания, работающий по четырехтактному циклу Отто, был наиболее успешным для легких автомобилей, в то время как более эффективный дизельный двигатель используется для грузовых автомобилей и автобусов. Однако в последние годы турбодизельные двигатели становятся все более популярными, особенно за пределами США, даже для довольно небольших автомобилей.
Горизонтально противоположные поршни [править]
В 1896 году Карлу Бенцу был выдан патент на конструкцию первого двигателя с горизонтально расположенными поршнями.Его конструкция создала двигатель, в котором соответствующие поршни движутся в горизонтальных цилиндрах и одновременно достигают верхней мертвой точки, таким образом автоматически балансируя друг друга в отношении их индивидуального импульса. Двигатели этой конструкции часто называют плоскими двигателями из-за их формы и низкого профиля. Они использовались в Volkswagen Beetle, Citroën 2CV, некоторых автомобилях Porsche и Subaru, многих мотоциклах BMW и Honda, а также двигателях воздушных винтов.
Продвижение [править]
Продолжение использования двигателя внутреннего сгорания для автомобилей отчасти связано с совершенствованием систем управления двигателем (бортовые компьютеры, обеспечивающие процессы управления двигателем, и впрыск топлива с электронным управлением).Принудительная подача воздуха за счет турбонаддува и наддува повышает выходную мощность и эффективность двигателя. Подобные изменения были применены к меньшим дизельным двигателям, давая им почти такие же характеристики мощности, что и бензиновые двигатели. Это особенно очевидно в связи с популярностью автомобилей с меньшим двигателем с дизельным двигателем в Европе. Большие дизельные двигатели все еще часто используются в грузовиках и тяжелой технике, хотя они требуют специальной обработки, недоступной на большинстве заводов. Дизельные двигатели производят более низкие выбросы углеводородов и CO
2, но с более высоким уровнем твердых частиц и NO
x , чем бензиновые двигатели. [16] Дизельные двигатели также на 40% более экономичны, чем сопоставимые бензиновые двигатели. [16]
Увеличение мощности [править]
В первой половине 20-го века наблюдалась тенденция увеличения мощности двигателя, особенно в моделях США. [требуется уточнение ] Изменения конструкции включали в себя все известные методы увеличения мощности двигателя, включая увеличение давления в цилиндрах для повышения эффективности, увеличение размеров двигателя и увеличение скорости, с которой двигатель производит работу.Более высокие силы и давления, создаваемые этими изменениями, создавали проблемы с вибрацией и размерами двигателя, что приводило к более жестким, более компактным двигателям с V-образным расположением цилиндров и противостоянием, заменяющим более длинные прямолинейные устройства.
Эффективность сгорания [править]
Принципы проектирования, которым отдают предпочтение в Европе, из-за экономических и других ограничений, таких как более мелкие и крутые дороги, ориентированы на автомобили меньшего размера и соответствуют принципам проектирования, сосредоточенным на повышении эффективности сгорания небольших двигателей.Это позволило получить более экономичные двигатели с более ранними четырехцилиндровыми двигателями мощностью 40 лошадиных сил (30 кВт) и шестицилиндровыми двигателями мощностью до 80 лошадиных сил (60 кВт) по сравнению с американскими двигателями V-8 большого объема с номинальной мощностью в диапазон от 250 до 350 л.с., некоторые даже более 400 л.с. (от 190 до 260 кВт). [требуется уточнение ] [необходимо цитирование ]
Конфигурация двигателя [править]
Раньше при разработке автомобильных двигателей производился гораздо больший ассортимент двигателей, чем обычно используется сегодня.Двигатели варьировались от 1 до 16 цилиндров с соответствующими различиями в общем размере, весе, объеме двигателя и отверстиях цилиндров. В большинстве моделей использовались четыре цилиндра и номинальная мощность от 19 до 120 л.с. (от 14 до 90 кВт). Было построено несколько трехцилиндровых двухтактных моделей, в то время как большинство двигателей имели прямые или рядные цилиндры. Было несколько моделей V-типа и горизонтально противоположных двух- и четырехцилиндровых моделей. Верхние распредвалы часто использовались.Меньшие двигатели обычно имели воздушное охлаждение и располагались в задней части автомобиля; коэффициенты сжатия были относительно низкими. В 1970-х и 1980-х годах возрос интерес к улучшению экономии топлива, что привело к возврату к меньшим размерам V-6 и четырехцилиндровым двигателям с пятью клапанами на цилиндр для повышения эффективности. Bugatti Veyron 16.4 работает с двигателем W16, что означает, что два расположения цилиндров V8 расположены рядом друг с другом, чтобы создать форму W, разделяющую один и тот же коленчатый вал.
Самый большой из когда-либо созданных двигателей внутреннего сгорания - это 14-цилиндровый 2-тактный дизельный двигатель с турбонаддувом Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, который был спроектирован для оснащения Emma Mærsk , самого большого контейнеровоза в мире, когда его запускали в 2006.Этот двигатель имеет массу 2300 тонн, а при работе на скорости 102 об / мин (1,7 Гц) вырабатывает более 80 МВт и может использовать до 250 тонн топлива в день.
Двигатель можно отнести к категории в соответствии с двумя критериями: форма энергии, которую он принимает для создания движения, и тип движения, которое он выводит.
Тепловой двигатель [править]
Двигатель внутреннего сгорания [править]
Двигатели внутреннего сгорания - это тепловые двигатели, приводимые в движение теплом процесса сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания [править]
Трехтактный двигатель внутреннего сгорания, работающий на угольном газеДвигатель внутреннего сгорания представляет собой двигатель, в котором сгорание топлива (обычно ископаемого топлива) происходит с окислителем (обычно воздухом) в камере сгорания.В двигателе внутреннего сгорания расширение газов высокой температуры и высокого давления, которые образуются в результате сгорания, непосредственно прикладывает усилие к компонентам двигателя, таким как поршни или лопатки турбины или сопло, и перемещая его на расстояние , генерирует механическую работу. [17] [18] [19] [20]
Двигатель внешнего сгорания [править]
Двигатель внешнего сгорания (двигатель ЕС) представляет собой тепловой двигатель, в котором внутренняя рабочая жидкость нагревается путем сгорания внешнего источника через стенку двигателя или теплообменник.Затем жидкость, расширяясь и воздействуя на механизм двигателя, производит движение и полезную работу. [21] Затем жидкость охлаждается, сжимается и используется повторно (замкнутый цикл) или (реже) сбрасывается, а холодная жидкость втягивается (воздушный двигатель открытого цикла).
«Сжигание» относится к сжиганию топлива с окислителем, для подачи тепла. Двигатели с аналогичной (или даже идентичной) конфигурацией и работой могут использовать подачу тепла из других источников, таких как ядерные, солнечные, геотермальные или экзотермические реакции, не связанные с горением; но тогда они строго не классифицируются как двигатели внешнего сгорания, а как внешние тепловые двигатели.
Рабочая жидкость может быть газом, как в двигателе Стирлинга, или паром, как в паровом двигателе, или органической жидкостью, такой как н-пентан, в цикле органического Ренкина. Жидкость может быть любого состава; газ является наиболее распространенным, хотя иногда используется даже однофазная жидкость. В случае парового двигателя жидкость меняет фазы между жидкостью и газом.
Воздухопроницаемые двигатели внутреннего сгорания [править]
Воздушно-реактивные двигатели внутреннего сгорания - это двигатели внутреннего сгорания, которые используют кислород в атмосферном воздухе для окисления («сжигания») топлива, а не для переноса окислителя, как в ракете.Теоретически, это должно привести к лучшему удельному импульсу, чем для ракетных двигателей.
Непрерывный поток воздуха проходит через дыхательный двигатель. Этот воздух сжимается, смешивается с топливом, воспламеняется и удаляется в качестве выхлопного газа.
- Примеры
Типичные воздушно-реактивные двигатели включают в себя:
- реактивный реактивный двигатель
- Турбовинтовой двигатель
Воздействие на окружающую среду [редактировать]
Работа двигателей обычно оказывает негативное влияние на качество воздуха и уровень окружающего звука.Все больше внимания уделяется характеристикам автомобильных систем, способствующих загрязнению. Это создало новый интерес к альтернативным источникам энергии и усовершенствованиям двигателя внутреннего сгорания. Хотя появилось несколько электромобилей с ограниченным производством на батарейках, они не оказались конкурентоспособными из-за затрат и эксплуатационных характеристик. [ цитирование необходимо ] В 21-м веке дизельный двигатель становится все более популярным среди автовладельцев.Тем не менее, бензиновый двигатель и дизельный двигатель, с их новыми устройствами контроля выбросов для улучшения характеристик выбросов, еще не подвергались значительным испытаниям. [ цитирование необходимо ] Ряд производителей представили гибридные двигатели, в основном с небольшим бензиновым двигателем в сочетании с электродвигателем и большим аккумуляторным блоком, но они также еще не достигли значительных успехов на рынке. бензиновых и дизельных двигателей.
Качество воздуха [редактировать]
Выхлопные газы двигателя с искровым зажиганием состоят из следующего: азот от 70 до 75% (по объему), водяной пар от 10 до 12%, диоксид углерода от 10 до 13.5%, водород от 0,5 до 2%, кислород от 0,2 до 2%, монооксид углерода: от 0,1 до 6%, несгоревшие углеводороды и продукты частичного окисления (например, альдегиды) от 0,5 до 1%, монооксид азота от 0,01 до 0,4%, закись азота <100 ч / млн. диоксид серы от 15 до 60 частей на миллион, следы других соединений, таких как присадки к топливу и смазочные материалы, а также соединения галогенов и металлов и другие частицы. [22] Окись углерода очень токсична и может вызвать отравление угарным газом, поэтому важно избегать скопления газа в замкнутом пространстве.Каталитические нейтрализаторы могут уменьшить токсичные выбросы, но не полностью устранить их. Кроме того, выбросы парниковых газов, главным образом углекислого газа, в результате широко распространенного использования двигателей в современном промышленно развитом мире способствуют глобальному парниковому эффекту - главной проблеме глобального потепления.
Негорючие тепловые двигатели [править]
Некоторые двигатели преобразуют тепло от не горючих процессов в механическую работу, например, атомная электростанция использует тепло от ядерной реакции для производства пара и приводит в движение паровой двигатель, или газовая турбина в ракетном двигателе может приводиться в действие путем разложения перекиси водорода.Помимо другого источника энергии, двигатель часто проектируется так же, как двигатель внутреннего или внешнего сгорания. Другая группа не горючих двигателей включает термоакустические тепловые двигатели (иногда называемые «двигателями ТА»), которые представляют собой термоакустические устройства, которые используют звуковые волны высокой амплитуды для накачки тепла из одного места в другое или, наоборот, используют разность тепла для создания звуковых волн высокой амплитуды. , В целом, термоакустические двигатели можно разделить на устройства со стоячей и бегущей волной. [23]
Нетепловой двигатель с химическим приводом [править]
Нетепловые двигатели обычно приводятся в действие химической реакцией, но не являются тепловыми двигателями. Примеры включают в себя:
Электродвигатель [править]
Электродвигатель использует электрическую энергию для производства механической энергии, обычно через взаимодействие магнитных полей и проводников с током. Обратный процесс, производящий электрическую энергию из механической энергии, осуществляется с помощью генератора или динамо.Тяговые двигатели, используемые на транспортных средствах, часто выполняют обе задачи. Электродвигатели могут работать как генераторы и наоборот, хотя это не всегда практично. Электродвигатели распространены повсеместно, и их можно найти в таких разнообразных применениях, как промышленные вентиляторы, воздуходувки и насосы, станки, бытовая техника, электроинструменты и дисководы. Они могут получать питание от постоянного тока (например, от портативного устройства с питанием от батареи или транспортного средства) или от переменного тока от центральной электрической распределительной сети.Самые маленькие моторы можно найти в электрических наручных часах. Средние двигатели с высокими стандартизированными размерами и характеристиками обеспечивают удобную механическую мощность для промышленного использования. Самые большие электродвигатели используются для приведения в движение больших судов и для таких целей, как трубопроводные компрессоры, с номинальной мощностью в тысячи киловатт. Электродвигатели могут быть классифицированы по источнику электроэнергии, по их внутренней конструкции и по их применению.
Физический принцип производства механической силы при взаимодействии электрического тока и магнитного поля был известен еще в 1821 году.Электродвигатели с возрастающей эффективностью были построены в течение 19-го века, но коммерческая эксплуатация электродвигателей в больших масштабах требовала эффективных электрических генераторов и электрических распределительных сетей.
Для сокращения потребления электроэнергии двигателями и связанными с ними углеродными следами различные регулирующие органы во многих странах ввели и внедрили законодательство, поощряющее производство и использование более эффективных электродвигателей.Хорошо сконструированный двигатель может преобразовывать более 90% входной энергии в полезную мощность в течение десятилетий. [24] Когда эффективность двигателя повышается даже на несколько процентных пунктов, экономия в киловатт-часах (и, следовательно, в стоимости) огромна. Эффективность электрической энергии типичного промышленного асинхронного двигателя может быть улучшена путем: 1) уменьшения электрических потерь в обмотках статора (например, путем увеличения площади поперечного сечения проводника, улучшения техники обмотки и использования материалов с более высоким электрическим напряжением). проводимости, такие как медь), 2) снижение электрических потерь в катушке ротора или отливки (например,Например, используя материалы с более высокой электропроводностью, такие как медь, 3) уменьшая магнитные потери, используя магнитную сталь более высокого качества, 4) улучшая аэродинамику двигателей, чтобы уменьшить механические потери в обмотке, 5) улучшая подшипники, чтобы уменьшить потери на трение, и 6) минимизация производственных допусков. Для дальнейшего обсуждения этой темы см. Премиум эффективность.)
По соглашению, электрический двигатель относится к железнодорожному электровозу, а не к электрическому двигателю.
Двигатель с физическим питанием [править]
Некоторые двигатели питаются от потенциальной или кинетической энергии, например, некоторые фуникулеры, гравитационные плоскости и конвейеры канатных дорог использовали энергию от движущейся воды или камней, а некоторые часы имеют вес, который падает под действием силы тяжести. Другие формы потенциальной энергии включают сжатые газы (например, пневматические моторы), пружины (заводные моторы) и резинки.
Исторические военные осадные машины включали в себя большие катапульты, требучеты и (в некоторой степени) тараны с питанием от потенциальной энергии.
Пневматический двигатель [править]
Пневматический двигатель - это машина, которая преобразует потенциальную энергию в виде сжатого воздуха в механическую работу. Пневматические двигатели обычно преобразуют сжатый воздух в механическую работу с помощью линейного или вращательного движения. Линейное движение может исходить либо от мембранного, либо от поршневого привода, тогда как вращательное движение обеспечивается либо лопастным пневмодвигателем, либо поршневым пневмодвигателем. Пневматические двигатели нашли широкое распространение в индустрии ручных инструментов, и постоянно предпринимаются попытки расширить их использование в транспортной отрасли.Однако пневматические двигатели должны преодолевать недостатки эффективности, прежде чем их можно будет рассматривать в качестве жизнеспособного варианта в транспортной отрасли.
Гидравлический мотор [править]
Гидравлический двигатель получает мощность от жидкости под давлением. Этот тип двигателя используется для перемещения тяжелых грузов и привода машин. [25]
Производительность [править]
Следующие используются при оценке производительности двигателя.
Скорость [править]
Скорость относится к вращению коленчатого вала в поршневых двигателях и скорости вращения роторов компрессора / турбины и роторов электродвигателя.Измеряется в оборотах в минуту (об / мин).
Тяга [править]
Тяга - это сила, действующая на двигатель самолета или его пропеллер после того, как он ускорил проходящий через него воздух.
Крутящий момент [править]
Крутящий момент - это крутящий момент на валу, который рассчитывается путем умножения силы, вызвавшей момент, на расстояние от вала.
Мощность [править]
Мощность - это показатель того, как быстро выполняется работа.
Эффективность [править]
Эффективность - это показатель того, сколько топлива расходуется на производство электроэнергии.
Уровни звука [править]
Шум транспортного средства в основном из-за двигателя на низких скоростях, а также из-за шин и воздуха, проходящего мимо автомобиля на более высоких скоростях. [26] Электродвигатели тише, чем двигатели внутреннего сгорания. Тяговые двигатели, такие как турбовентиляторы, турбореактивные двигатели и ракеты, издают наибольшее количество шума благодаря тому, как их высокоскоростные выхлопные потоки, создающие тягу, взаимодействуют с окружающим неподвижным воздухом. Технология шумоподавления включает в себя глушители системы впуска и выпуска (глушители) на бензиновых и дизельных двигателях и вкладыши шумоподавления на входах в турбовентилятор. "Howstuffworks" Инжиниринг "". Reference.howstuffworks.com. 2006-01-29. Архивировано из оригинального на 2009-08-21. Получено 2011-05-09. .
Техническое обслуживание автомобильных двигателей | HowStuffWorks
Несмотря на то, что материал, из которого сделан двигатель, насколько хорошо он собран и как он приводится в движение, влияет на срок службы двигателя, долговечность двигателя обычно сводится к одному: техническому обслуживанию.
Любой источник информации об автомобильных деталях скажет вам, что профилактическое обслуживание имеет решающее значение для срока службы любой автомобильной детали. Автозапчасти не созданы так, чтобы работать вечно, но, применяя правильную информацию о автозапчастях для обслуживания деталей вашего автомобиля, особенно двигателя, вы можете быть уверены, что запчасти прослужат долго.
Хотя срок службы автозапчастей отличается от компонента к компоненту - например, шины, независимо от того, насколько хорошо они обслуживаются, не будут работать так же долго, как обычная выхлопная труба, потому что резина тормозит гораздо быстрее, чем металл - при надлежащем уходе, автомобильные двигатели может длиться очень долго.
Одним из наиболее важных аспектов технического обслуживания двигателя является поддержание жидкостей, в которых нуждается двигатель, в чистоте и свежести. Двигатель - это сердце автомобиля, а его жидкости - его кровь.В вашем собственном теле у вашей крови есть почки и печень для поддержания ее в чистоте - кроме масляного фильтра, автомобильный двигатель не может очищать свои жидкости. Вот почему важно регулярно менять масло в двигателе и следить за тем, чтобы это произошло до того, как масло станет слишком грязным. Грязное масло в двигателе похоже на грязную кровь в крови. Некоторое время все может пойти хорошо, но в конечном итоге это приведет к катастрофе. Даже небольшое количество грязных отложений со временем может снизить срок службы двигателя.
Дыхание двигателя также влияет на то, как долго он длится, потому что, если двигатель не может дышать хорошо, он должен работать намного тяжелее.Чтобы ваш двигатель мог нормально дышать, вам нужно убедиться, что ваш воздушный фильтр чист. Вы также должны избегать горячего двигателя - тепло изнашивает жизненно важные компоненты двигателя - поэтому убедитесь, что система охлаждения вашего двигателя тоже работает хорошо.
Наконец, обратите внимание на то, что говорит вам ваш двигатель. Если датчики вашего автомобиля говорят, что двигатель перегревается, давление масла низкое, или если загорелся индикатор двигателя, не ждите. Отнесите это механику, которому вы доверяете.
,
