Какой двигатель на газ 66

Двигатель ГАЗ 66- Устройство и технические характеристики...

На Горьковском автомобильном заводе в 1964 году был разработан и запущен в производство грузовик ГАЗ 66. Первое время на нем устанавливался одноименный двигатель ГАЗ 66, после чего он был заменен на более мощный ЗМЗ 66-06. Начиная с 1980 года, машины ГАЗ 66 стали агрегатироваться моторами ЗМЗ 511, в наши дни ставятся ЗМЗ 513. Автомобиль ГАЗ 66 относится к категории полноприводных грузовых транспортных средств. Этот уникальный грузовик продолжает пользоваться большой популярностью, благодаря отличным внедорожным характеристикам.

Технические характеристики двигателя ГАЗ 66

Тип мотора	Карбюратор (К-126, К-135)
Количество цилиндров	8
Число тактов	4
Компоновка	У-образный мотор
Вид системы охлаждения	жидкостная
Рабочий объем двигателя ГАЗ 66, ЗМЗ 511	4, 254 литра
Мощность двигателя ГАЗ 66, ЗМЗ 511	120 лошадиных сил
Крутящий момент	284,4 Нм (при 2500 об/мин коленвала)
Диаметр цилиндров	92 мм
Длина хода поршня	80 мм
Вес мотора	262 кг
Степень сжатия	6,7
Потребляемое топливо	бензин марки А-76 (низкооктановый)
Количество расходуемого топлива на 100 км	от 20 до 25 литров
Формула включения цилиндров	1-5-4-2-6-3-7-8

В конструкцию двигателя ГАЗ 66 входит предпусковой подогреватель марки ПЖБ 12.

Область применения двигателя ЗМЗ 511 и его модификаций – это грузовики средней грузоподъемности:

• ГАЗ–53;
• ГАЗ-66;
• ГАЗ–3307;
• ГАЗ-66-1;
• ГАЗ-66А, Б, Д, П, Э;
• ГАЗ-66-01, 02, 03, 04, 05, 11, 12, 14, 15, 16.

На базе двигателя внутреннего сгорания ЗМЗ 511 создана модификация ЗМЗ 513. Данная модель мотора предназначена для транспортных средств, эксплуатируемых в усложненных условиях:

1. Военная техника.
2. Перевозка грузов по пересеченной местности и пр.

Новый силовой агрегат имеет ряд существенных отличий от базовой модели:

1. Вес двигателя ЗМЗ-513 равен 275 кг.
2. Поддон двигателя имеет другую конфигурацию.
3. Рабочие элементы электрооборудования выполнены в экранированном исполнении.

Особенности конструкции двигателя ГАЗ 66 (ЗМЗ 511)

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания имеет систему питания карбюраторного типа.

1. Цилиндры диаметром 92 мм расположены под прямым углом.
2. Расстояние между осями соседних цилиндров равно 123 мм.
3. Поршни приводят в движение коленчатый вал.
4. Двигатель оснащен закрытой системой охлаждения жидкостного типа.
5. ОЖ циркулирует под воздействием специального насоса – принудительное охлаждение.
6. Смазочная система работает как под давлением, так и методом разбрызгивания масла – комбинированная.

Материал изготовления блока цилиндров – литье алюминиевого сплава АЛ-4.

• Гильзы цилиндров изготовлены из специального легированного чугуна, диаметр равен 100 мм, высота – 153 соответственно.
• Гильзы имеют нижнюю фиксацию, верхняя часть закрепляется под воздействием головки блока ГБЦ.
• В нижней части стоят уплотняющие кольца, изготовленные из меди.
• Благодаря смещению на 75 миллиметров нижней части корпуса блока цилиндров относительно оси коленчатого вала, существенно увеличена его жесткость.
• Вес корпусной детали блока цилиндров равен 44 кг.

Для изготовления коленчатого вала используется чугунное литье. Материал изготовления – высокопрочный чугун ВЧ-50. Опорные коренные и шатунные шейки проходят закалку.

• Коренные шейки диаметром 70 – 69, 9 мм;
• Шатунные – 60 – 59,9 мм.

С целью снизить вес двигателя ЗМЗ 511, применяются шатуны, изготовленные методом ковки. Значения их параметров:

• Длина – 156 мм;
• Вес – 0,86 кг;
• Диаметр верхнего отверстия – 25 мм.

Параметры поршня:

• Вес – 0,565 кг;
• Высота – 51 мм;
• Диаметр – 92 – 91,99 мм;
• Внутренний диаметр поршневого пальца равен 16 мм;
• Наружный – 25 мм.

Особенности технического обслуживания двигателя ГАЗ 66 (ЗМЗ 511)

Независимо от того, какой двигатель стоит на ГАЗ 66, он нуждается обязательном периодическом техобслуживании. От качества и своевременности проведения обслуживающих мероприятий зависит длительность службы силового агрегата. В перечень требований по уходу за двигателем входят следующие пункты:

1. При замене горюче-смазочных жидкостей необходимо заливать моторное масло, бензин рекомендуемых марок.
2. В процессе проведения очередного техобслуживания нужно производить подтяжку креплений головки блока цилиндров (только на остывшем двигателе).
3. Следить за рабочей температурой силового агрегата, не допускать его перегрева.
4. Контролировать степень затяжки гайки, фиксирующей выпускную трубу, при необходимости подтягивать ее, чтобы избежать проникновение охлаждающей жидкости в смазочный материал.
5. Проверять поршневые кольца и вкладыши подшипников на предмет выявления неисправностей. При малейших деформациях и прочих отклонениях от нормы срочно заменять на новые детали.

Перед заменой смазочного материала необходимо узнать, какое масло в двигатель ГАЗ 66 является наиболее подходящим для него и в каком количестве заливать.

Для двигателя ГАЗ 66, ЗМЗ 511, ЗМЗ 513, а также модификаций рекомендуется использовать моторное масло следующих марок:

• АСЗп-10;
• М-5з/10А;
• М-6з/10В;
• Mobil Delvac 1330;
• Mobil Delvac MX 15W/40,  10W/30;
• SSPMO;
• Лукойл 15W40.

Объем смазочной жидкости для моторов данной линейки равен 10 литров. Замену моторного масла производят после очередного пробега, равного 6 – 10 000 километров.

Основные проблемы двигателей ГАЗ 66 (ЗМЗ 511) и их модификаций

Все двигатели внутреннего сгорания данной серии обладают схожими неисправностями и типовыми проблемами:

1. Масляные потеки в районе уплотнительного сальника коренного подшипника, расположенного сзади.
2. Снижение давления в смазочной системе двигателя.
3. Повышенный расход моторного масла.

Если возникает ситуация, когда расход масла превышает 0, 4 литра при пробеге в 100 километров, и приборы показывают резкое снижение давления в смазочной системе, необходимо отправлять транспортное средство на диагностику с последующим ремонтом.

Совет: Если контрольный прибор давления неисправен, его можно заменить манометром. Перед измерением давления следует хорошенько прогреть силовой агрегат. Нормальное давление считается: в режиме холостого хода – 0,5 кгс/см.кв. или 1 кгс/см.кв при средних оборотах.

При заниженном давлении масла в системе категорически не разрешается эксплуатировать автомобиль.

Снижение компрессии в цилиндрах также является негативным фактором, свидетельствующем о неисправности двигателя внутреннего сгорания. Компрессия измеряется специальным прибором под названием «компрессомер». Перед его использованием необходимо:

• выкрутить свечи зажигания;
• открыть заслонку дроссельную;
• отключить электрическое питание высоковольтной проводки.

Тюнинг двигателя ГАЗ 66

Многие автовладельцы не спешат расставаться с транспортными средствами, оборудованными двигателями внутреннего сгорания, давно снятыми с производства. При этом проводятся многочисленные попытки его модернизации. Конечно речь идет не о чип тюнинге, т. к. в конструкцию данного силового агрегата не входит электронный блок управления.

Чтобы улучшить мощностные характеристики двигателя ГАЗ 66, используют следующие способы:

1. Конструкция двигателя изменяется под крепление современных устройств газораспределительного механизма.
2. Карбюраторная система топливоподачи заменяется на инжектор.
3. Устанавливается турбонаддув.

В результате такого форсирования, существенно повышаются такие технические характеристики, как экономичность, мощность двигателя. Следует помнить, что двигатель ГАЗ 66 – достаточно старое устройство. Чтобы получить желаемый результат, хозяину машины придется затратить немало материальных средств и свободного времени.

Для больших энтузиастов существует высокозатратный способ, который не уступает капитальному ремонту силового агрегата. Его суть сводится к превращению двигателя ГАЗ 66 в аналог ПАЗовской модели ЗМЗ 523.

Владелец приобретает и устанавливает следующие запчасти:

1. Новый коленвал ПАЗ 3205.
2. Вкладыши ЗМЗ 5234.
3. Комплект элементов поршневой группы в сборе (к примеру, «Мотордеталь Кострома»).
4. Сальники, прокладки.

Для увеличения степени сжатия до значения 8,5 срезается корпус головки блока на 1,8 мм (не больше, иначе возникнут сложности при установке входного коллектора).

Вдобавок заменяется родной карбюратор К126 или 135 на Edelbrock 1407 Американского производства. При этом во входном коллекторе объединяются все каналы и подготавливается специальная установочная площадка при помощи сварки, на которой будет стоять новый карбюратор.

Замена двигателя ГАЗ 66

При тюнинге автомобиля ГАЗ 66 часто производится замена силового агрегата на дизель. Чаще всего вместо ГАЗ 66 (ЗМЗ 511) устанавливается дизельный двигатель внутреннего сгорания Д-245, произведенный на Минском моторном заводе. Дизели этой серии оснащены турбонаддувом.

Интересно: По заказу Никарагуа завод-изготовитель переоборудует автомобили серии ГАЗ 66. Вместо родных моторов на них устанавливаются новые Минские дизели Д 245. При желании здесь можно сделать индивидуальный заказ на модернизацию своего авто.

Газовый двигатель - Википедия

Газовый двигатель для производства электроэнергии Модель газового двигателя Hartop S-типа

Газовый двигатель - это двигатель внутреннего сгорания, работающий на газообразном топливе, таком как угольный газ, генераторный газ, биогаз, свалочный газ или природный газ. В Соединенном Королевстве термин однозначный. В Соединенных Штатах из-за широкого использования «газа» в качестве аббревиатуры для бензина (бензин) такой двигатель можно также назвать газообразным двигателем, двигателем на природном газе или искровым зажиганием.

Обычно термин «газовый двигатель » относится к тяжелому промышленному двигателю, способному непрерывно работать при полной нагрузке в течение периодов, приближающихся к высокой доле в 8760 часов в год, в отличие от бензинового автомобильного двигателя, который имеет небольшой вес и высокую скорость вращения. и обычно работает не более 4000 часов за всю свою жизнь. Типичная мощность варьируется от 10 кВт (13 л.с.) до 4 МВт (5 364 л.с.). ^[1]

История [править]

Атмосферный двигатель Crossley мощностью 3 л.с. работает в Музее двигателей Anson.

Ленуар [править]

Было много экспериментов с газовыми двигателями в 19 веке, но первый практический двигатель внутреннего сгорания на газе был построен бельгийским инженером Этьеном Ленуаром в 1860 году. ^[2] Однако двигатель Ленуара страдал от низкой выходной мощности и высокий расход топлива.

Отто и Ланген [править]

Работа Ленуара была дополнительно исследована и улучшена немецким инженером Николаем Августом Отто, который позже изобрел первый четырехтактный двигатель для эффективного сжигания топлива непосредственно в поршневой камере.В августе 1864 года Отто познакомился с Евгением Лангеном, который, будучи технически подготовленным, увидел потенциал развития Отто, и через месяц после встречи основал первый в мире завод по производству двигателей, NA Otto & Cie, в Кельне. В 1867 году Отто запатентовал свой улучшенный дизайн, и он был удостоен Гран-при на Всемирной выставке в Париже 1867 года. Этот атмосферный двигатель работал, втягивая смесь газа и воздуха в вертикальный цилиндр. Когда поршень поднялся примерно на восемь дюймов, газовая и воздушная смесь воспламеняются небольшим пилотным пламенем, горящим снаружи, который выталкивает поршень (который связан с зубчатой ​​рейкой) вверх, создавая частичный вакуум под ним.На восходящем ходу работа не производится. Работа выполняется, когда поршень и зубчатая рейка опускаются под действием атмосферного давления и собственного веса, поворачивая главный вал и маховики при их падении. Его преимущество перед существующим паровым двигателем заключалось в его способности запускаться и останавливаться по требованию, что делает его идеальным для прерывистой работы, такой как загрузка или разгрузка баржи. ^[3]

Четырехтактный двигатель [править]

Атмосферный газовый двигатель был в свою очередь заменен четырехтактным двигателем Отто.Переход на четырехтактные двигатели был удивительно быстрым, последние атмосферные двигатели были изготовлены в 1877 году. Вскоре за этим последовали двигатели на жидком топливе, использующие дизельное топливо (около 1898 года) или бензин (около 1900 года).

Кроссли [править]

Самым известным производителем газовых двигателей в Соединенном Королевстве был Кроссли из Манчестера, который в 1869 году приобрел Соединенное Королевство и мировые (за исключением Германии) права на патенты Отто и Лэнгдена на новый газовый атмосферный двигатель. В 1876 году они приобрели права на более эффективный четырехтактный двигатель Otto.

Tangye [редактировать]

В Манчестере также было несколько других фирм. Tangye Ltd. из Сметвика, недалеко от Бирмингема, продала свой первый газовый двигатель двухтактного типа с номинальной мощностью 1 лошадиная сила в 1881 году, а в 1890 году фирма начала производство четырехтактного газового двигателя. ^[4]

Сохранение [править]

Музей двигателей Anson в Пойнтоне, недалеко от Стокпорта, Англия, имеет коллекцию двигателей, которая включает в себя несколько работающих газовых двигателей, в том числе самый большой из когда-либо выпущенных атмосферных двигателей Crossley.

Текущие производители [править]

Производители газовых двигателей включают Hyundai Heavy Industries, Rolls-Royce с Bergen-Engines AS, Kawasaki Heavy Industries, Liebherr, MTU Friedrichshafen, GE Jenbacher, Caterpillar Inc., Perkins Engines, MWM, Cummins, Wärtsilä, GE Energy Waukesor, Guascor Power, Deutz, MTU, MAN, Фэрбенкс-Морс, Доосан и Янмар. Выходная мощность варьируется от 10 кВт (13 л.с.) микро-комбинированной выработки тепла и мощности (ТЭЦ) до 18 МВт (24 000 л.с.). ^[5] Вообще говоря, современный высокоскоростной газовый двигатель очень конкурентоспособен с газовыми турбинами мощностью до 50 МВт (67 000 л.с.) в зависимости от обстоятельств, и лучшие из них намного более экономичны, чем газовые турбины.Rolls-Royce с двигателями Bergen, Caterpillar и многими другими производителями основывают свою продукцию на блоке дизельного двигателя и коленчатого вала. GE Jenbacher и Waukesha - единственные две компании, чьи двигатели предназначены только для газа.

Типичные области применения [править]

Стационарный [править]

Типичными областями применения являются схемы базовой нагрузки или генерации в течение часа, включая комбинированную выработку тепла и электроэнергии (типичные показатели приведены в ^[6] ), свалочный газ, шахтный газ, газ из устья скважины и биогаз, где отходы нагреваются от двигатель может быть использован для обогрева варочных котлов.Типичные параметры установки биогазового двигателя см. ^[7] Параметры системы ТЭЦ с большим газовым двигателем, установленной на заводе, см. ^[8] Газовые двигатели редко используются в режиме ожидания, которые в основном остаются в области дизельных двигателей. Единственным исключением является небольшой (<150 кВт) аварийный генератор, который часто устанавливают фермы, музеи, малые предприятия и жилые дома. Эти генераторы, подключенные к природному газу из коммунального предприятия или пропану из резервуаров для хранения на месте, могут быть оборудованы для автоматического запуска при сбое питания.

Транспорт [редактировать]

Двигатели

, работающие на сжиженном природном газе (СПГ), выходят на морской рынок, так как двигатель, работающий на обедненном газе, может соответствовать новым требованиям по выбросам без дополнительной обработки топлива или очистки выхлопных систем. Использование двигателей, работающих на сжатом природном газе (СПГ), также растет в автобусном секторе. Пользователи в Соединенном Королевстве включают Чтение Автобусов. Использование газовых автобусов поддерживается Gas Bus Alliance ^[9] , и производители включают Scania AB. ^[10]

Использование газообразного метана или пропана [править]

Поскольку природный газ, главным образом метан, долгое время был чистым, экономичным и легкодоступным топливом, многие промышленные двигатели либо разработаны, либо модифицированы для использования газа, в отличие от бензина.Их эксплуатация производит меньше сложных углеводородных загрязнений, и у двигателей меньше внутренних проблем. Одним из примеров является сжиженный нефтяной газ, главным образом пропан. Двигатель используется в огромном количестве погрузчиков. Распространенное в Соединенных Штатах использование «газа» для обозначения «бензина» требует четкой идентификации двигателя на природном газе. Существует также такая вещь, как «природный бензин», ^[11] , но этот термин, который относится к подмножеству жидкостей природного газа, очень редко встречается за пределами нефтеперерабатывающей промышленности.

Технические детали [править]

Смешивание топлива и воздуха [править]

Газовый двигатель отличается от бензинового двигателя тем, как смешиваются топливо и воздух. В бензиновом двигателе используется карбюратор или впрыск топлива. но газовый двигатель часто использует простую систему Вентури для введения газа в воздушный поток. Ранние газовые двигатели использовали систему с тремя клапанами, с отдельными входными клапанами для воздуха и газа.

Выпускные клапаны [править]

Слабым местом газового двигателя по сравнению с дизельным двигателем являются выпускные клапаны, поскольку выхлопные газы газового двигателя намного более горячие для данной мощности, что ограничивает выходную мощность.Таким образом, дизельный двигатель от данного производителя обычно будет иметь более высокую максимальную мощность, чем тот же самый размер блока двигателя в версии газового двигателя. Дизельный двигатель, как правило, будет иметь три различных рейтинга - режим ожидания, первичный и непрерывный, то есть 1-часовой, 12-часовой и непрерывный в Великобритании, в то время как газовый двигатель, как правило, будет иметь только непрерывный рейтинг, который будет меньше, чем у дизельного двигателя.

Зажигание

[править]

Были использованы различные системы зажигания, в том числе горячие трубки зажигания и искрового зажигания.Большинство современных газовых двигателей по сути являются двухтопливными двигателями. Основным источником энергии является газовоздушная смесь, но она воспламеняется при впрыске небольшого объема дизельного топлива.

Энергетический баланс [править]

Тепловая эффективность [править]

Газовые двигатели, работающие на природном газе, обычно имеют термический КПД между 35-45% (на основе LHV)., ^[12] Начиная с 2018 года, лучшие двигатели могут достигать теплового КПД до 50% (на основе LHV) , ^[13] Эти газовые двигатели, как правило, среднеоборотные двигатели. Двигатели Бергена Топливная энергия возникает на выходном валу, а остальная часть появляется в виде отработанного тепла. ^[8] Большие двигатели более эффективны, чем маленькие двигатели. Газовые двигатели, работающие на биогазе, обычно имеют немного меньшую эффективность (~ 1-2%), а синтез-газ еще больше снижает эффективность. Недавний двигатель GE Jenbacher J624 является первым в мире высокоэффективным бензиновым 24-цилиндровым газовым двигателем. ^[14]

При рассмотрении эффективности двигателя следует учитывать, основано ли это на более низкой теплотворной способности (LHV) или более высокой теплотворной способности (HHV) газа. Производители двигателей обычно указывают эффективность на основе более низкой теплотворной способности газа, т.е.е. эффективность после энергии была использована для испарения собственной влаги внутри самого газа. Газораспределительные сети, как правило, будут заряжаться на основе более высокой теплотворной способности газа. , то есть , общее содержание энергии. Заявленный КПД двигателя на основе LHV может быть, скажем, 44%, тогда как тот же двигатель может иметь КПД 39,6% на основе HHV на природном газе. Также важно обеспечить, чтобы сравнение эффективности проводилось на равноправной основе. Например, некоторые производители используют насосы с механическим приводом, тогда как другие используют насосы с электрическим приводом для привода охлаждающей воды двигателя, и использование электричества иногда можно игнорировать, что дает ложно высокую кажущуюся эффективность по сравнению с двигателями с прямым приводом.

Комбинированные тепло и мощность [править]

Отходящее тепло двигателя можно использовать для отопления здания или обогрева процесса. В двигателе примерно половина отработанного тепла возникает (из кожуха двигателя, контуров масляного и дополнительного охлаждения) в виде горячей воды, температура которой может достигать 110 ° C. Остальная часть возникает как высокотемпературное тепло, которое может генерировать горячую воду или пар под давлением с помощью теплообменника выхлопных газов.

Охлаждение двигателя [править]

Два наиболее распространенных типа двигателей - это двигатели с воздушным или водяным охлаждением.Водяное охлаждение в настоящее время использует антифриз в двигателе внутреннего сгорания.

Некоторые двигатели (воздушные или водяные) имеют масляный радиатор.

Охлаждение необходимо для отвода избыточного тепла, так как перегрев может привести к выходу двигателя из строя, как правило, из-за износа, трещин или деформации.

Расчет расхода газа [править]

Формула показывает требования к расходу газа газового двигателя в нормальных условиях при полной нагрузке.

Q = Pη⋅1LHVgas {\ displaystyle Q = {\ frac {P} {\ eta}} \ cdot {\ frac {1} {LHV_ {gas}}}}

где:

• Q {\ displaystyle Q} - поток газа в нормальных условиях
• P {\ displaystyle {P}} - мощность двигателя
• η {\ displaystyle {\ eta}} - это механическая эффективность
• LHV - низкая теплотворная способность газа

Галерея исторических газовых двигателей [править]

• Исторические газовые двигатели

• 1905 г. Обычный газовый двигатель Национальной компании 36 л.с.

• Backus вертикальный газовый двигатель

• Отто горизонтальный газовый двигатель

• Crossley газовый двигатель и динамо

• Электростанция с двойным газовым двигателем Premier

• 125 л.с. газовый двигатель и динамо

• Crossley Brothers Ltd., 1886 № 1 Двигатель, 4,5 л.с. одноцилиндровый, 4-х тактный газовый двигатель, 160 об / мин.

• Кроссли Газовый двигатель 1915 года (тип GE130 №75590), 150 л.с.

• Premier тандемный продувка мощного газового двигателя

• Доменный газовый двигатель с продувочным цилиндром

• Stockport газовый двигатель и динамо с ременным приводом

См. Также [править]

Список литературы [править]

Внешние ссылки [редактировать]

,Двигатель

- Википедия

Анимация, демонстрирующая четыре стадии цикла четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания:

1. Индукция (Топливо входит в состав)
2. Компрессия
3. Зажигание (Топливо сожжено)
4. 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 газе

Двигатель 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. Hogan, C. Michael (сентябрь 1973). «Анализ дорожного шума». Журнал воды, воздуха и загрязнения почвы . 2 (3): 387–92. Bibcode: 1973WASP .... 2..387H. DOI: 10.1007 / BF00159677. ISSN 0049-6979.

Список литературы [править]

Внешние ссылки [редактировать]

Wikimedia Commons имеет СМИ, связанные с Двигатели .

Посмотрите двигатель в Викисловарь, бесплатный словарь.

Посмотрите motor в Викисловарь, бесплатный словарь.

,

---

Смотрите также

• 
  Какое масло лить в газель 402 двигатель
• 
  Как узнать 124 или 126 двигатель
• 
  Пролил масло на двигатель что делать
• 
  Какое масло лить в двигатель змз 406 карбюратор
• 
  Хендай верна какое масло заливать в двигатель
• 
  Как разбавлять масло для двухтактных двигателей триммеров
• 
  Тип двигателя гибрид что это значит
• 
  Как выкрутить пробку слива масла на двигателе ваз
• 
  Как слить антифриз с блока двигателя приоры
• 
  Как выставить метки грм на газель 405 двигатель
• 
  Как выставить зажигание на двигателе 402