+7(980)249-22-27
Кузовной ремонт автомобиля
Покраска в камере, полировка
Автозапчасти на заказКоличество цилиндров в двигателе на что влияет
Двигатель
Основные параметры двигателей
Сталкиваясь с необходимостью выбора нового автомобиля, современные автолюбители не всегда знают по каким параметрам оценивать то или иное транспортное средство. Самым главным устройством в автомобиле является двигатель внутреннего сгорания. По его характеристикам оценивают возможности всего автомобиля, однако самостоятельно разобраться в устройстве мотора достаточно сложно. Понятно, что начинающим водителям и водителям-непрофессионалам сложно выбрать нового железного «друга», ввиду не осведомленности их о важных параметрах силового агрегата. Для того чтобы немного понять устройство двигателя внутреннего сгорания и ответить на вопрос: «в чем заключается принцип его работы?», разберемся в характеристиках.
Количество цилиндров двигателя
Устройство двигателя внутреннего сгорания предусматривает наличие 2,4,8 или 16 цилиндров. Это серьезный показатель, т.к. большее количество цилиндров обеспечивает наиболее плавный прирост крутящего момента и значительное увеличение мощности. Автомобили, оснащенные одинаковым количеством цилиндров, не будут иметь одинаковую мощность. Это говорит о том, что один параметр не может характеризовать работу всего двигателя.
Расположение цилиндров
Производители легковых и грузовых транспортных средств в большинстве случаев располагают цилиндры в двух возможных вариантах – последовательно (рядно)-1 и V-образно (двухрядно)-2. Во втором случае механизмы устанавливаются по обе стороны коленчатого вала, и эффективность их установки напрямую зависит от угла развала. Чем больший угол имеют установленные цилиндры, тем ниже центр тяжести двигателя, тем эффективнее охлаждается двигатель и производится подача масла. Несмотря на достоинства, слишком большой угол расположения цилиндров приводит к снижению динамических параметров транспортного средства. Малый угол между механизмами вызывает частый и быстрый перегрев двигателя автомобиля.
Два основных вида отличаются между собой мощностью, размерами и весом.
Не так часто можно встретить транспортные средства с радикальным (наклон цилиндров – 180°)-3, W-образным (четырехрядное) и рядно-V-образным расположением цилиндров. Последний вариант расположения – результат комбинирования основных разновидностей; такая установка механизмов предусматривает последовательную установку цилиндров с наклоном в обе стороны коленчатого вала. Он оптимизирует процесс охлаждения двигательной системы.
Разработчики установили, что если в один ряд поставить четное количество цилиндров, автомобиль получит непревзойденные вибрационные и шумоподавляющие параметры.
Объем двигателя
Вместительность камер сгорания двигателя – это, пожалуй, один из самых основных характеристик, определяющих мощность и потребление вашего будущего железного «друга». Большой объем двигателя нуждается в большем количестве топлива. Для городского пользования оптимальный вариант объема движка – 1,5 и 1,6 литра.
Материал, из которого изготовлено устройство внутреннего сгорания
Существует как минимум три вида материалов, из которых изготавливаются силовые агрегаты :
- Чугун. Чугунные двигатели отличаются высокой прочностью и надежность, а также гарантируют долгий срок эксплуатации. Но, так же как и все чугунные изделия, мотор из данного материала имеет слишком большой вес, который ухудшает управляемость автомобиля.
- Алюминий, в отличие от чугуна, занимает не так много места и имеет небольшой вес, однако обеспечивает меньшую прочность, которая не так надежно проявляет себя в повседневной жизни.
- Магниевые сплавы. Такой материал в большинстве случаев используют на внедорожниках и автомобилях бизнес-класса. Такая выборочная установка объясняется легко: высокий уровень прочности и небольшой вес реализуется на мировом рынке за слишком высокую стоимость, и ее установка на обычные малолитражки будет экономически не выгодна.
В процессе эксплуатации транспортного средства для водителя находятся приоритетные характеристики, на которые впоследствии он и будет обращать внимание. К ним относятся выходные характеристики силового агрегата:
Мощность
Автомобильная мощность измеряется лошадиными силами (л.с.) или киловаттами (кВт).
Большое количество лошадиных сил говорит о малом времени разгона автомобиля и о возможности достижения наивысшего уровня максимальной скорости.
Крутящий момент
Крутящим моментом называется тяговое усилие, создаваемое силовым агрегатом пределе своих возможностей. Оно измеряется Ньютон-метрами (Н•м).
Величина крутящего момента говорит о возможности автомобиля быстро набирать скорость на малых оборотах.
Максимально допустимое количество оборотов коленчатого вала в минуту
Величина измеряется в оборотах в минуту (об/мин) и показывает, какое число оборотов может совершить коленчатый вал, не провоцируя при этом потери ресурсной прочности двигателя. Слишком высокое количество оборотов в минуту означает наличие у автомобиля динамичного и резкого характера.
Расходные характеристики ДВС также имеют место при выборе нового транспортного средства:
Расход топлива
Единица измерения – количество литров на 100 километров (л/100 км). При этом требуемое количество бензина или дизеля, необходимых для преодоления 100 километров в городе, на трассе и при поездках в смешанном режиме, не одинаково.
Тип топлива
Все современные автомобили имеют бензиновые или дизельные двигатели. При использовании бензина для заправки транспортного средства важно выбирать указанную в инструкции марку, не изменяя при этом октановое число. Понижение нормы октанового числа негативно влияет на ресурсную мощность и прочность двигателя, а его повышение вызывает увеличение прочности, снижение ресурса и увеличение процесса теплоотдачи, в результате чего возникнет перегрев мотора.
Расход масла
Для исправного автомобиля расход масла не должен превышать 1л/1000 км.
Выбирая моторное масло, нужно правильно расшифровывать его обозначения. В общих случаях, вид масла обозначается так – xxWxx. Первое число обозначает степень густоты масла, второе – его вязкость. Например, к синтетическим маслам можно отнести 0W40, 5W40, к полусинтетическим – 10W40, к минеральным – 15W40, 20W40. Чем больше густота и вязкость масла, тем выше прочность и надежность мотора.
Будьте внимательны, ибо можно с легкостью испортить двигатель, ведь масла 70W90 и 95W100 предназначены только для трансмиссионной системы.
Ресурсная прочность
Ресурсная прочность позволяет определить насколько часто ваше транспортное средство нуждается в в техническом обслуживании. Данный показатель обычно предусматривает 5000 – 30000 километров пробега.
При выборе железного «друга», автолюбитель должен иметь представление не только об узком круге определенных двигательных характеристик, но и о сложных, требующих понимания параметрах:
Тип топливной системы
Каждый современный автомобиль оснащен бензиновой или дизельной топливной системой. В зависимости от преимуществ, каждый автолюбитель подбирает себе нужный вариант автомобиля. В отличие от дизельной системы, бензиновая обеспечивает автомобилю большую мощность. Однако дизельная система, в свою очередь, значительно экономит топливо и отличаются большим крутящим моментом.
Тип бензиновой системы впуска
Автомобили могут иметь два типа системы впуска – инжекторную или карбюраторную. Электронная (инжекторная) система впуска позволяет добиваться большего КПД, поэтому устанавливается на большинство современных автомобилей.
Карбюраторная система предусматривает не распыляемое топливо в камере сгорания, а вбрасываемое струей в бензиновую систему. При этом у автомобиля наблюдается значительное повышение потребления топлива, ухудшается управляемость и нарушается работа мотора. Многокарбюраторные системы в используются достаточно редко и устанавливаются на тюнингуемые или на спортивные транспортные средства.
Тип бензиновой системы впрыска
Бензиновая система впрыска обеспечивает бесперебойную подачу топлива в камеры сгорания. Различают системы с одноточечным и многоточечным впрыском. Первый тип системы требует большего количества бензина и не гарантирует правильной работы двигателя, поэтому современные автомобили не оснащают одноточечной системой впрыска. Многоточечный метод впрыска создает в камере сгорания равномерную топливную смесь, которая позволяет автомобилю стабильно работать в любых условиях.
Есть еще один тип бензиновой системы впрыска – прямой. Такой метод подачи бензина увеличивает срок эксплуатации автомобиля, позволяет ему работать без перебоев и снижает расход топлива. Однако установка такой системы станет для автолюбителя дорогим удовольствием. Кроме того, она имеет существенные недостатки. Если вы все таки установили на автомобиль систему прямого впрыска бензина, то использовать нужно только высококачественное топливо. Также, стабильность работы двигателя может быть нарушена и при холодном старте могут появляться перебои.
Дизельная система впрыска (ДВС)
Устройство бензиновой системы впрыска гораздо легче для восприятия, чем дизельная. ДВС используется в комбинации двух устройств, обеспечивающих стабильность и надежность работы мотора.
Система ТНВД – это самая распространенная дизельная система, ставшая основой для остальных усовершенствованных систем.. Она используется только в вместе с системой насос-форсунок, за счет которых топливо подается в камеру сгорания. При использовании системы насос-форсунок без ТНВД затрудняется работа силового агрегата, что объясняет необходимость совмещения двух устройств.
Комбинация ТНВД и насос-форсунок распространена не только в России, но и в других странах мира. Дизельное топливо под давлением ТНВД подается в рампу, сжимается и впрыскивается в камеру сгорания. Система не только оптимизирует работу мотора автомобиля, но и значительно повышает его мощность, а также благополучно воздействует на количество потребляемого топлива.
Форсунки впрыска
Различают два вида форсунок– это механические и пьезотронные. Их вид не существенно влияет на общую характеристику двигателя. Однако большей популярностью пользуются пьезотронные форсунки. Они предают двигательной системе плавный рабочий цикл.
Количество клапанов
Количество клапанов на каждом автомобиле различно, их число определяется производителями. Обычно, на цилиндр устанавливают от 2 до 5 клапанов на впуске/выпуске. Количество клапанов влияет на стабильность работы и мощность двигателя. Чем большее количество клапанов установлено, тем плавнее и мощнее работа двигателя. Слишком большое количество клапанов увеличивает расход топлива.
Компрессор
Данный механизм создан для сжимания топлива, т.е. впускной смеси. Компрессоры могут быть механическими и турбонаддувными. Механический компрессор работает за счет коленчатого вала двигателя. Недостаток данной системы в том, что он приводит к значительной потере мощности и увеличению потребляемого топлива. Турбонаддувные компрессоры оснащены крыльчаткой турбины, раскручивающейся от давления выхлопных газов. Турбонаддувные механизмы более экономичны, они не затрачивают большого количества впускной смеси, но на малых оборотах уменьшают крутящий момент.
Для улучшения мощностных характеристик двигателей некоторых автомобилей, производители устанавливают несколько устройств. Последовательно установленные компрессоры обеспечивают бесперебойность в работе мотора, параллельно установленные компрессоры увеличивают характеристики автомобиля в пиковых режимах.
Система газораспределения
Газораспределительная система играет важную роль в работе автомобиля. Она напрямую влияет на работоспособность вашего железного «друга». Ее неисправность может повлечь за собой серьезные поломки, вот почему иногда важно знать ее составляющие. К ним относятся механизм распределения, распредвалы и привод.
Газораспределительная система может быть простой и динамической. Вторая разновидность системы обеспечивает свободное переключение режимов двигателя, выступает как стабилизатор процесса его работы. В динамической системе регулируются фазы и высота подъема клапана.
Современные автомобили могут иметь различное количество распредвалов, однако оптимальный вариант – это установка одного устройства на 8 клапанов мотора.
Ремень или цепь могут выступать приводом в устройстве системы газораспределения. Прежде чем выбирать наиболее удобный вариант, ознакомьтесь с их достоинствами и недостатками. Ремень системы может изнашиваться через равный промежуток времени, поэтому требует вложений в его замену. К основному достоинству можно отнести практически бесшумную работу устройства. В отличие от ремня, цепь вызывает неприятный металлический лязг. Однако цепь является наиболее прочным и надежным приводом, который хоть и имеет большую стоимость, но не изнашивается в течении длительного срока эксплуатации.
Силовые агрегаты автомобилей имеют еще ряд особенностей устройства двигателя, однако для водителя-непрофессионала они не имеют значения.
Компоненты двигателей внутреннего сгорания
Двигатели внутреннего сгорания бывают самых разных типов, но имеют определенные семейные сходства и, таким образом, имеют много общих типов компонентов.
камеры сгорания [править]
Двигатели внутреннего сгорания могут содержать любое количество камер сгорания (цилиндров), причем обычно используются числа от одного до двенадцати, хотя использовалось до 36 (Lycoming R-7755). Наличие большего количества цилиндров в двигателе дает два потенциальных преимущества: во-первых, двигатель может иметь большее смещение с меньшими индивидуальными поршневыми массами, то есть масса каждого поршня может быть меньше, что делает двигатель более плавным, поскольку двигатель имеет тенденцию вибрировать в результате движения поршней вверх и вниз.Удвоение количества цилиндров одинакового размера удвоит крутящий момент и мощность. Недостатком наличия большего количества поршней является то, что двигатель будет иметь тенденцию весить больше и создавать большее внутреннее трение, поскольку большее количество поршней трутся о внутреннюю часть их цилиндров. Это приводит к снижению эффективности использования топлива и лишает двигатель некоторой его мощности. Для высокоэффективных бензиновых двигателей, в которых используются современные материалы и технологии, такие как двигатели, применяемые в современных автомобилях, кажется, что существует примерно 10 или 12 цилиндров, после которых добавление цилиндров становится общим ущербом для производительности и эффективности.Хотя исключения, такие как двигатель W16 от Volkswagen, существуют.
- Большинство автомобильных двигателей имеют от четырех до восьми цилиндров, у некоторых высокопроизводительных автомобилей - десять, 12 или даже 16, а у некоторых очень маленьких легковых и грузовых автомобилей - два или три. В предыдущие годы некоторые довольно большие автомобили, такие как DKW и Saab 92, имели двухцилиндровые или двухтактные двигатели.
- Радиальные авиадвигатели имели от трех до 28 цилиндров; примеры включают маленький Kinner B-5 и большой Pratt & Whitney R-4360.Большие примеры были построены в несколько рядов. Поскольку в каждом ряду содержится нечетное число цилиндров, чтобы обеспечить четную последовательность запуска четырехтактного двигателя, четное число обозначает двух- или четырехрядный двигатель. Самым крупным из них был Lycoming R-7755 с 36 цилиндрами (четыре ряда по девять цилиндров), но он не поступил в производство.
- Мотоциклы обычно имеют от одного до четырех цилиндров, с несколькими высокопроизводительными моделями, имеющими шесть; хотя некоторые «новинки» существуют с 8, 10 или 12.
- Снегоходы Обычно имеют от одного до четырех цилиндров и могут быть как двухтактными, так и четырехтактными, обычно в линейной конфигурации; Тем не менее, снова есть некоторые новинки, которые существуют с двигателями V-4
- Небольшие портативные приборы, такие как бензопилы, генераторы и бытовые газонокосилки, обычно имеют один цилиндр, но существуют двухцилиндровые бензопилы.
- Большие реверсивные двухтактные судовые дизели имеют минимум три-десять цилиндров. Грузовые дизельные локомотивы обычно имеют от 12 до 20 цилиндров из-за нехватки места, поскольку более крупные цилиндры занимают больше места (объема) на киловатт-час, из-за ограничения средней скорости поршня менее 30 футов / с на двигателях, работающих в течение более 40 000 часов в полная мощность.
Система зажигания [править]
Система зажигания двигателей внутреннего сгорания зависит от типа двигателя и используемого топлива.Бензиновые двигатели обычно воспламеняются с помощью точно рассчитанной свечи зажигания, а дизельные двигатели - от компрессионного нагрева. Исторически использовалось внешнее пламя и системы с горячими трубами, см. Двигатель с горячими лампами.
Spark [редактировать]
В двигателе с искровым зажиганием смесь воспламеняется электрической искрой от свечи зажигания, время которой очень точно контролируется. Почти все бензиновые двигатели относятся к этому типу. Время дизельных двигателей точно контролируется насосом давления и инжектором. Нормальное расстояние между свечой зажигания составляет 1 мм, а напряжение составляет 3000 В при нормальных атмосферных условиях.
Сжатие[править]
Зажигание происходит, когда температура топливовоздушной смеси превышает ее температуру самовоспламенения из-за тепла, выделяемого при сжатии воздуха во время такта сжатия. Подавляющее большинство двигателей с воспламенением от сжатия представляют собой дизели, в которых топливо смешивается с воздухом после того, как воздух достигнет температуры воспламенения. В этом случае выбор времени происходит от системы впрыска топлива. В очень маленьких модельных двигателях, для которых простота и легкий вес важнее, чем затраты на топливо, используются легко воспламеняемые виды топлива (смесь керосина, эфира и смазки) и регулируемая компрессия для контроля момента зажигания при запуске и работе.
Время зажигания [править]
Для поршневых двигателей точка цикла, в которой воспламеняется смесь топлива и окислителя, оказывает непосредственное влияние на эффективность и производительность ДВС. Термодинамика идеализированного теплового двигателя Карно говорит нам, что ДВС наиболее эффективен, если большая часть горения происходит при высокой температуре, возникающей в результате сжатия - вблизи верхней мертвой точки. Скорость фронта пламени напрямую зависит от степени сжатия, температуры топливной смеси и октанового числа или цетанового числа топлива.Смеси Leaner и более низкие давления смеси сгорают медленнее, что требует более точного выбора времени зажигания. Важно, чтобы сгорание распространялось тепловым фронтом пламени (дефлаграция), а не ударной волной. Распространение горения ударной волной называется детонацией, а в двигателях также известно как пинг или детонация двигателя.
Таким образом, по крайней мере, в бензиновых двигателях выбор времени зажигания в значительной степени является компромиссом между более поздней «запаздывающей» искрой - которая дает большую эффективность с высокооктановым топливом - и более ранней «продвинутой» искрой, которая предотвращает детонацию с использованным топливом.По этой причине высокоэффективные сторонники дизельных автомобилей, такие как Gale Banks, считают, что
Только пока вы можете ездить с воздушным двигателем на бензине с октановым числом 91. Другими словами, это топливо, бензин, который стал ограничивающим фактором. ... Несмотря на то, что турбонаддув применяется как к бензиновым, так и к дизельным двигателям, только бензиновый двигатель может добавить только ограниченный наддув, прежде чем уровень октанового числа топлива снова станет проблемой. Для дизеля давление наддува практически не ограничено.В буквальном смысле можно запустить столько же наддува, сколько будет физически стоять двигатель, прежде чем развалиться. Следовательно, разработчики двигателей пришли к выводу, что дизели способны значительно больше мощности и крутящего момента, чем любой бензиновый двигатель сопоставимого размера. [1]
Топливные системы [править]
Анимированная разрезанная схема типичной топливной форсунки, устройства, используемого для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.Топливо сгорает быстрее и эффективнее, когда оно представляет большую площадь поверхности для кислорода в воздухе.Жидкое топливо должно быть распылено, чтобы создать топливно-воздушную смесь, традиционно это было сделано с карбюратором в бензиновых двигателях и с впрыском топлива в дизельных двигателях. В большинстве современных бензиновых двигателей также используется впрыск топлива, хотя технология совершенно иная. Несмотря на то, что дизель должен впрыскиваться в точную точку в этом цикле двигателя, такая точность не требуется для бензинового двигателя. Однако отсутствие смазывающих свойств в бензине означает, что сами инжекторы должны быть более сложными.
Карбюратор [править]
Более простые поршневые двигатели продолжают использовать карбюратор для подачи топлива в цилиндр. Хотя технология карбюратора в автомобилях достигла очень высокой степени сложности и точности, с середины 1980-х годов она потеряла в стоимости и гибкости для впрыска топлива. Простые формы карбюратора по-прежнему широко используются в небольших двигателях, таких как газонокосилки, а более сложные формы по-прежнему используются в небольших мотоциклах.
Впрыск топлива [править]
Более крупные бензиновые двигатели, используемые в автомобилях, в основном перешли на системы впрыска топлива (см. Бензин с непосредственным впрыском).Дизельные двигатели всегда использовали систему впрыска топлива, потому что время впрыска инициирует и контролирует сгорание.
ДвигателиAutogas используют либо системы впрыска топлива, либо карбюраторы с открытым или закрытым контуром.
Топливный насос [править]
Большинству двигателей внутреннего сгорания сейчас требуется топливный насос. Дизельные двигатели используют полностью механическую прецизионную насосную систему, которая обеспечивает синхронизированный впрыск непосредственно в камеру сгорания, поэтому требуется высокое давление подачи для преодоления давления в камере сгорания.Впрыск бензинового топлива поступает во впускной тракт при атмосферном давлении (или ниже), и время не учитывается, эти насосы обычно приводятся в действие электрически. Газотурбинные и ракетные двигатели используют электрические системы.
Другое [править]
Другие двигатели внутреннего сгорания, такие как реактивные двигатели и ракетные двигатели, используют различные способы подачи топлива, включая удары струи, сдвиг газа / жидкости, предварительные дожигатели и другие.
Система впуска Oxidiser-Air [править]
Некоторые двигатели, такие как твердые ракеты, имеют окислители, уже находящиеся в камере сгорания, но в большинстве случаев, чтобы происходило сгорание, в камеру сгорания должна подаваться непрерывная подача окислителя.
атмосферный двигатель [править]
Когда воздух используется с поршневыми двигателями, он может просто всасывать его, так как поршень увеличивает объем камеры. Тем не менее, это дает максимум 1 атмосферу перепада давления на впускных клапанах, и при высоких оборотах двигателя результирующий поток воздуха может ограничивать потенциальную производительность.
Нагнетатели и турбокомпрессоры [править]
Нагнетатель представляет собой систему «принудительной индукции», в которой используется компрессор с приводом от вала двигателя, который нагнетает воздух через клапаны двигателя для достижения более высокого расхода.При использовании этих систем максимальное абсолютное давление на впускном клапане обычно примерно в 2 раза превышает атмосферное давление или более.
Визитка турбокомпрессора Турбокомпрессоры- это другой тип системы принудительной индукции, компрессор которой приводится в действие газовой турбиной, работающей на выхлопных газах двигателя.
Турбокомпрессоры и нагнетатели особенно полезны на больших высотах и часто используются в авиационных двигателях.
Канальные реактивные двигатели используют ту же базовую систему, но отказываются от поршневого двигателя и заменяют его горелкой.
Жидкости [править]
В жидкостных ракетных двигателях окислитель поставляется в виде жидкости и должен подаваться под высоким давлением (обычно 10-230 бар или 1–23 МПа) в камеру сгорания. Обычно это достигается за счет использования центробежного насоса, работающего от газовой турбины, - конфигурации, известной как турбонасос , но он также может питаться под давлением.
Иллюстрация нескольких ключевых компонентов в типичном четырехтактном двигателе.Для четырехтактного двигателя ключевые детали двигателя включают коленчатый вал (фиолетовый), шатун (оранжевый), один или несколько распределительных валов (красный и синий) и клапаны.Для двухтактного двигателя вместо клапанной системы может быть просто выпускное отверстие и впускное отверстие для топлива. В обоих типах двигателей имеется один или несколько цилиндров (серый и зеленый), а для каждого цилиндра есть свеча зажигания (только темно-серый, только для бензиновых двигателей), поршень (желтый) и кривошип (фиолетовый). Единственный ход цилиндра поршнем при движении вверх или вниз известен как ход. Ход вниз, который происходит непосредственно после того, как воздушно-топливная смесь проходит от карбюратора или топливной форсунки к цилиндру (где он зажигается), также известен как рабочий ход.
Двигатель Ванкеля имеет треугольный ротор, который вращается в эпитрохоидальной камере (фигура 8) вокруг эксцентрикового вала. Четыре фазы работы (впуск, сжатие, питание и вытяжка) осуществляются в движущейся камере с переменным объемом.
Клапаны [править]
Все четырехтактные двигатели внутреннего сгорания используют клапаны для контроля впуска топлива и воздуха в камеру сгорания. В двухтактных двигателях используются отверстия в отверстии цилиндра, закрытые и не закрытые поршнем, хотя были и такие варианты, как выпускные клапаны.
Клапаны поршневого двигателя [править]
В поршневых двигателях клапаны сгруппированы в «впускные клапаны», которые допускают вход топлива и воздуха, и «выпускные клапаны», которые позволяют выхлопным газам выходить. Каждый клапан открывается один раз за цикл, а те, которые подвергаются экстремальным ускорениям, удерживаются закрытыми пружинами, которые обычно открываются шатунами, вращающимися на распределительном валу, вращающемся с коленчатым валом двигателя.
Регулирующие клапаны [править]
Двигатели непрерывного сгорания, а также поршневые двигатели обычно имеют клапаны, которые открываются и закрываются для впуска топлива и / или воздуха при запуске и останове.Некоторые клапаны позволяют регулировать поток и регулировать мощность или частоту вращения двигателя.
Выхлопные системы [править]
Выпускной коллектор с керамической системой плазменного напыленияДвигатели внутреннего сгорания должны эффективно управлять выхлопом охлажденного газа сгорания из двигателя. Система выпуска часто содержит устройства для контроля как химического, так и шумового загрязнения. Кроме того, для циклических двигателей внутреннего сгорания выхлопная система часто настраивается для улучшения опорожнения камеры сгорания.Большинство выхлопных газов также имеют системы для предотвращения попадания тепла в места, которые могут повредить его, такие как чувствительные к нагреванию компоненты, часто называемые управлением отводом тепла.
Для двигателей внутреннего сгорания с реактивным двигателем «выхлопная система» имеет форму высокоскоростного сопла, которое создает тягу двигателя и образует коллимированную струю газа, которая дает двигателю его имя.
Системы охлаждения [править]
Сжигание вырабатывает большое количество тепла, и часть этого передается на стенки двигателя.Отказ произойдет, если корпусу двигателя позволят достичь слишком высокой температуры; либо двигатель выйдет из строя физически, либо любые используемые смазочные материалы будут ухудшаться до такой степени, что они больше не будут защищать двигатель. Смазочные материалы должны быть чистыми, так как грязные смазочные материалы могут привести к чрезмерному образованию осадка в двигателях.
Системы охлаждения обычно используют воздушное (с воздушным охлаждением) или жидкостное (обычно водяное) охлаждение, в то время как некоторые очень горячие двигатели используют радиационное охлаждение (особенно некоторые ракетные двигатели).Некоторые высотные ракетные двигатели используют абляционное охлаждение, когда стены постепенно разрушаются контролируемым образом. В частности, ракеты могут использовать регенеративное охлаждение, в котором используется топливо для охлаждения твердых частей двигателя.
Поршень [править]
Поршень является компонентом поршневых двигателей. Он расположен в цилиндре и сделан газонепроницаемым с помощью поршневых колец. Его целью является передача силы от расширяющегося газа в цилиндре на коленчатый вал через шток поршня и / или шатун.В двухтактных двигателях поршень также действует как клапан, закрывая и открывая отверстия в стенке цилиндра. Поршень совершает возвратно-поступательные движения внутри двигателя благодаря силам, возникающим внутри камеры сгорания. Это возвратно-поступательное движение отвечает за впуск и выпуск газов из цилиндра двигателя. Поршень получает взрывные силы, возникающие при сгорании топлива, и преобразует его в механическую энергию, вращая коленчатый вал. Поршень соединен с коленчатым валом посредством шатуна.Обычно изготавливается из алюминиевых сплавов. Алюминиевые поршни имеют малый вес и хорошую теплопроводность. Легкий поршень может совершать возвратно-поступательные движения легко и с большей скоростью. Более высокая теплопроводность помогает им отводить тепло к стенкам цилиндра, сохраняя их холодными. Одна проблема с алюминием состоит в том, что он имеет очень высокий коэффициент теплового расширения. Следовательно, между поршнем и стенками цилиндра должен быть достаточный зазор. В случае меньшего зазора тепловое расширение поршня также может вызвать остановку двигателя.
Подвижное сопло [править]
Для реактивных двигателей внутреннего сгорания имеется выталкивающее сопло. Это берет высокую температуру, выхлоп высокого давления и расширяет и охлаждает это. Выхлоп оставляет форсунку, движущуюся на гораздо более высокой скорости, и обеспечивает тягу, а также сужает поток от двигателя и повышает давление в остальной части двигателя, придавая большую тягу выходной массе выхлопных газов.
Коленчатый вал [править]
Коленчатый вал для 4-цилиндрового двигателяБольшинство поршневых двигателей внутреннего сгорания заканчивают вращением вала.Это означает, что линейное движение поршня должно быть преобразовано во вращение. Обычно это достигается с помощью коленчатого вала.
Маховики [править]
Маховик - это диск или колесо, прикрепленное к кривошипу, образующее инерционную массу, которая накапливает энергию вращения. В двигателях с одним цилиндром маховик необходим для передачи энергии от рабочего такта в последующий такт сжатия. Маховики присутствуют в большинстве поршневых двигателей, чтобы сгладить подачу мощности при каждом обороте кривошипа, а в большинстве автомобильных двигателей также устанавливают зубчатое кольцо для стартера.Инерция вращения маховика также позволяет значительно снизить минимальную скорость без нагрузки, а также улучшает плавность хода на холостом ходу. Маховик также может выполнять часть балансировки системы и, таким образом, сам по себе нарушать баланс, хотя большинство двигателей будет использовать нейтральный баланс для маховика, что позволяет его балансировать в отдельной операции. Маховик также используется в качестве крепления для сцепления или гидротрансформатора в большинстве автомобильных применений.
Стартовые системы [править]
Все двигатели внутреннего сгорания требуют какой-либо системы для запуска их в эксплуатацию.В большинстве поршневых двигателей используется стартер, работающий от той же батареи, что и остальные электрические системы. Большие реактивные двигатели и газовые турбины запускаются с помощью двигателя со сжатым воздухом, который связан с одним из карданных валов двигателя. Сжатый воздух может подаваться от другого двигателя, агрегата на земле или ВСУ самолета. Небольшие двигатели внутреннего сгорания часто запускаются с помощью тросов. Мотоциклы всех размеров традиционно заводились, хотя все, кроме самых маленьких, теперь имеют электрический старт.Крупные стационарные и судовые двигатели могут быть запущены путем своевременной подачи сжатого воздуха в цилиндры или иногда с помощью картриджей. Пусковой запуск относится к помощи от другой батареи (как правило, когда установленная батарея разряжена), в то время как ударный запуск относится к альтернативному методу запуска с применением некоторого внешнего усилия, например, катится с холма
Теплозащитные системы [править]
Эти системы часто работают в сочетании с системами охлаждения двигателя и выхлопной системы.Тепловая защита необходима для предотвращения повреждения двигателя чувствительными к нагреву компонентами. Большинство старых автомобилей используют простой стальной теплозащитный экран для уменьшения теплового излучения и конвекции. В настоящее время наиболее распространенным для современных автомобилей является использование алюминиевого теплозащитного экрана, который имеет меньшую плотность, легко формуется и не подвержен коррозии так же, как сталь. Автомобили с более высокими характеристиками начинают использовать керамический теплозащитный экран, поскольку он может выдерживать гораздо более высокие температуры, а также дальнейшее снижение теплопередачи.
Смазочные системы [править]
Двигатели внутреннего сгорания требуют смазки во время работы, чтобы движущиеся части плавно скользили друг над другом. Недостаточная смазка подвергает детали двигателя контакту металла с металлом, трению, накоплению тепла, быстрому износу, который часто приводит к сварке деталей трением, например. поршни в их цилиндрах. Заклинивание подшипников большого конца иногда приводит к поломке и высовыванию шатуна через картер двигателя.
Используются несколько различных типов систем смазки.Простые двухтактные двигатели смазываются маслом, смешанным с топливом или впрыскиваемым в поток впрыска в виде спрея. Ранние тихоходные стационарные и морские двигатели смазывались самотеком из небольших камер, похожих на те, которые использовались на паровых двигателях в то время - с тендером для двигателей, заполняющим их по мере необходимости. Поскольку двигатели были адаптированы для использования в автомобильной и авиационной промышленности, необходимость в высоком соотношении мощности к весу привела к увеличению скорости, более высокой температуре и большему давлению на подшипники, что, в свою очередь, требовало смазки под давлением для коленчатых подшипников и шатунных шеек.Это было обеспечено либо прямой смазкой от насоса, либо косвенно струей масла, направленной на приемные колпачки на концах шатуна, что имело преимущество, заключающееся в обеспечении более высокого давления при увеличении частоты вращения двигателя.
Системы управления [править]
Большинству двигателей требуется одна или несколько систем для запуска и выключения двигателя, а также для управления такими параметрами, как мощность, скорость, крутящий момент, загрязнение, температура сгорания и эффективность, а также для стабилизации двигателя в режимах работы, которые могут вызвать самоповреждение. такие как предварительное зажигание.Такие системы могут упоминаться как блоки управления двигателем.
Сегодня многие системы управления являются цифровыми и часто называются системами FADEC (полное электронное электронное управление).
Диагностические системы [править]
Engine On Board Diagnostics (также известная как OBD) - это компьютеризированная система, которая позволяет проводить электронную диагностику силовой установки транспортного средства. Первое поколение, известное как OBD1 , было введено через 10 лет после того, как Конгресс США принял Закон о чистом воздухе в 1970 году как способ контроля за системой впрыска топлива транспортных средств. OBD2 , второе поколение компьютеризированной бортовой диагностики, было кодифицировано и рекомендовано Калифорнийским советом по воздушным ресурсам в 1994 году и стало обязательным оборудованием на всех транспортных средствах, продаваемых в Соединенных Штатах с 1996 года. Также сделано на всех автомобилях.
См. Также [править]
Список литературы [править]
Внешние ссылки [править]
,Все, что вам нужно знать о цилиндрах двигателя
Что такое цилиндр двигателя и почему они отличаются от двигателя к двигателю?
Цилиндры двигателя высокопроизводительного автомобиля
Цилиндр является силовым агрегатом двигателя. Именно здесь топливо сжигается и превращается в механическую энергию, которая приводит в движение автомобиль. Количество цилиндров в типичной машине может быть четыре, шесть или восемь.
Цилиндр изготовлен из металла и герметично закрыт.Он содержит поршень, который движется вверх и вниз, сжимая топливо, которое воспламеняется и вызывает сгорание. Есть два клапана в верхней части цилиндра; впускной клапан и выпускной клапан. Впускной клапан - это место, где топливо и воздух поступают в цилиндр от карбюратора или инжектора электрического топлива, а выпускной клапан - там, где выходят выхлопные газы.
Отработавшие газы, образующиеся при сгорании в цилиндре, вращают ось, известную как коленчатый вал. Они связаны с нижней частью цилиндра, который в свою очередь приводит в действие коробку передач, которая приводит в движение колеса.
Чем больше цилиндров, тем больше поршней сжигает топливо, и, следовательно, вырабатывается больше энергии.
Цилиндры могут быть расположены под капотом по прямой линии, в два ряда или в плоском расположении. Двигатели с цилиндрами по прямой линии известны как встроенные двигатели (т.е. I4 или L4). Они обычно имеют менее шести цилиндров. Те в двух рядах упоминаются как двигатель V, поскольку они обычно находятся в V-образной формации и имеют более шести цилиндров. Двигатели Великобритании с плоским расположением обычно имеют от четырех до шести цилиндров.
Как узнать, не работает ли цилиндр двигателя?
Если цилиндр двигателя не работает эффективно, это может привести к перегреву, протечке или перебою зажигания. Это могут быть очевидные проблемы, которые могут быть обнаружены по запаху, дыму или видимым утечкам.
Если у вас есть проблема с цилиндрами, вы сможете обнаружить сладкий и резиновый запах, находясь внутри автомобиля. Этот запах может быть вызван утечкой охлаждающей жидкости в цилиндры.
Серый дым - хороший показатель того, что ваши цилиндры не работают эффективно и двигатель перегревается.
Утечки могут быть очевидны, особенно в сухие дни. Если под вашим автомобилем есть лужа жидкости, вы можете проверить уровень охлаждающей жидкости.
Давление в цилиндре должно быть сбалансировано для поддержания эффективного сгорания и хорошего состояния двигателя. Низкое давление будет легко определить, так как основным показателем является пропуски зажигания в двигателе при его запуске или плохие характеристики при движении.
Давление можно измерить с помощью датчика давления. Вы можете сделать это самостоятельно, если у вас есть, или вы можете попросить механика сделать это за вас.
Если в вашем автомобиле обнаружены какие-либо из этих проблем, вам следует попросить кого-нибудь проверить их. Цилиндры и прокладки двигателя являются важными рабочими частями двигателя.
Об авторе
Николь Фергюсон
штатный писатель в Арнольд Кларк
,Порядок стрельбы - Википедия
Для этого встроенного двигателя 4, 1-3-4-2 может быть действительным приказом на стрельбу.порядок запуска двигателя внутреннего сгорания - это последовательность зажигания для цилиндров.
В двигателе с искровым зажиганием (например, бензин / бензин) порядок запуска соответствует порядку, в котором работают свечи зажигания. В дизельном двигателе порядок запуска соответствует порядку, в котором топливо впрыскивается в каждый цилиндр. Четырехтактные двигатели также должны рассчитывать время открытия клапанов относительно порядка запуска, так как клапаны не открываются и не закрываются при каждом ходе.
Порядок зажигания влияет на вибрации, звук и равномерность выходной мощности двигателя. Порядок запуска сильно влияет на конструкцию коленчатого вала.
Нумерация цилиндров [править]
Системы нумерации автомобильных двигателей [править]
Система нумерации цилиндров, как правило, основана на увеличении числа цилиндров от передней части к задней части двигателя. [1] Однако существуют различия между производителями в том, как это применяется; некоторые часто используемые системы перечислены ниже.
- Прямой двигатель
Цилиндры пронумерованы спереди (цилиндр № 1) сзади.
Двигатель- В Двигатель
Передний цилиндр обычно № 1, однако существует два общих подхода к двум рядам цилиндров:
- Последовательная нумерация цилиндров в каждом ряду (например, 1-2-3-4 вдоль берега правой стороны и 5-6-7-8 вдоль берега левой стороны).Этот подход обычно используется двигателями V8 от Audi, Ford и Porsche. [2]
- Нумерация цилиндров в зависимости от их положения вдоль коленчатого вала (например, 1-3-5-7 вдоль правой стороны и 2-4-6-8 вдоль левой стороны). Этот подход обычно используется двигателями V8 от General Motors, [3] и Chrysler.
Выбор того, находится ли цилиндр № 1 на левом или правом берегу, обычно зависит от того, какой из них находится ближе к передней части коленчатого вала.Тем не менее, двигатели Ford Flathead V8 и Pontiac V8 на самом деле имеют цилиндр № 1 позади цилиндра с противоположной стороны. Это было сделано для того, чтобы все двигатели Ford имели цилиндр № 1 на правом берегу, а все двигатели Pontiac имели цилиндр № 1 на левом берегу, чтобы упростить процесс идентификации цилиндров.
- Радиальный двигатель
Цилиндры пронумерованы по кругу, [требуется уточнение ] с цилиндром № 1 вверху.
Ориентация двигателя в автомобилях [править]
Простейшая ситуация - продольный двигатель, расположенный в передней части автомобиля, что означает, что ориентация двигателя такая же, как у автомобиля. Это показывает, что задняя часть двигателя является концом, который соединяется с трансмиссией, в то время как передний конец часто имеет приводной ремень для аксессуаров (таких как генератор переменного тока и водяной насос). Левый берег двигателя находится на левой стороне автомобиля (если смотреть сзади автомобиля), и наоборот для правого берега двигателя.
Для поперечного двигателя, расположенного в передней части автомобиля, наилучшим образом определяется, находится ли передняя часть двигателя с левой или правой стороны автомобиля на основе стороны автомобиля, на которой расположена коробка передач ( что соответствует задней части двигателя). У большинства моделей переднеприводных двигателей с поперечным расположением двигателя передняя часть двигателя расположена справа (за исключением многих автомобилей Honda). Как следствие, левый берег поперечно V двигателя обычно находится ближе всего к передней части автомобиля.
Для автомобилей, в которых двигатель установлен «задом наперед» (т.е. трансмиссия ближе к передней части автомобиля, чем к двигателю), цилиндр № 1 расположен в направлении задней части автомобиля. Это касается Citroën Traction Avant и многих автомобилей с задним расположением двигателя.
Системы нумерации судовых двигателей [править]
В отличие от большинства автомобильных двигателей, судовые двигатели часто нумеруются, начиная с конца двигателя с выходной мощностью. Таким же образом могут быть пронумерованы крупные дизельные грузовые и локомотивные двигатели, особенно европейского производства.
Цилиндры на V двигателях часто содержат букву, обозначающую ряд цилиндров. Например, двигатель V6 может иметь цилиндры A1-A2-A3-B1-B2-B3, причем цилиндры A1 и B1 расположены на выходной стороне двигателя.
Распространенные приказы об увольнении
Общие приказы об увольнении перечислены ниже. Для двигателей V и плоских двигателей система нумерации L1 для переднего цилиндра левого берега, R1 для переднего цилиндра правого берега и т. Д.
- В двухцилиндровых двигателях цилиндры могут срабатывать одновременно (например, в плоском сдвоенном двигателе) или один за другим (например, в прямом сдвоенном двигателе).
- В двигателях с тремя прямыми нет эффективной разницы между возможными порядками запуска 1-2-3 и 1-3-2. На
- прямолинейных двигателях обычно используется порядок запуска 1-3-4-2, однако в некоторых британских двигателях используется порядок запуска 1-2-4-3.
- Двигатели Flat-Four обычно используют порядок запуска R1-R2-L1-L2. Двигатели
- с прямым приводом обычно используют порядок запуска 1-2-4-5-3, чтобы минимизировать первичную вибрацию от качающейся пары. Двигатели
- Straight-Six обычно используют порядок запуска 1-5-3-6-2-4, что приводит к идеальному первичному и вторичному балансу. В двигателях
- V6 с углом 90 градусов между рядами цилиндров использовались порядки запуска R1-L2-R2-L3-L1-R3 или R1-L3-R3-L2-R2-L1. Несколько двигателей V6 с углом 60 градусов использовали порядок зажигания R1-L1-R2-L2-R3-L3.
- Двигатели Flat-Six использовали порядки запуска R1-L2-R3-L1-R2-L3 или R1-L3-R2-L1-R3-L2. Двигатели
- V8 используют разные порядки запуска, даже используя разные порядки запуска двигателей одного и того же производителя. В двигателях
- V10 использовались порядки запуска R1-L5-R5-L2-R2-L3-R3-L4-R4-L1 или R1-L1-R5-L5-R2-L2-R3-L3-R4-L4. Двигатели
- V12 используют различные порядки запуска.
В радиальном двигателе всегда имеется нечетное количество цилиндров в каждом банке, так как это допускает постоянный чередующийся порядок запуска цилиндров: например, с одним блоком из 7 цилиндров, порядок будет 1-3- 5-7-2-4-6. Кроме того, если нечетное количество цилиндров, кольцевой кулачок вокруг носика двигателя не сможет обеспечить последовательность открытия впускного клапана - последовательность открытия выпускного клапана, необходимую для четырехтактного цикла.
Интервал стрельбы [править]
Чтобы свести к минимуму вибрации, большинство двигателей используют равномерно распределенный интервал зажигания. Это означает, что синхронизация рабочего хода равномерно распределена между цилиндрами. Для четырехтактного двигателя это требует интервала обжига 720 °, деленного на количество цилиндров, например, у шестицилиндрового двигателя интервал обжига составляет 120 °. [4] С другой стороны, шестицилиндровый двигатель с неравномерным интервалом зажигания может иметь интервалы 90 ° и 150 °.
Двигатели с равномерным интервалом запуска будут звучать более плавно, иметь меньшую вибрацию и обеспечивать более равномерные импульсы давления в выхлопных газах турбокомпрессора. [5] Двигатели с неравномерным интервалом зажигания обычно имеют барбусов или горловых , грохочущих звуков двигателя и больше вибраций.
Основное применение неравномерных интервалов стрельбы - это мотоциклетные двигатели, такие как двигатели большого порядка. Примерами нечетных двигателей являются большинство четырехтактных V-образных двигателей, двигатель Buick V6 1961-1977 годов, Yamaha VMAX 1985 года, Honda VFR 750/800 1986 года выпуска, Dodge Viper V10 1992-2017 годов, Audi 2008 года выпуска / Ламборджини 5.2 V10 40v FSI [6] и Yamaha R1 2009–2020 годов (рядный четырехтактный двигатель с поперечным коленчатым валом). [7]
