Меню Закрыть

Классификация автомобильных двигателей – Классификация двигателей.

Классификация двигателей | Двигатель автомобиля

В зависимости от способа приготовления топливовоздушной (горючей) смеси различают двигатели:

  • с внешним смесеобразованием
  • с внутренним смесеобразованием

Горючей смесью называют смесь паров топлива или горючего газа с воздухом в отношении, обеспечивающем сгорание ее в рабочем цилиндре двигателя. Образуется горючая смесь в двигателях в процессе смесеобразования. Она перемешивается в камере сгорания с остаточными продуктами сгорания и образует рабочую смесь.

Смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси. В двигателях внутреннего сгорания различают смесеобразование внешнее и внутреннее.

Классификация двигателей

Внешнее смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси вне цилиндра двигателя — в карбюраторе (у двигателей, работающих на жидком легкоиепаряющемся топливе) или в смесителе — у двигателей, работающих на газе.

Внутреннее смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси внутри цилиндра. Топливо подается в камеру сгорания форсункой при помощи насоса высокого давления.

В быстроходных дизелях применяют два способа образования смеси: объемное и пленочное.

Объемным смесеобразованием называется такой способ образования горючей смеси, при котором топливо из жидкого состояния превращается в парообразное под действием вихревых потоков воздуха в камере сгорания.

Пленочный способ смесеобразования заключается в превращении топлива из жидкого состояния в парообразное в процессе перемещения тонкого слоя (пленки) топлива по поверхности камеры сгорания под действием потока воздуха. Для полного сгорания топлива при объемном смесеобразовании требуется, чтобы форсунки хорошо распыливали и равномерно распределяли топливо по объему камеры сгорания. В дизелях, работающих с пленочным смесеобразованием, топливо впрыскивается форсункой на поверхность камеры сгорания под малым углом к поверхности. Затем оно вихревыми потоками воздуха перемещается по нагретой поверхности камеры и испаряется. При таком способе смесеобразования к форсунке предъявляются менее высокие требования, чем при объемном.

Для полного сгорания топлива в двигателе требуется минимальное, так называемое теоретически необходимое, количество воздуха. Так, для сгорания 1 кг дизельного топлива требуется 0,496 кмоль воздуха, а для сгорания 1 кг бензина 0,516 кмоль воздуха. Однако вследствие несовершенства процесса смесеобразования количество воздуха, содержащегося в горючей смеси работающего двигателя, может быть больше или меньше, чем указано.

Отношение действительного количества воздуха, поступившего в цилиндр двигателя, к количеству воздуха, теоретически необходимому для полного сгорания топлива, называется коэффициентом избытка воздуха а. Он зависит от типа двигателя, конструкции, вида и качества топлива, режима и условий работы двигателя. У автомобильных двигателей, работающих на бензине, а = 0,85… 1,3. Наиболее благоприятные условия для сгорания топлива создаются при а = 0,85…0,9. Двигатель при этом развивает максимальную мощность. Наиболее экономичный режим работы — при а = 1,1…1,3. Это режим нагрузок, близких к полной.

Образование рабочей смеси в карбюраторных двигателях начинается в карбюраторе, продолжается во впускных трубопроводах и заканчивается в камере сжатия. В дизелях рабочая смесь образуется в камере сжатия при впрыске топлива в нее форсункой. Поэтому времени на приготовление рабочей смеси в дизелях будет меньше, чем в карбюраторных двигателях, и качество приготовления рабочей смеси хуже.

Для обеспечения полного сгорания единицы поступившего в цилиндр топлива дизелям нужно больше воздуха, чем карбюраторным двигателям. В связи с этим коэффициент избытка воздуха у дизелей колеблется на режимах полной и близкой к полной нагрузке в пределах 1,4…1,25, а на холостом ходу равен 5 и более единицам.

Если в составе рабочей смеси воздуха меньше, чем теоретически необходимо для полного сгорания содержащегося в смеси топлива, то такая смесь называется «богатой». Если а>1, т. е. в смеси воздуха больше, чем теоретически необходимо для сгорания топлива, то такая смесь называется «бедной».

Чем выше качество смесеобразования, тем ближе величина а к единице. Для каждого типа двигателя коэффициент а имеет свои значения. В процессе эксплуатации нарушается регулировка топливоподающей аппаратуры, загрязняются воздушные фильтры, а это приводит к повышению гидравлического сопротивления и снижению количества воздуха, поступающего в цилиндры. При этом рабочая смесь часто переобогащается. В результате топливо сгорает не полностью. Вместе с отработавшими газами в атмосферу выбрасываются токсичные их составляющие, такие, как окись углерода (СО), окись и двуокись азота (NO, N02). Они загрязняют окружающую среду. Наряду с этим ухудшается экономичность работы двигателя. Особенно много выделяется окиси углерода при работе бензиновых двигателей на обогащенной смеси. В небольших количествах СО выделяется при работе дизелей на холостом ходу. Это вызывается местными переобогащениями смеси вследствие неудовлетворительной работы топливной аппаратуры.

Для уменьшения загрязнения окружающей среды необходимо своевременно и высококачественно регулировать топливоподающую аппаратуру и обслуживать систему фильтрации воздуха и механизм газораспределения.

По способу воспламенения рабочей смеси различают двигатели с принудительным воспламенением и с воспламенением от сжатия.

В двигателях с принудительным воспламенением рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, которая образуется тогда, когда поршень приближается к верхней мертвой точке (в.м.т.) в такте сжатия. К этому моменту в камере сжатия находится топливовоздушная смесь, сжатая до 0,9… 1,5 МПа и нагретая до 280…480°С.

Жидкое топливо может сгорать только в газообразном состоянии. Поэтому необходимо, чтобы карбюратор обеспечивал возможно более тонкое распыливание топлива. Чем тоньше распыливание, тем больше общая поверхность частичек топлива, тем за более короткий промежуток времени оно испаряется. При возникновении искры воспламеняется только та часть смеси, которая находится у электродов искровой свечи зажигания. В этой зоне температура достигает 10 000° С, и образовавшееся пламя распространяется со скоростью 30…50 м/с по всему объему камеры сгорания. Продолжительность процесса сгорания составляет 30…40° угла поворота коленчатого вала. Угол в градусах поворота коленчатого вала от момента образования искры в свече до в.м.т. называется углом опережения зажигания ф3. Оптимальное значение величины угла ф3 зависит от конструкции двигателя, режима работы, условий эксплуатации двигателя и качества топлива.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Классификация двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Двигатели внутреннего сгорания классифицируют по ряду признаков:

  • по способу осуществления рабочего цикла: двух- и четырехтактные, с наддувом и без него
  • по способу воспламенения топлива: с принудительным зажиганием (искровым или факельным) топливовоздушной смеси, образованной в карбюраторе (карбюраторные двигатели), с воспламенением от сжатия (дизели)
  • по способу смесеобразования: внешним и внутренним смесеобразованием
  • по способу охлаждения: с жидкостным и воздушным охлаждением
  • по расположению цилиндров: однорядные с вертикальным, горизонтальным и наклонным расположением цилиндров, двухрядные (V-образные с различным углом развала цилиндровых блоков), многорядные (с числом цилиндровых блоков три и более)
  • по назначению: стационарные, транспортные (судовые тепловозные, тракторные, автомобильные, авиационные)

Двигатель WV

На автомобильном транспорте широко применяются карбюраторные двигатели и дизели, работающие по четырехтактному циклу. Реже используются двухтактные двигатели. Наибольшее число моделей имеют однорядное расположение цилиндров с числом цилиндров два — шесть. На большинстве грузовых автомобилей и автобусов установлены V-образные двигатели.

Условия эксплуатации транспортных двигателей характеризуются частой сменой нагрузочных и скоростных режимов работы, значительным диапазоном изменения температуры и давления атмосферного воздуха, его загрязнением.

Технико-экономическими требованиями предусматривается значительное повышение эффективности ДВС с одновременным снижением их металлоемкости и улучшением технологичности конструкции.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Классификация двигателей автомобиля и их маркировка

Двигатели классифицируется по ряду характеристик:

  • Число тактов. Большинство автомобильных двигателей работает и четырехтактном цикле.
  • Расположение цилиндров. Чем больше цилиндров,тем ровнее ход двигателя, поскольку тем меньше интервал времени между механическими импульсами, создаваемыми во время рабочих тактов. В рядном двигателе все цилиндры расположены в один ряд.

Четырех-, пяти- и шестицилиндровые двигатели, как правило, по конструкции — рядные двигатели.

У V образных двигателей, например V-6 или V-8, цилиндры попарно установлены под углом друг к другу в два ряда, напоминая букву V.

Варианты расположения цилиндров в автомобильном двигателе

Рис. Варианты расположения цилиндров в автомобильном двигателе

  • Продольное или поперечное расположение двигателя. Двигатели устанавливаются вдоль продольной оси автомобиля (продольное расположение) или поперек нее (поперечное расположение). Один и тот же двигатель в разных моделях автомобилей может быть установлен по-разному.

Типичная схема компоновки ходовой части заднеприводного автомобиля с передним расположением двигателя

Рис. Типичная схема компоновки ходовой части заднеприводного автомобиля с передним расположением двигателя

Два варианта расположения двигателя в переднеприводном автомобиле

Рис. Два варианта расположения двигателя в переднеприводном автомобиле

V-образный шестицилиндровый двигатель, установленный в моторном отсеке переднеприводного автомобиля с продольным расположением двигателя

Рис. V-образный шестицилиндровый двигатель, установленный в моторном отсеке переднеприводного автомобиля с продольным расположением двигателя

ПРИМЕЧАНИЕ

Хотя, может быть, и можно смонтировать один и тот же двигатель в разных моделях автомобилей, как с продольным, так и с поперечным расположением, однако комплектующие в обоих случаях могут оказаться не взаимозаменяемыми. Разными могут быть не только блоки цилиндров и коленчатые валы, но и водяные насосы.

  • Количество и размещение клапанов и распределительных валов. Количество и размещение клапанов и распределительных валов является определяющим фактором в работе двигателя. В ранее выпускавшихся двигателях каждый цилиндр обычно оснащался одним впускным и одним выпускным клапаном. Во многих новых моделях двигателей каждый цилиндр оснащается двумя впускными и двумя выпускными клапанами. Клапаны приводятся в действие распределительным валом механизма газораспределения. Для достижения высокой скорости работы двигателя распределительный вал должен быть верхним (размещаться над клапанами). В некоторых двигателях для привода впускных и выпускных клапанов используются отдельные распределительные валы. При размещении распределительного вала в блоке цилиндров привод клапана осуществляется через толкатель клапана, штангу толкателя клапана и клапанное коромысло. Такой тип двигателя называется двигателем с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала. В двигателе с верхним расположением распределительного вала он стоит в головке блока цилиндров над клапанами. Если двигатель оснащен механизмом газораспределения с одним верхним распределительным валом, то для его обозначения используется аббревиатура SOHC (single overhead camshaft). Двигатель, оснащенный механизмом газораспределения с двумя верхними распределительными валами, обозначается аббревиатурой DOHC (double overhead camshaft).

Разрез двигателя с верхним расположением клапанов

Рис. Разрез двигателя с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала, на котором видны поршень, клапан, пружина клапана, клапанное коромысло и штанга толкателя клапана

Варианты размещения распределительного вала

Рис. Варианты размещения распределительного вала

Внешний вид V образного шестицилиндрового двигателя

Рис. Внешний вид V образного шестицилиндрового двигателя, оснащенного клапанным механизмом с двумя верхними распределительными валами, со снятыми крышками головок блока цилиндров и зубчатым ремнем привода распределительных валов

  • Вид топлива. В большинстве двигателей в качестве топлива используется бензин, хотя выпускаются двигатели, работающие на метиловом спирте, природном газе, пропане, дизельном топливе.

ПРИМЕЧАНИЕ

В V-образном двигателе цилиндры расположены в два ряда. Таким образом, в двигателе схемы SOHC (с одним верхним распределительным валом) используется два распределительных вала — по одному в каждом ряду цилиндров. В двигателе схемы DOHC (с двумя верхними распределительными валами) используется четыре распределительных вала — по два в каждом ряду цилиндров.

  • Способ охлаждения. В большинстве двигателей используется жидкостное охлаждение, но раньше выпускались двигатели и с воздушным охлаждением.
  • Механизм впуска топпивно-воздушной смеси. Если топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры под нормальным давлением воздуха, такой двигатель называется безнаддувным. Для повышения мощности двигатели оснащаются турбокомпрессором или механическим компрессором для принудительного нагнетания смеси.
  • Код двигателя по идентификационному номеру автомобиля (VIN). Приступая к техническому обслуживанию двигателя, необходимо прежде всего правильно расшифровать маркировку автомобиля, чтобы не ошибиться при заказе запчастей и заказать именно те, которые подходят к данному двигателю. Во-первых, автомобиль идентифицируется по названию компании-производителя, названию модели и году выпуска модели. Например:
    • Производитель: Chevrolet
    • Модель: Blazer
    • Год: 1998.

Точно установить год выпуска автомобиля бывает непросто. Выпуск новой модели, объявленной в продажу на будущий год, может начаться уже в январе предшествующего ему года. Обычно, но не всегда, выпуск моделей нового года начинается в сентябре-октябре текущего года. Вот почему идентификационный номер (VIN), которым маркируются автомобили, столь важен. Пример идентификационного номера показан на рисунке.

Фотография внешнего вида идентификационного номера автомобиля (VIN), который виден через ветровое стекло автомобиля

Рис. Фотография внешнего вида идентификационного номера автомобиля (VIN), который виден через ветровое стекло автомобиля

Начиная с 1981 г. все производители автомобилей маркируют автомобили этим 17-значным номером. Хотя часть из семнадцати позиций номера кодируется каждым производителем по собственному усмотрению, но есть позиции, правила кодирования которых жестко регламентированы. Например:

  • Первый знак (буква или цифра) указывает страну происхождения.
    • 1 — США
    • 2 — Канада
    • 3 — Мексика
    • 4 — США
    • 6 — Австралия
    • 9 — Бразилия
    • J — Япония
    • К — Корея
    • L — Тайвань
    • S — Англия
    • V — Франция
    • W — Германия
    • Y — Швеция
    • Z — Италия
  • Четвертый или пятый знак идентификационного номера обычно означает код модели.
  • Восьмой знак номера обычно означает код двигателя (некоторые двигатели не удается идентифицировать по VIN-номеру).
  • В десятой позиции номера на всех моделях указывается код года выпуска, в соответствии с таблицей, приведенной ниже.

Таблица кодировки года выпуска

  • А — 1980
  • В — 1981
  • С — 1982
  • D — 1983
  • Е — 1984
  • F — 1985
  • G — 1986
  • Н — 1987
  • J — 1988
  • К — 1989
  • L — 1990
  • М — 1991
  • N — 1992
  • Р — 1993
  • R — 1994
  • S — 1995
  • T — 1996
  • V — 1997
  • W — 1998
  • X — 1999
  • Y — 2000
  • 1 — 2001
  • 2 — 2002
  • 3 — 2003
  • 4 — 2004
  • 5 — 2005
  • 6 — 2006
  • 7 — 2007
  • 8 — 2008
  • 9 — 2009

Что такое Юлианское представление даты?

Изменения в конструкцию и комплектацию двигателя вносятся постоянно. Для технических специалистов информация о том, с какого момента вступило в силу то или иное изменение, сообщается в сервисных бюллетенях, руководствах по техническому обслуживанию и каталогах комплектующих — как правило, либо в виде граничного номера автомобиля, либо в виде Юлианской даты. Юлианская дата представляет собой просто порядковый номер дня года. Например, первое января в Юлианском представлении — это день 001, а 31 декабря, обычно, — день 365. Юлианское представление даты широко используется в промышленности. Само название связано с Юлием Цезарем, который впервые ввел календарь, в котором продолжительность года составляла 365 дней, а раз в четыре года — 366 дней. Выпускаются календари, в которых указаны Юлианские даты всех дней в году, что упрощает использование этой формы представления даты.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Классификация двигателей и их систем. Компоновка силовой установки машины

Двигатели могут быть классифицированы по различным признакам.

По назначению их подразделяют на стационарные и транспортные. К стационарным относятся двигатели генераторных, компрессорных, буровых и других установок. Они, как правило, работают в постоянном нагрузочном и скоростном режимах. К транспортным относятся двигатели автомобилей, тракторов, тепловозов, судов и других ТС.

По роду основного топлива для традиционных двигателей выделяют те, которые работают на тяжелом (дизельном) и легком (бензин, керосин) топливе, газовые, многотопливные и другие двигатели. Перспективным видом топлива для ТС в настоящее время считается водород.

По способу преобразования тепловой энергии в механическую различают двигатели внутреннего сгорания, у которых сгорание тогшивовоздушной смеси происходит внутри рабочего тела, и внешнего сгорания, у которых этот процесс осуществляется вне рабочего тела, и теплота передается через стенку.

По способу смесеобразования выделяют двигатели с внешним смесеобразованием (бензиновые карбюраторные и с впрыском топлива во впускной коллектор) и внутренним смесеобразованием (все дизели и бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания).

По способу воспламенения рабочей жидкости различают двигатели с самовоспламенением и искровым зажиганием.

По способу осуществления рабочего цикла двигатели подразделяют на двух- и четырехтактные.

По способу регулирования мощности различают двигатели с количественным (изменяется количество смеси, поступающей в цилиндр), качественным (изменяется соотношение количества воздуха и топлива в смеси) и смешанным регулированием.

По конструкции традиционные двигатели подразделяют на поршневые, роторные, газотурбинные и другие, менее известные. На наземных ТС наиболее широкое распространение получили поршневые двигатели:

  • рядные
  • V-образные
  • а также опозитные с углом развала между поршнями, равным 180°

Различают двигатели без наддува и с наддувом, который может быть динамическим, с турбокомпрессором и приводным компрессором (нагнетателем), а также комбинированным.

В настоящее время на ТС применяют в основном дизели и бензиновые поршневые четырехтактные ДВС. Их отличают автономность, относительная экономичность и высокая удельная мощность. К недостаткам поршневых ДВС можно отнести неоптимальную скоростную, характеристику (изменение мощности и вращающего момента на коленчатом валу в зависимости от частоты его вращения), токсичность отработавших газов, трудность пуска при низких температурах, высокий уровень вибрации и шума.

На колесные и гусеничные тягачи, грузовые автомобили и другие ТС средней и большой грузоподъемности чаще всего устанавливают быстроходные рядные и V-образные дизели, поскольку они экономичнее по сравнению с бензиновыми двигателями, а используемое в них топливо более дешевое и менее пожароопасное. Кроме того, достоинством дизелей является возможность значительного увеличения их мощности за счет применения наддува. Вместе с тем следует отметить, что удельная мощность дизелей меньше, чем у бензиновых двигателей, их топливная аппаратура более сложная и дорогостоящая, а пусковые качества ниже.

Большинство легковых, а также некоторые грузовые автомобили малой и средней грузоподъемности имеют бензиновые двигатели, которые по сравнению с дизелями обладают облегченным пуском при низких температурах, большей компактностью, как правило, повышенной приемистостью и меньшей шумностью. Ранее применялись лишь карбюраторные бензиновые двигатели. В настоящее время наиболее широкое распространение получили двигатели с форсуночным (инжекторным) впрыском бензина.

Для некоторых тяжелых ТС перспективны газотурбинные двигатели. Их преимуществами являются высокая удельная мощность, многотопливность, малая токсичность отработавших газов, возможность выхода на режим максимальной мощности двигателя сразу после пуска, низкий расход смазочного масла, хорошие пусковые качества при низких температурах, автоматическое изменение вращающего момента на валу в довольно широких пределах, малая продолжительность обслуживания, более плавная работа, пониженный уровень вибрации и меньшая эксплуатационная стоимость. К основным недостаткам газотурбинного двигателя, которые ограничивают его использование, следует отнести относительно высокий расход топлива (особенно при малых нагрузках и на холостом ходу), значительный расход воздуха, невысокие динамические (разгонные) характеристики и низкую надежность, связанную с проблемой обеспечения прочности турбинного колеса, которое работает в очень тяжелых температурных условиях.

Агрегаты СУ, обслуживающие двигатель, входят в определенные системы. Различают системы питания топливом, питания воздухом, охлаждения, подогрева двигателя, пуска двигателя, выпуска отработавших газов и смазочную систему. Для бензиновых двигателей с внешним смесеобразованием обычно не разделяют системы питания топливом и воздухом, а говорят просто о системе питания.

Взаимное расположение двигателя и агрегатов его вспомогательных систем в силовом отделении ТС отличается многообразием. Наиболее существенное влияние на компоновку СУ оказывают расположение двигателя в машине, его связь с трансмиссией, тип системы охлаждения, размещение ее агрегатов, топливных и масляных баков.

Все виды компоновочных решений СУ подчиняются общим требованиям, основными из которых являются изоляция СУ от других отделений ТС, рациональное использование объема машины, обеспечение эффективной и надежной работы двигателя и обслуживающих его систем, удобство доступа к агрегатам СУ при обслуживании и ремонте, удобство установки и снятия двигателя и агрегатов его систем.

По взаимному расположению двигателя, кабины (салона, отделения управления) и грузовой платформы (кузова, десантного отделения) различают шесть схем компоновки СУ с двигателем, расположенным:

  1. перед кабиной
  2. под кабиной
  3. в кабине
  4. между кабиной и грузовым отделением
  5. в средней части машины, под грузовой платформой
  6. в задней части машины

На колесных машинах общетранспортного назначения чаще всего применяются первая и вторая схемы, реже — третья. Компоновка СУ с расположением двигателя за кабиной (четвертая схема) используется в основном на тяжелых колесных тягачах, гусеничных тягачах малой и средней грузоподъемности. Пятая схема компоновки (двигатель находится в средней части машины) характерна для специальных ТС, назначение которых не позволяет устанавливать двигатель в другом месте. Двигатель, размещенный в задней части ТС, имеют многие гусеничные машины, автобусы и некоторые колесные машины специального назначения.

Двигатель может устанавливаться как вдоль, так и поперек продольной оси ТС. При продольном расположении двигателя его связь с агрегатами трансмиссии, как правило, наиболее проста (в наибольшей мере это относится к полноприводным многоосным колесным машинам). Однако в этом случае силовое отделение часто имеет большую длину, а в трансмиссии обязательно при-меняются конические зубчатые колеса. При поперечном расположении двигателя значительно сокращается длина силового отделения, но в ряде случаев усложняется связь двигателя с трансмиссией.

В моторном отделении машины двигатель может располагаться вертикально (чаще всего), наклонно или горизонтально. Последний вариант осуществляется тогда, когда небольшая высота моторного отделения имеет решающее значение по компоновочным соображениям.

Все агрегаты систем СУ должны располагаться как можно ближе к двигателю с целью наиболее рационального использования объема силового отделения и сокращения длины соединительных трубопроводов. В случае применения коротких трубопроводов уменьшается вибрация, вызывающая поломки и нарушение герметичности соединений, и снижается гидравлическое сопротивление, что в конечном счете повышает надежность и КПД двигателя и его систем.

Агрегаты СУ, требующие в процессе эксплуатации ТС периодического обслуживания (топливные и масляные фильтры, воздухоочистители, насосы, краны и др.), следует размещать в доступных местах. Эта задача часто весьма сложна, особенно при плотной компоновке моторного отделения. В связи с этим стремятся создавать такие конструкции агрегатов, которые не требуют периодического обслуживания в течение гарантийного срока службы двигателя.

Топливные баки размещают на свободных местах после определения положения двигателя, трансмиссии и других крупных агрегатов.

Воздухоочистители необходимо располагать в верхней части моторного отделения, где запыленность воздуха минимальна, и как можно ближе к двигателю, что уменьшит сопротивление впускного трубопровода.

Особенности размещения в силовом отделении жидкостных и масляных радиаторов или теплообменников определяются типами системы охлаждения и вентилятора.

Основными оценочными параметрами СУ в целом являются масса и габаритные размеры двигателя, а также всех обслуживающих его агрегатов и систем.

У современных колесных и гусеничных ТС доля массы СУ в общей массе машины довольно велика (до 20… 30 %). Наиболее тяжелый агрегат — двигатель, однако суммарная масса вспомогательных агрегатов (топливные баки с горючим, радиаторы, воздухоочистители, топливные и масляные фильтры, пусковые устройства и др.) также значительна.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Классификация типов двигателей | Двигатель автомобиля

Двигателям внутреннего сгорания присваиваются различные буквенно-цифровые коды, в зависимости от особенностей их конструкции. Помимо четырех-тактных бензиновых двигателей внутреннего сгорания в автомобилях применяются также дизельные и роторные двигатели.

Дизельный двигатель

Дизельный двигатель широко применяется в автомобилях повышенной грузоподъемности и стационарных силовых установках, которые работают обычно на постоянной скорости. Дизельный двигатель обладает высоким термическим КПД, поэтому отличается высокой экономичностью. В выхлопных газах дизельного двигателя содержится низкий процент углеводородов и окислов углерода. Такие характеристики делают его хорошей альтернативой поршневому бензиновому двигателю в автомобилях. По конструкции оба двигателя очень похожи. Дизельный двигатель тяжелей и дороже бензинового. У этих двигателей принципиально разные топливные системы и системы зажигания. В дизельном двигателе в камеру сгорания всасывается только воздух. Он сжимается поршнем во время такта сжатия до такой степени, что нагревается при этом до температуры примерно 1000°Ф (540°С). Когда поршень доходит до верхней мертвой точки, в камеру сгорания через топливную форсунку впрыскивается под давлением топливо. Под действием высокотемпературного сжатого воздуха топливо воспламеняется. Давление рабочего газа, образующегося в результате сгорания топлива, толкает поршень вниз, и он совершает рабочий такт. Коленчатый вал продолжает вращаться и заставляет поршень снова двигаться вверх, вытесняя отработавшие газы из камеры сгорания через выпускной клапан. Использование дизельного двигателя в легковых автомобилях сдерживается двумя факторами: высокой стоимостью двигателя и сложностью достижения очень низкой нормы окислов азота в выхлопных газах, регламентированной стандартами.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Рис. Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Рабочий цикл двухтактного дизельного двигателя

Рис. Рабочий цикл двухтактного дизельного двигателя

Роторный двигатель

Вторым типом успешно реализованного альтернативного двигателя является роторный двигатель, называемый также по имени его изобретателя двигателем Ванкеля (Wankel). Единственный пример автомобиля с роторным двигателем, выпускаемого длительное время, — Mazda RX-7. Роторный двигатель обладает рядом преимуществ перед поршневым двигателем. Двигатель с вращающейся камерой сгорания работает ровно и обладает высокой удельной мощностью.

Поскольку конструкция двигателя обеспечивает большую охлаждающую поверхность камеры сгорания, он работает на низкооктановом бензине.

Принципиальной особенностью роторного двигателя является ротор, имеющий в поперечном сечении треугольную форму, который вращается в рабочей полости корпуса двигателя. Форма рабочей полости в плане представляет собой геометрическую фигуру, называемую двухлепестковой эпитрохоидой. Уплотнения на углах, или ребрах, ротора постоянно находятся в контакте с поверхностью полости, поэтому ротор должен совершать планетарное движение. Это означает, что центр ротора движется вокруг центра двигателя.

Рабочий цикл одной из камер сгорания роторного двигателя внутреннего сгорания

Рис. Рабочий цикл одной из камер сгорания роторного двигателя внутреннего сгорания

На рисунке показано планетарное движение ротора. При планетарном движении ротора между его гранями и стенками полости образуются расширяющиеся и сжимающиеся камеры. В расширяющуюся камеру через впускной канал засасывается топливно-воздушная смесь. На рисунке показан впускной канал в корпусе двигателя.

Роторный двигатель автомобиля Mazda

Рис. Роторный двигатель автомобиля Mazda (вид в разобранном состоянии)

Когда расширяющаяся камера достигает максимального объема, впускной канал отсекается от нее проходящим уплотнением ротора. Дальнейшее вращение ротора вызывает уменьшение объема камеры, в процессе которого происходит сжатие смеси. Искра свечи зажигания воспламеняет смесь. Высокое давление газов, образовавшихся при сгорании смеси, создает механический импульс, заставляющий ротор вращаться, расширяя камеру. Когда камера снова достигает максимального объема, одно из уплотнений на конце ротора минует выпускной канал, открывая его и позволяя отработавшим газам, находящимся под высоким давлением, покинуть камеру. Дальнейшее вращение ротора приводит к уменьшению объема камеры, в результате чего из нее выталкиваются остатки отработавших газов. На этом заканчивается рабочий цикл, аналогичный четырехтактному рабочему циклу поршневого двигателя. Ротор продолжает вращаться и рабочий цикл повторяется — начинается впуск новой порции смеси.

Помимо показанной на рисунке камеры сгорания, аналогичный рабочий цикл совершают еще две камеры сгорания, образуемые гранями ротора и стенкой рабочей камеры двигателя. В результате за один оборот ротора совершаются три последовательных рабочих цикла.

Энергия ротора заставляет вращаться эксцентриковый вал. Механизм действия этой кинематической схемы аналогичен механизму работы шатуна и коленчатого вала. За один оборот ротора эксцентриковый вал совершает три оборота. Таким образом, эксцентрик неизменно занимает правильную позицию, необходимую для восприятия каждого последующего импульсного момента вращения. Зубчатое колесо внутреннего зацепления, закрепленное на роторе, находится в зацеплении с зубчатым колесом внешнего зацепления, установленным на одном из торцов рабочей камеры двигателя. Назначение этой зубчатой передачи — поддерживать правильную синхронизацию ротора по отношению к эксцентрику и рабочей камере. Эти шестерни не участвуют в передаче крутящего момента (не испытывают нагрузки, создаваемой крутящим моментом).

Впускной и выпускной каналы в одних конструкциях двигателя проходят в стенке рабочей камеры, соприкасающейся с уплотнениями ротора, а в других — в ее торцевых стенках. Выемки в гранях ротора формируют камеры сгорания. Поскольку камера сгорания имеет достаточно большую длину, в некоторых конструкциях для быстрого, полного сгорания смеси используются две свечи зажигания. В этом случае требуются две отдельных системы зажигания.

Геометрическая форма рабочей камеры роторного двигателя

Рис. При снятом роторе видна геометрическая форма рабочей камеры роторного двигателя (так называемая эпитрохоида). Плавность обводов рабочей камеры — свидетельство высокого класса технологии

Ротор со снятым уплотнением ребер

Рис. Ротор со снятым уплотнением ребер

ustroistvo-avtomobilya.ru

1. Классификация автомобилей и тракторов.

Автомобиль — это самоходное транспортное средство, предназначенное для перевозок грузов, людей или выполнения специальных операций.

По назначению различают грузовые, пассажирские и специальные автомобили.

Грузовые автомобили предназначены для перевозки грузов. Они могут быть снабжены платформой и использоваться, как универсальный транспорт, а также оборудованы для перевозки определенных грузов (самосвалы — для вязких и сыпучих грузов, цистерны — для жидких грузов и др.). Эти автомобили подразделяют по грузоподъемности (т. е. по массе груза, который можно перевезти в кузове) на следующие классы: особо малый; малый; средний; большой; особо большой.

Пассажирские автомобили подразделяют на легковые — для перевозки небольшой группы пассажиров (до 8 человек) и автобусы — для массовых перевозок пассажиров. Автобусы в зависимости от назначения бывают городские и междугородные.

Специальные автомобили служат для выполнения определенных работ, для чего их оборудуют соответствующими приспособлениями. Они выполняют преимущественно нетранспортные работы. К ним относятся автокраны, пожарные автомобили, уборочные (для очистки и поливки улиц), ремонтные мастерские, автовышки и др. Эти автомобили представляют собой видоизмененные модели (модификации) грузовых автомобилей.

По типу шасси автомобили подразделяют на рамные и безрамные.

Рамные Безрамные

По типу двигателя автомобили делят на автомобили с карбюраторными, электрическими двигателями и дизелям и Карбюраторные двигатели работают главным образом на бензине, дизели — на дизельном топливе, электродвигатели — от аккумуляторных батарей.

Трактор — это самоходная машина, используемая в качестве энергетического средства для передвижения и приведения в действие сельскохозяйственных и других машин, а также для буксирования прицепов, двигатель трактора может приводить в действие рабочие органы стационарных сельскохозяйственных машин через вал отбора мощности (ВОМ) или с помощью шкивного приспособления.

Сельскохозяйственные тракторы классифицируют по следующим признакам (рис. 1).

По назначению сельскохозяйственные тракторы делят на три группы: общего назначения, универсально-пропашные и специальные.

Тракторы общего назначения применяют для выполнения основных сельскохозяйственных работ, общих при возделывании сельскохозяйственных культур (вспашка, дискования, сплошной культивации, боронования, посева, уборки).

Эти тракторы отличаются малым дорожным просветом и повышенной мощностью двигателя.

Универсально-пропашные тракторы используют при уходе за пропашными культурами и выполнении других сельскохозяйственных работ. С этой целью у некоторых универсально-пропашных тракторов предусмотрены сменные ведущие колеса с широкими шинами для выполнения работ общего назначения

с узкими шинами для работ в междурядьях. Чтобы не повредить растения, тракторы имеют большой дорожный просвет и ширину колеи, регулируемую соответственно ширине междурядий.

Специальные тракторы — это модификации какого-либо трактора общего назначения или универсально-пропашного и используются при выполнении определенного вида работ (на виноградниках, хлопчатнике) или разных работ, но в строго определенi4ых условиях (болотистых почвах, в горном земледелии). Так, специальный трактор МТЗ-80Х для механизации возделывания хлопчатника оборудован одним передним (управляемым) колесом, болотоходный дТ-75 Б снабжен широкими гусеницами для работы на болотистых почвах, крутосклонный МТЗ-80К (горный) предназначен для работы на склонах крутизной до 160.

По конструкции ходовой части тракторы бывают гусеничные и колесные.

Гусеничный трактор обладает большой опорной поверхностью и поэтому незначительно сминает и уплотняет почву. Такой трактор с высокой проходимостью способен развивать большое тяговое усилие.

Колесный трактор — более универсальный по сравнению с гусеничным и может использоваться как на полевых, так и на транспортных работах, но сцепление с почвой у него хуже.

По типу остова тракторы делят на рамные, остов которых представляет клепаную или сварную раму; полу рамные, остов которых образует две короткие продольные балки, привернутые или приваренные к корпусу заднего моста; без рамные, остов которых состоит из соединенных между собой корпусов отдельных механизмов.

По номинальному тяговом у усилию тракторы подразделяют на десять классов, различающихся между собой по конструкции. десять тяговых классов составляют типаж сельскохозяйственных тракторов.

Типаж — это технически и экономически обоснованная совокупность всех моделей тракторов, рекомендуемых в производство.

В действующем типаже тракторы классифицируют по тяговым классам соответствии с номинальным тяговым усилием, которое трактор способен развивать на рабочей передаче при движении его по стерне на почвах средней влажности и твердости с наибольшей производительностью.

В каждом тяговом классе имеются базовые модели (т. е. основные наиболее массовые тракторы) и модификации, на которых установлены унифицированные с базовыми моделями двигатели и ряд других составных частей. Унификация (единообразие) составных частей облегчает изготовление и эксплуатацию тракторов. Для обозначения модели (марки) отечественных тракторов пишут сокращенное название завода-изготовителя (МТЗ, ЮМЗ) или первые буквы определенного слова (Т — трактор, дТ — дизельный трактор, К — кировец) и через черточку-цифру, указывающую мощность двигателя в лошадиных силах или номер модели. Буквы, следующие за цифрой, обозначают модификацию базовой модели.

В приложении I и ниже дана краткая характеристика основных сельскохозяйственных тракторов по классам.

0,2. 0,6. 0,9. 1,4. 2 З. 4. 5. 6.

2. Определение и классификация двигателей внутреннего сгорания.

На современных сельскохозяйственных тракторах и автомобилях установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания. В основу действия таких двигателей положено свойство газов расширяться при нагревании.

Двигатель внутреннего сгорания — это тепловой двигатель, в котором происходит

преобразование химической энергии сгорания топлива в механическую энергию.

studfile.net

Классификация современных автомобилей

Статья опубликована 11.11.2014 18:20
Последняя правка произведена 16.08.2015 04:09

Умение правильно классифицировать автомобиль необходимо любому водителю. Дело в том, что периодически всем приходиться менять своего «железного коня», а без знания способов классификации автомобиля очень сложно сформулировать к нему свои требования и позже приобрести необходимую именно вам машину.

Все современные автомобили классифицируются по определённому набору признаков:

1. тип двигателя;

2. вид привода;

3. тип кузова;

4. объём двигателя.

Классификация автомобилей по типу двигателя

В зависимости от типа используемого двигателя, все автомобили подразделяются на две категории: бензиновые и дизельные. Автомобили, оснащённые бензиновыми моторами, используют в качестве топлива бензин. Машины же использующие в качестве силового агрегата дизельный двигатель, работают на солярке. Солярка дешевле бензина, но в обслуживании дизельный двигатель дороже и сложнее. Кроме того, у автомобиля, оснащенного таким двигателем, зимой возникают определенные проблемы с его запуском.

Владельцам дизельных агрегатов, в связи, можно дать следующий совет: никогда не приобретайте солярку «с рук». Дело в том, что в России многие автомобилисты часто предпочитают заправляться у знакомых, в распоряжении которых имеется солярка. Это могут быть военные, работники сельскохозяйственных предприятий, сотрудники горнодобывающих предприятий, которые используют в своей работе технику, работающую на солярке.

Обычно такое топливо не рассчитано для использования на современных легковых автомобилях, поэтому у приобретших его автомобилистов могут возникнуть серьезные проблемы с запуском двигателя зимой. Так же некачественное или низкокачественное топливо может запросто вывести его из строя. Таким образом, если вы не желаете получить дополнительные проблемы с вашим дизелем, покупайте топливо для него исключительно на официальных заправочных станциях, которые могут вам предоставить гарантию качества продаваемого ими дизельного топлива.

У дизельного автомобиля существует большое количество, как плюсов, так и минусов, поэтому при его покупке обязательно обратитесь к специалисту, который проконсультирует вас и даст совет по поводу необходимости такого приобретения, ведь в том случае, если вы ограниченны в финансовых средствах, возможно, будет правильнее купить автомобиль, оснащённый бензиновым мотором. Обычно такие машины стоят существенно дешевле своих дизельных аналогов, хотя и в дальнейшем повышенная стоимость бензина по сравнению с соляркой может съесть всю сумму экономии. Есть ещё ряд нюансов, которые вам может разъяснить только специалист при личной консультации, поэтому не скупитесь и обратитесь к нему. В крайнем случае, возьмите с собой в автосалон знающего знакомого с большим водительским стажем.

Виды приводов

Привести автомобиль в движение можно всего лишь тремя способами, которые и положены в основу квалификации этих транспортных средств по виду привода. Так, в зависимости о того какие именно колёса приводятся в движение с помощью двигателя и трансмиссии, различают заднеприводные, переднеприводные и полноприводные автомобили.

Машины с задним приводом приводятся в движение только парой задних колёс при помощи карданного вала, который проходит под нищем машины от двигателя к задней подвеске. В СССР для использования гражданами в личном хозяйстве производились исключительно заднеприводные автомобили. Да и сейчас многие водители с советским водительским стажем предпочитают покупать именно такие машины.

Переднеприводные машины передвигаются при помощи двух передних колёс. У них в конструкции отсутствует карданный вал, и привод идёт на колёса непосредственно с двигателя через трансмиссию. Первым переднеприводным автомобилем в СССР стал ВАЗ-2108, который был запущен в серийное производство в 80-х годах прошлого века. Эти автомобили до сих пор в огромных количествах ездят по российским дорогам и пользуются заслуженной популярностью у не слишком богатых автолюбителей. Машины с передним приводом отличаются от других высокой маневренностью, а так же тем, что они лучше остальных типов автомобиле противостоят заносу и более легко из него выходят.

Третьим типом автомобилей по способу их привода являются полноприводные автомобили. У них ведущими являются все колёса. При этом существуют таких модели, на которых можно отключать по необходимости любой ведущий мост. Делается это либо с целью экономии топлива, либо для того, что бы подстроиться к конкретным дорожным условиям. В СССР первым легковым полноприводным автомобилем была «Нива».

Главным достоинством таких автомобилей является повышенная проходимость, поэтому обычно полноприводные машины являются внедорожниками или кроссоверами. Они хорошо передвигаются по грязи, сугробам, разбитым грунтовым дорогам, а вот со скоростными характеристиками дело у них обстоит хуже. Самым известным советским и российским полноприводным автомобилем является знаменитый «УАЗ», который до сих пор использует в своей работе полиция, скорая помощь и иные специальные службы.

Классификация автомобилей по типу кузова

Современные автомобили имеют несколько типов кузовов: седан, хэтчбэк, универсал, вагон, лимузин, кабриолет, минивэн.

Больше всего в России «седанов». Именно автомобиль с таким видом кузова позволяет принять на борт 4-5 пассажиров и имеет две или четыре двери. Такая конструкция, а так же то обстоятельство, что здесь грузовой отсек отделён от пассажирского, и позволила подобным автомобилям добиться высокой популярности в нашей стране. Самым ярким примером подобного автомобиля являются все классические модели «Жигулей» (ВАЗ-2101, ВАЗ-2105, и др.).

Вторым по популярности после «седана» является кузов «хэтсбек». Он имеет так же две или четыре боковые пассажирские двери, при этом к ним добавляется ещё и третья грузовая, расположенная сзади. Она открывается вертикально вверх, а задние кресла здесь можно сложить. Благодаря такому обстоятельству объём багажного отделения существенно увеличивается, но все, же оно уступает по вместительности багажнику седана. Из представителей советского автопрома тип кузова «хэтчбэк» был у ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, «Иж-Комби», «Москвич АЗЛК-2141».

Имеется и универсальный тип кузова. «Универсал» имеет грузопассажирский салон, две или четыре боковые двери и еще одну — пятую, расположенную сзади и являющуюся грузовой. Здесь так же грузовое отделение разделено с пассажирским, но реализовано это иначе чем в «седане». Это то же один из любимых типов автомобилей в России. Обычно универсал приобретают в качестве семенного автомобиля, тем более, что благодаря раскладывающимся сиденьям и наличию грузовой двери на нём можно перевозить достаточно габаритные грузы, например, холодильник или стиральную машину. Классические представители советского (российского) автопрома, обладающие кузовом типа «универсал» — это ВАЗ-2102 и ВАЗ-2104.

Одной из разновидностей «универсала» является тип кузова «минивэн». Подобный автомобиль отличается более высокой подвеской и по внешнему виду он напоминает микроавтобус. Характерный его пример — «Рено Сценик» или «Фольксваген Шаран».

Существуют и другие, менее ходовые варианты кузовов: «купе», «кабриолет», «родстер», «вагон», «лимузин».

Классификация автомобилей по литражу двигателя

Мощность двигателей напрямую зависит от их объёма, который измеряется в кубических сантиметрах или же в литрах. В зависимость от литража установленных на них двигателей можно выделить следующие категории автомобилей:

— особо малый класс;

— малый класс;

— средний класс;

— большой класс.

Сало и микролитражки имеют объём двигателя не более 1,1 литра. В качестве примера подобного автомобиля можно привести ВАЗ-1111 «Ока». Техника этого класса не имеет большой мощности и создана она для работы в городских условиях: поездки за покупками, на работу, за детьми в школу и т.д. При этом эти автомобили очень маневренны и экономичны.

Далее идут автомобили малого класса. Объём их двигателей составляет 1,1 до 1,8 литра. К ним относятся все модели классических «Жигулей», ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109.

Машины среднего класса имеют двигатели объёмом от 1,8 до 3,5 литра. Это достаточно мощные и грузоподъёмные автомобили. Их примером может послужить «Волга» (ГАЗ-21, ГАЗ-21, ГАЗ-3110, и др.) или «Форд-Мондео». Такие машины потребляют значительное количества топлива и требуют приличных расходов на свою эксплуатацию.

Автомобили же большого класса представляют собой настоящий дом на колёсах, в движение который приводит двигатель объёмом 3,5 литра. Это серьёзные машины, предназначенные в основном для представительских целей или же для езды по бездорожью. Их ещё подразделяют на автомобили бизнес-класса и люкс-класса. Обслуживать такие автомобили в состоянии только финансово состоятельные автолюбители.

Существуют и иные способы классификации автомобилей, но названных нами будет вполне достаточно, что бы выбрать и приобрести необходимую вам технику, а так же, при необходимости, получить совет по её подбору у продавца автомагазина или салона.


Любой автомобиль из данной классификации нуждается в своевременном и качественном обслуживании. Можем посоветовать вам автосервис псков.

autohis.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *