Меню Закрыть

Для чего нужен двигатель внутреннего сгорания: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия

Содержание

Audi отказалась от разработки двигателей внутреннего сгорания

Как рассказал немецкому изданию Automobilwoche глава Audi Маркус Дюсманн (Markus Duesmann), компания остановила все работы над новыми двигателями внутреннего сгорания. Это значит, что бензиновых и дизельных моторов следующего поколения не будет, хотя инженеры продолжат текущую модернизацию существующих моторов.

Предстоящее введение  в 2025 году стандарта Евро 7 с более жёсткими ограничениями на выбросы, несомненно, разделит автомобильный мир на две разные группы. С одной стороны, найдутся те, кто будет по-прежнему производить автомобили с двигателями внутреннего сгорания, хотя и сократит их ассортимент в связи с переходом на гибриды. На другой стороне, которая будет более многочисленной, окажутся те автопроизводители, у кого нет другого выбора, кроме как навсегда отказаться от двигателей внутреннего сгорания в пользу электродвигателей. К этой группе присоединилась Audi, официально объявив о завершении разработки двигателей внутреннего сгорания.

Генеральный директор немецкого бренда Маркус Дюсманн заявил, что разработка новых двигателей внутреннего сгорания более невозможна и что было бы лучше адаптировать существующие двигатели к будущим стандартам, прежде чем они будут окончательно сняты с производства. Это означает, что выпуск культовых двигателей TDI и TFSI на Audi близок к завершению, как и выпуск двух знаковых моделей Audi — R8 и TT, у которых не ожидается прямых преемников.

В ближайшие 5 лет Audi планирует вывести на рынок 20 электрических моделей. Бренд также объявил о намерении к концу десятилетия превратить основные модели, такие как A4 и A6, в полностью электрические автомобили.

Это ставит Audi на тот же путь, по которому планирует продвигаться конкурирующий бренд Mercedes. На прошлой неделе Маркус Шефер (Markus Schäfer), член совета директоров, ответственный за развитие Mercedes, заявил, что компания больше не будет разрабатывать двигатели внутреннего сгорания.

«Это означает, что основная часть инвестиций теперь действительно может пойти на электромобили», — сообщил Шефер в интервью ресурсу Handelsblatt.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Сериал Двигатель внутреннего сгорания смотреть онлайн

Развевается звездно-полосатое знамя, звучит гимн США. Женя Короленко в квадратной академической шапочке на голове и в накидке на плечах разговаривает с профессором. Тот отговаривает ее от возвращения на родину: здесь вы можете найти работу в лучших компаниях, на лучших предприятиях. Нет, я уже приняла решение. Завтра я улетаю. Ну подумайте хотя бы о климате: тут ведь лето даже на Новый год, а у вас там – сплошная зима. Женя отказывается. Но ведь вы были единственной девушкой на курсе и неожиданно для всех стали лучшим выпускником. Поймите, в мужском мире вам будет непросто, вам придется быть стойкой. У меня это получится. Ладно, желаю удачи. Вот, возьмите книгу: Владимир Громыко «Безопасность водородного двигателя». Отличная вещь. Написал ваш земляк. Почитаете в самолете. Спасибо, я уже читала эту книгу много раз. Но перечитаю еще. Я буду работать с этим человеком. Он трудится на заводе моего отца.

К дому доставляют новогоднюю елку. Отец Жени Пал Палыч Короленко разговаривает со своей экономкой Валентиной Степановной. Та сообщает ему о том, что елка прибыла. Пал Палыч: я так рад, что Женя приезжает как раз накануне праздника! Вы комнату приготовили? Да, все помыто и отремонтировано. Пал Палыч: значит, надо выбрать кровать. Только вот двухъярусную не надо, оттуда можно упасть. Валентина Степановна: а это все не рано? Она показывает в угол комнаты, где свалена большая груда детских игрушек. Пал Палыч: я человек основательный, люблю все делать заранее. Девять месяцев пролетят – не заметишь. Словно один день. А у нас уже все готово. Но почему все приготовлено для мальчика? А вдруг будет девочка? Не накаркайте! Если что – будем повторять попытки до мальчика. А вы хоть у Жени спросили? Да ей ведь пора, уже 23 года. А, может быть, она о другом мечтает? О чем это – о другом? Все женщины мечтают о муже, семье, детях. Кроме того, Женя должна помнить о своей ответственности. Ведь это на нашем заводе был изготовлен первый в Европе паровой двигатель. Потом пошли танки, ракеты, оборудование для космоса. Дело начинал мой прадед. Потом мой дед, отец. Теперь завод возглавляю я. А Женя тут причем? При том, что руководство заводом передается только по мужской линии. Тогда, может, пусть она сразу директора и родит? Пал Палыч: но ведь это и ей тоже нужно. Я не вечен. Вы же знаете, у меня стенокардия. А мужья бывают разные. Только сын мать не бросит. И еще мой внук будет держать наш завод. Так что выберите хорошую кровать. Невысокую. И надо подумать о спортивном уголке. Все. Мне пора, важная встреча.

Пал Палыч приходит в брачную контору, разговаривает со свахой Марией Ивановной. Сколько лет вашей дочери? 23 года. Высшее образование? Только что университет окончила. Симпатичная? Пал Палыч показывает свахе фотографию дочери. Симпатичная, значит – капризная. Нет, она во всём отца слушается. Так что давайте ваши варианты, я буду выбирать.

Мария Ивановна: женихи бывают трех категорий – эконом, бизнес и премиум. Я что, похож на человека, которому нужен эконом? Давайте самых лучших. В этой папке досье на лучших холостяков нашего города. Только вы мне давайте людей серьезных, всяких там артистов, художников и поэтов – сразу в мусорную корзину. Хорошо. Посмотрите на этого. Кто он по профессии? Дизайнер. Я же сказал: мне нужен человек солидный. А то: ваш зять – дизайнер. Тьфу! Вот это сын народного депутата. Мне лучше сразу депутата. Не нужны нам папенькины сынки. Всю золотую молодежь – в мусорную корзину! Мария Ивановна: это офицер. Квартира, машина, дача. Из хорошей семьи. Пал Палыч изучает досье: мне нужен зять, а не брат. Всех, кому больше 40 лет – вон. Тогда осталось только двое женихов. Как вам этот: Виталий Бурмистров, архитектор-строитель, 32 года, красавец, жгучий брюнет. Кто родители? У него хорошая мать, учительница. А кто отец? Видите ли… Только не говорите, что в тюрьме сидит. Нет. Отец просто неизвестен. Вот вам и хорошая мать! Что-то он смугловат. Может, отец негр? Что вы! Посмотрите, какие глаза голубые. Ладно, оставим про запас. А кто второй? Вадим Мичковский, врач. Так он же рыжий! Я их не люблю, они люди ненадежные. Да и внука задразнят: рыжий, конопатый, убил дедушку лопатой. Других женихов у меня нет. Что, на весь город всего два жениха? Если убрать рыжего – только один. Пал Палыч: вообще-то врач в семье всегда пригодится, да и строитель – тоже. Мария Ивановна: да вы посмотрите, женихи завидные. Ну, у нас невеста тоже не категории эконом. Вы заберите досье с собой, посмотрите, подумайте. А я, если что-то стоящее подыщу – тут же вам просигналю.

Пал Палыч приходит на завод, здоровается с персоналом. Он заходит в помещение конструкторского бюро, здоровается с его начальником Владимиром Громыко. Я твою книжку прочитал. И как она вам? Не понравилась. Широко шагаешь, как бы штаны не порвал. Все эти ваши водородные двигатели, может быть, и хороши с научной точки зрения, но, по-моему, все это баловство. Громыко: но за этими двигателями будущее. А вши дизели скоро попадут на свалку истории. Пал Палыч: да ты знаешь, что у меня по этим дизелям больше 200 запатентованных изобретений? Может быть, и меня на свалку истории отправить надо? Громыко: туда отправятся все, кто не идет в ногу со временем. То есть я – старый дурак? И все люди на заводе – тоже дураки? Ведь с дизелями работают все, кроме твоего бюро. А ты, значит, самый умный, человек из будущего. Громыко: так и есть. Да ты хамло! Наглец! Нахал! Иди ты в баню! Пал Палыч выбегает из конструкторского бюро.

На пороге дома стоит Пал Палыч с букетом цветов. Валентина Степановна держит в руках каравай. На такси к дому подъезжает Женя, она целует отца и экономку. А как там мой Барсик? Да что ему сделается? Женя бежит в гараж, садится в седло мотоцикла, гладит его: Барсик, миленький! Пал Палыч: хорошо, хоть нас первыми поцеловала.

Пал Палыч говорит дочери: я человек прямой, привык быстро решать проблемы. Что ты собираешься делать дальше? Работать. Где? На заводе. То есть ты собираешься угробить жизнь среди железок на заводе? А зачем ты отдал меня в лучший технический вуз в мире, где я проучилась целых пять лет? Я думал, что годы тяжелой учебы выветрят из твоей головы всю эту техническую романтику. Кроме того, для тебя неплохо разбираться в профессии твоего будущего сына. Какого еще сына? Который у тебя родится. Надеюсь, мне не придется этого долго ждать. Да не собираюсь я замуж. Пал Палыч: вокруг столько достойных мужчин! По крайней мере, двое. Когда твоей маме было 23 года, она была очень спокойной, вышивала крестиком и пекла пирожки. И почему ты на нее совсем не похожа? Мама умерла родами, я ее совсем не знала. Воспитывал меня ты. Поэтому я и похожа на тебя. Видно, я тебя не так воспитал! Женя: я все-таки буду работать на заводе. Вот родишь сына – когда-нибудь ему на завод обеды носить будешь.

Женя в своей комнате читает книгу. Входит Пал Палыч. Прости меня, я просто привык командовать. Но ведь я думаю о твоем счастье, а женщина на заводе счастливой быть не может. Давай сегодня вечером посидим в ресторане, там все в спокойной обстановке и обсудим. Женя соглашается на предложение отца. А что ты читаешь? Про водородные двигатели? Все с ними просто с ума посходили.

Женя приходит на завод отца в отдел кадров. Я хочу устроиться к вам на работу. Марина, специалист по работе с персоналом, говорит: пожалуйста, у нас буфетчица ушла в декретный отпуск. Можете приступать к работе хоть сейчас. У меня высшее техническое образование, я хочу поступить на работу в заводское КБ к Владимиру Громыко. К нему все хотят. Но там вакансий нет. Как это – нет? Я же сама читала: имеется вакансия инженера. Вы читали невнимательно. Там же написано: инженер мужчина. И это единственная проблема? Да, единственная, но непреодолимая. Женя: меня удивляет, что все это говорит не грубый мужлан, а молодая образованная женщина. На дворе XXI век, женщины в космос летают, управляют государством, а вы меня в буфет отправляете. По-моему, в дискриминации по половому признаку виноваты вовсе не мужчины, а такие глупые курицы, как вы. Что? Вы все прекрасно слышали.

Женя с отцом сидит в ресторане. Как дела, дочь? Не очень. К их столику подходит мужчина. Пал Палыч: Валентин, какая приятная неожиданность! Бурмистров на ухо говорит Пал Палычу: меня зовут Виталий. Пал Палыч: это моя дочь. Бурмистров: вы очаровательны. Пал Палыч: она не пьет, не курит, высшее образование и прекрасное воспитание, да еще и красавица. Бурмистров, разглядывая свое отражение в металлической ложке, говорит Жене: никогда не стоит скрывать своих достоинств, если человек красив, это нужно лишь подчеркивать. Женя: у вас это очень хорошо получается. Что есть – то есть. Пал Палыч: он архитектор, хорошо зарабатывает, не женат. Есть квартира. Бурмистров: в центре. И дача. Женя: это сватовство? Пал Палыч: ничего подобного, просто встреча старых друзей. И где же вы познакомились? Бурмистров: на работе. Пал Палыч: он нам делал один проект. Женя: проект – чего? Бурмистров: дома. Пал Палыч: склада. Женя: вы тут сами разберитесь, что вы проектировали, а я пойду.

Бурмистров Пал Палычу: я человек занятой, серьезный. Что это такое произошло? Да она только что прилетела, смена часовых поясов, устала. Я вам позвоню. Пал Палыч уходит. Бурмистров: а дочка у него – огонь!

Пал Палыч на улице догоняет Женю. Прекрати себя вести как скандалистка. Это я скандалистка? Мне уже доложили про твое поведение в отделе кадров. Так эта курица меня просто унизила. И здесь тебя унизили? Я не хочу замуж. Все хотят, только не все это понимают. Я сама решу эту проблему, когда найду человека, которого смогу полюбить. Так можно и до 50 лет прождать, а я так долго терпеть не могу. Женя: это было последнее сватовство в ресторане. Пал Палыч: ладно, я тебе это обещаю.

Пал Палыч и Женя возвращаются домой. Валентина Степановна: почему так рано? Женя: я хочу есть. Валентина Степановна: я так и знала! В этих ресторанах совершенно не умеют готовить. Звонок в дверь. На пороге рыжий мужчина с двумя букетами в руках. Меня зовут Вадим Мичковский. Могу я увидеть Пал Палыча? Он вручает один букет Валентине Степановне: хранительнице домашнего очага. Женя отцу: это то, о чем я думаю? Нет, это встреча старых друзей. Ты же обещал! Я обещал про ресторан, а мы теперь дома. Мичковский представляется Жене. Пал Палыч: моя дочь. Не пьет, не курит, высшее образование, отменное воспитание, красавица. Женя Мичковскому: вы можете выбирать между мной и Валентиной Степановной, у нас в доме можно брать замуж всех. Валентина Степановна: чаю? Женя: нет, я сыта по горло. Она уходит. Пал Палыч: недавно прилетела, смена часовых поясов. Мичковский тоже отказывается от чая и уходит. Пал Палыч: я вам еще позвоню. Валентина Степановна: какой приятный молодой человек, милый, доброжелательный. Возвращается Женя: и сколько их еще сегодня будет? Пал Палыч: да уже ночь на дворе. И было их всего двое. Тогда познакомь меня в Владимиром Громыко. Ни за что! Он упрямый наглец, хам, да еще и бабник. Такой будущий отец нам не нужен. Какой будущий отец? Он мне как инженер нужен, талантливый изобретатель, я работать с ним хочу. Пал Палыч: договоримся о трех вещах. Первое: ты не будешь работать на заводе. Второе: ты не будешь работать с Громыко. Третье: не говори мне о первом и втором.

Утром Владимир Громыко просыпается у себя дома. В его постели лежит Мила. Девушка говорит: как хорошо, что мы с тобой вчера познакомились. Ох и набрался же я вчера в клубе! Я сразу поняла, что ты – любовь всей моей жизни. Давай поднимайся, мне на работу пора. Громыко идет в душ. Мила: а зеркало надо будет перевесить. И кровать поставим вон туда. И железяку эту (она показывает на стоящую посреди комнаты модель двигателя) мы выбросим. Громыко: я редко так напиваюсь, это работе мешает. Мила: у тебя кто-то есть? Да, моя работа и эти железяки. В моем сердце ни для чего больше места нет. Тебя подвезти? Я думала, мы будем жить вместе. Если тебе нравится – можешь тут жить. Только, как ты понимаешь, я сюда иногда девушек привожу. Негодяй! Будешь уходить – захлопни дверь.

Женя приходит на завод. Она обращается к вахтерше: мне нужно к Владимиру Громыко в конструкторское бюро. Нужно пропуск оформить, паспорт давайте. Вахтерша изучает Женин паспорт: а вас я пропустить не могу. Почему? Распоряжение руководства. Именно вам на завод проходить нельзя. Женя прошмыгивает мимо вахтерши, устремляется к лифту. Стой! Тревога! Вахтерша свистит в свисток.

Женя заходит в КБ. Громыко лежит под двигателем, ему видны только ноги визитерши. Женя: я хочу с вами поговорить. Так, я что, не дал вам номер своего телефона? Странно. При таких ногах – точно бы дал. Я по серьезному делу, хочу у вас работать. Вы что-то перепутали, швейная фабрика за углом, а тут машиностроительный завод, железяки всякие. Я дипломированный специалист, инженер. Громыко смеется: в жизни всякое случается. Но у меня в КБ ни одна женщина никогда работать не будет. Это мое личное убеждение. Здесь даже туалета женского нет. И вообще: я работаю, а вы мне мешаете. Хам! Выход вон там. Громыко показывает направление ногой. Я вам это припомню. Женя уходит. Громыко: а ножки ничего так.

Женя выходит с территории завода. Вахтерша: вы хулиганка. В следующий раз я милицию вызову. Женя: запомните, я устроюсь сюда работать. И вам придется пускать меня сюда каждый день.

Мичковский разговаривает с Марией Ивановной: эта Женя меня просто очаровала. Она красавица, но с характером. К сожалению, я ей не понравился. Мария Ивановна: женщина – как гора. Не покоряется с первого раза – повторите попытку. Альпинист из меня плохой. Нельзя ли найти обходной путь? А как прошел ваш визит? С отцом и экономкой я установил контакт мгновенно, это прекрасные люди. Вот вам и обходной путь. Сколько браков начиналось с дружбы будущего зятя с отцом девушки. Пригласите его попить пива, очаруйте Пал Палыча. А экономку? Нет, ее очаровывать не обязательно.

В КБ приходит Марина, она спрашивает Громыко, что за девица к нему вчера приходила, с кем его видели в ночном клубе? Она начинает плакать, говорит, что любит Громыко. Тот утешает Марину и обещает в следующий раз пойти с ней в ресторан.

Бурмистров спрашивает Марию Ивановну, как ему покорить Женю. Та советует ему вести себя романтично.

Женя плачет, рассказывая Валентине Степановне о своих неудачах: у них даже туалета женского нет, разбились все моим мечты! Потом ей в голову приходит мысль, она находит старые вещи отца и переодевается в мужскую одежду. Нет, все равно видно, что я – переодетая девушка. Надо поработать над образом. Женя отрезает косу, наносит грим, надевает парик.

Женя выходит из дома, видит стоящего рядом с входом Бурмистрова с букетом в руках. Нет, я его у вас точно не возьму! Ты чего, пацан? Больной? В торец захотел? Простите, это недоразумение.

Женя приходит в отдел кадров, говорит Марине, что хочет устроиться на работу к Громыко. Чтобы занять вакансию – надо пройти собеседование. Ваши документы? Я окончил универ в другом городе, диплом по почте идет. А паспорт дома забыл. Ладно, в виде исключения можете документы потом принести.

Женя заходит в КБ. Громыко пытается запустить двигатель. Черт, как только увеличил мощность – он перестал заводиться. А ты иди отсюда, я работаю. Насколько мощность увеличили? На 20 процентов. Электронный клапан? Проверяли. Распределитель топлива? Разумеется. А предохранитель после увеличения мощности поменяли? Вот он и перегорел. Надо вместо пятиамперного для начала на шесть ампер поставить, потом, может быть, на 10. Двигатель заводится. Ты откуда это знаешь? Так, в университете кое-что учил. Так у вас тут есть вакансия? Нет, она занята. Кем? Тобой. Добро пожаловать в нашу команду!

Женя просит Валентину Степановну решить проблему с документами. Та отдает девушке паспорт своего внучатого племянника, который потерял его во время визита к двоюродной бабушке. Его зовут Евгений Кравченко.

Женя объясняет Марине, что несходство ее лица с фотографией объясняется болезнью.

Громыко знакомит новичка с коллективом. Перед работой Жене приходится переодеваться в туалете. После смены коллеги требуют, чтобы Женя проставился. Женя в кафе пьет водку, произносит тост за женщина. Присутствующие дамы приглашают его (ее) танцевать. Парни удивляются успеху Жени у женщин. Утром Валентина Степановна отпаивает Женю рассолом.

К Пал Палычу на работу приходит Мичковский. Он сообщает отцу Жени, что он – замечательный врач ветеринар. Пал Палыч разочарован: в семье хорошо бы иметь человеческого врача. Мичковский утверждает, что тому, кто можетвылечить не умеющих говорить животных, очень легко лечить говорливых людей. Пал Палыч жалуется на поясницу, Мичковский прописывает ему лошадиную микстуру, корректируя дозировку. Пал Палыч настоятельно приглашает Мичковского зайти в выходные на ужин.

Во время запуска двигателя происходит ЧП: один из подчиненных Громыко подключает вместо баллона с водородом баллон с пропаном. До взрыва остается две минуты, но Женя успевает стравить газ из баллона. Громыко спрашивает, почему Женя так рискует жизнью. Я читал твою книгу много раз и не мог допустить, чтобы дело всей твоей жизни взлетело на воздух. Громыко: теперь ты мне не просто друг, ты – мой брат.

Пал Палыч выговаривает Громыко за ЧП. Тот говорит, что взрыв предотвратил новичок. Пал Палыч не узнает дочь: та измазала лицо мазутом.

Ночью Бурмистров исполняет для Жени серенаду. Та выходит на улицу и говорит, что ее сердцу хочется покоя: завтра рано утром на работу.

Громыко приглашает Женю в гости. Он показывает ей свой мотоцикл. Агрегат носит имя Мышка в честь любимой кошки Громыко. Женя рассказывает, что свой мотоцикл назвала Барсиком в четь любимого кота. У нас все похоже! Нет, у тебя была кошка, а у меня – кот.

Мария Ивановна советует Бурмистрову: чтобы покорить сердце Жени, надо спасти ей жизнь. Бурмистров возле дома Короленко инструктирует двух спортсменов: они должны напасть на Женю, а он спасет девушку. Разговор слышит Женя. Она представляется Бурмистрову собственным братом, говорит, что сестра уехала на пару недель. Бурмистров просит Женю никому не рассказывать об услышанном. Та согласна при одном условии: Бурмистров не должен больше появляться у их семейного дома.

Женя приходит домой. Она жалуется Валентине Степановне: у меня случилось горе. Что, неприятности на работе? Нет, там все замечательно. Но я, кажется, влюбилась.

конец эры двигателя внутреннего сгорания в год коронавируса?

Часть 1. 101 причина смерти традиционного автомобиля в 2020 году

2020 год принес не только коронавирус, нарушивший планы всего мира и почти остановивший сообщение стран друг с другом. В нынешнем году правительства многих стран совершили беспрецедентные траты на поддержание экономики. Большие инвестиции были сделаны и в новые технологии декарбонизации транспорта, а еще бОльшие — заявлены, что дает немалые основания считать, что конец эры двигателя внутреннего сгорания совсем близок.

Действительно, план «чистой энергии» нового президента США Джо Байдена размером в $2 трлн предусматривает среди прочего создание миллиона рабочих мест в автомобильной промышленности, производстве автокомпонентов, формирование «умной» дорожной инфраструктуры и зарядных станций, которых планируется аж полмиллиона, по одной станции на 660 американцев. Субсидии и налоговые вычеты получат широкие слои самых небогатых покупателей. Каждому городу США с населением более 100 тыс. человек обещаны федеральные субсидии для полного перехода к общественному транспорту с нулевыми выбросами. Также обещаны инвестиции в создание и коммерциализацию технологий эффективных батарей, иных способов хранения энергии и производства «зеленого» водорода. Запланировано разжечь вторую железнодорожную революцию в Америке — как за счет расширения сети дорог, так и за счет их дальнейшей электрификации. Сама электроэнергетика должна не только произвести достаточно энергии для такого масштабного перехода, но и к 2035 году стать полностью «зеленой».

Не менее масштабны и планы европейских государств по массовой электрификации. Президент

Эммануэль Макрон перенес планы расширения сети зарядных станций во Франции до 100 тысяч на 2021 год и объявил о субсидиях на электромобили и подзаряжаемые гибриды в размере €2-5 тыс. Постковидный план восстановления экономики, объявленный в сентябре, предусматривает, что €30 млрд из €117 млрд инвестиций и субсидий будут направлены на «зеленое» развитие — в основном, на расширение производства электромобилей (до 1 млн в год к 2025) и массовое производство водорода на АЭС. Напомним, что Франция еще три года назад объявила о запрете продаж новых автомобилей с ДВС с 2040 года.

Премьер-министр Великобритании Борис Джонсон объявил о переносе запрета на продажу автомобилей с двигателями внутреннего сгорания на 2030, закупке тысяч «зеленых» автобусов и поддержке создания «зеленых» самолетов и судов. Будут выделены деньги на развитие атомной и ветроэнергетики, производства водорода и ряд других мер. Правда, объем не впечатляет, всего 12 млрд фунтов стерлингов.

Общий план стимулирования экономики немецкого правительства ровно в 10 раз больше — €145 млрд. €7 млрд будет направлено на производство водорода и расширение станций водородных заправок для грузовых автомобилей. Повышены субсидии и максимальная цена электромобилей для их получения (с €40 тыс. до €60 тыс.). Кажется, это подарок Илону Маску и его покупателям — цена Теслы 3 в Германии начинается с €42900. Интересно, что в США начальная цена чуть выше 30 тыс. и уже долларов.

План расширения сети зарядных станций точных цифр не содержит, но общие инвестиции — €2,5 млрд. Количество СО2 на километр снова снижено, уже до 95 граммов, а освобождение электромобилей от налогов продлено на 10 лет. До конца следующего года правительство потратит €1,2 млрд на закупку электробусов. Исходя из нынешних цен на электробусы и зарядные станции, этого может хватить на 2-3 тыс. машин. Для малого и среднего бизнеса также предусмотрены субсидии на закупку «зеленой» коммерческой автотехники, правда, не очень большие, всего €200 млн. Немецкие железные дороги получат €5 млрд, но вот тут назначение весьма размыто — то ли продолжат закупать водородные и аккумуляторные поезда, то ли просто потратят на поддержание стабильности перевозок. Жалобы на задержки поездов в Германии столь часты, что «стабильное движение в будущее» можно понять как угодно.

Не отстают и другие европейские страны. Например, Национальное управление транспорта Ирландии объявило тендер на поставку 800 двухэтажных (!) электробусов. Ранее были заказаны и уже начали поступать первые из 100 гибридных автобусов. Кроме этого, в Дублине на одной из линии работает автобус на водородных топливных элементах; в следующем году к нему присоединятся еще несколько машин. Управление транспорта Барселоны объявило, что впредь будет закупать только электробусы, биогазовые гибриды и водородные автобусы. А их коллеги из Варшавы получили в этом году все заказанные 130 электробусов и готовы заказывать еще.

Каждая из этих программ поддерживает «зеленую» энергетику. Европейские страны будут дружно строить ветряные электростанции — правда, в Германии между ними ограничат минимальное расстояние: ближе километра друг от друга их строить теперь нельзя, что в плане развития экономики прямо и указано. Жители Германии уже давно массово жалуются на визуальное засорение пространства ветряками и шум от них. Теперь правительство признало это на самом высоком уровне.

Несмотря на протесты «зеленых» политиков, атомная энергетика получает высокий приоритет. Однако разрабатывать и строить будут только новые и более безопасные атомные электростанции. Германия в этом не участвует: после аварии на атомной станции в Фукусиме

Ангела Меркель объявила о закрытии всех станций, Меркель из немецкой политики уходить раздумала и свои собственные меры, разумеется, не отменит.

Суммарный объем инвестиций, субсидий, мер материальной поддержки в общем не имеет аналогов в истории — время сейчас мирное, и пандемия короновируса — отнюдь не мировая война. Ранее выделение таких средств и не обсуждалось: денег у правительств в таком количестве не было, а их эмиссия считалось прямой дорогой к безудержной инфляции. Однако экономика, похоже, изменилась. Соединенные Штаты выделили триллионы и, хотя многие указывают, что они в итоге оказались на бирже, к инфляции это не привело — экономика деньги поглотила. Все развитые страны идут по такому же пути, вот и бюджет Японии первый раз в истории превысил $1 трлн и ожидается дальнейшее увеличение.

Европейские правительства посылают четкий и однозначный сигнал — «мы сами электрифицируем транспорт и всем остальным настоятельно рекомендуем!» Деньги вкладываются вдумчиво: в закупки и субсидии на сам транспорт, в производство «чистых» электричества и топлив, в инфраструктуру для их широкого распределения. Стараются не забыть ни богатых владельцев обширных парков техники, ни бедных граждан, которым без субсидии дорогие электромобили совсем не по карману. Планы строятся на 10 и более лет, и на электоральные циклы демонстративно не обращают внимание. Этим правительства демонстрируют уверенность, что кто бы ни пришел после них, такая политика будет продолжена.

Значит, двигатель внутреннего сгорания можно смело отбрасывать на обочину истории? Не все так просто…

Продолжение следует.

Павел Карташов, представитель АПЛ ГмбХ в России (крупнейший независимый институт в области испытаний автомобильной техники, топлив и масел)

3 сценария и особый путь России — журнал За рулем

Проблема не в том, что невозможно создать ДВС, отвечающие нормам Евро‑7. Машина с таким двигателем выйдет слишком дорогой. Поэтому с 2025 года все европейские компании выпускают только электромобили. И водородомобили для тех, кому не хочется стоять на зарядных станциях по часу. Сегодняшние машины на водородном топливе могут преодолевать 500–700 км. Правда, у них есть сложности с пуском при минусовых температурах.

Материалы по теме

Производственные трудности невелики, в линейке большинства мировых фирм уже есть электромобили и целые платформы для будущих электрокаров. Еще одну — Electric-Global Modular Platform — в конце прошлого года представил Hyundai. Volkswagen и без Евро‑7 давно заявил, что к 2026 году завершит работу с ДВС. А Mercedes-Benz год назад рапортовал, что ДВС нового поколения не планирует и сосредоточится на электротяге.

Стимулирующие покупателей электромобилей льготы и поблажки, которые кое-где сейчас действуют, к тому моменту отменят. Раньше надо было суетиться! Стимулировать, скорее всего, начнут скорейший отказ от ДВС — налогами. По­этому европейцы постараются не тянуть с заменой старенького зловонного Фиата или Ситроена.

Непростой задачей поначалу станет обслуживание электромобилей. Великобритания, например, сейчас столкнулась с тем, что только один из двадцати механиков обучен для работы с таким транспортом.

ЧЕЙ КЛАСС ЛУЧШЕ

Материалы по теме

Российские нормы содержания вредных веществ в выбросах автомобилей узаконены в ТР «О безопасности колесных транспортных средств» (единый норматив для стран-членов ЕАЭС). Все наши экологические классы с первого по шестой — отсылки к Правилам ООН. В России пятый класс действует с 1 января 2016 года. А в Евросоюзе годом ранее вступил в силу Евро‑6.

Что касается топлива, то российские экологические классы для бензина и солярки оговорены в отдельном техническом регламенте (ТР 013/2011) и ГОСТах «Топлива моторные. Бензин неэтилированный» и «Топливо дизельное ЕВРО». Ссылок на Правила ООН здесь нет, и наши топлива по ряду параметров незначительно отличаются от европейских. Экологические же классы (К2, К3, К4, К5) различаются исключительно по содержанию серы. Понятия К6 в наших документах пока нет. Роснефть больше года выпускает ­и продает бензин марки «Евро‑6» с улучшенными экологическими свойствами, но в документации он обозначен как АИ‑95‑К5.


Второй сценарий будущего: мягкий

Производители, сознавая, что на электромобилях весь бизнес не вытянешь, разрабатывают инновационные ДВС. По примеру Мазды, только что показавшей прототипы новой линейки. Появятся новые автоматические коробки передач всех типов. У механики будущего нет — она портит выхлоп.

Материалы по теме

При сохранении массового производства стоимость новых моторов выйдет приемлемой. Число моделей с ДВС сильно уменьшится, но они и после 2025 года как минимум в форме гибридов останутся в строю наравне с электрическими. Разница в цене исчезнет, а в рекламе прозвучит: «Только машины с ДВС позволяют ехать 1000 км без остановки!»

Вообще, в Евросоюзе продают всего 17,5% новых машин, выпускаемых в мире. Меньше чем в США, меньше чем в Китае. А в большинстве стран еще долго будут царить местные экологические нормы. Так что заводы в Бразилии, Мексике, Индии, Турции и России продолжат миллионами выпускать привычные автомобили. Да и в США с Китаем, скорее всего, тоже.

«Нам придется еще долго полагаться на двигатели внутреннего сгорания».
Канцлер Германии Ангела Меркель, ноябрь 2020 года

КОРОТКОБОЙЩИКИ

Производители грузовиков реагируют на Евро‑7 спокойно. В декабре 2020 года Daimler Trucks, Scania, MAN, Volvo AB, DAF, Iveco и Ford Trucks подписали соглашение о прекращении продаж траков с ДВС… лишь в 2040 году. Хотя многие компании давно продают электрические и водородные грузовики, в том числе магистральные.

В большинстве стран мира быстрый отказ от грузовиков с ДВС невозможен. Сегодня немецкий перевозчик на водороде или электротяге не доберется до Челябинска. Да и до Греции, пожалуй, тоже. Сети соответствующих заправок развиты неравномерно даже в Евросоюзе.

Главные препятствия продвижения водородных грузовиков: дороговизна машин и топлива, низкий ресурс узлов, сложности с перевозкой водорода и его хранением. Даже у лучших электрических образцов мал запас хода — 300–400 км (у камазовского грузовика Moskva — 200 км). Быстрая зарядка занимает час-полтора, медленная — до десяти часов. Заявленные показатели инновационного тягача Tesla Semi (на иллюстрации) намного выше (500–960 км, зарядка до 80% на специальной станции — за полчаса), но почему-то начало его продаж откладывалось уже три раза.


Факт 1

Транспортный сектор обеспечивает примерно 20% от глобального объема выбросов углекислого газа (8 млрд т в год).

Среди всех видов транспорта наибольшую экологическую нагрузку дают автомобили: 30% — грузовые, 45% — пассажирские (включая автобусы и мотоциклы). Для сравнения, на пассажирские и грузовые авиаперевозки приходится менее 12% выбросов, на морские перевозки — 11%, а на железнодорожный транспорт и вовсе 1%

Факт 2

Выбросы взвешенных частиц не только и не столько зависят от типа двигателя и экологического стандарта топлива, сколько от общего состояния автомобиля и дорожной инфраструктуры.

По данным исследований, проведенных в Великобритании и России, на отработавшие газы приходится только 28% выбросов, 7% — на тормозную систему, 12% — на износ шин, а больше всего — 53% — на износ дорожного покрытия

Сценарий российский, реалистичный

Весной 2031 года мэр Москвы торжественно откроет тысячную зарядную станцию в столице. «За десять лет продажи электромобилей в России выросли в десять раз и составили 3530 штук!» — скажет мэр, умолчав о том, что четверть станций в данный момент неработоспособна, а во всей остальной России таких заправок меньше сотни. Затем все сядут на выпущенные в Подмосковье Мерседесы S‑класса с бензиновыми моторами — и разъедутся.

Материалы по теме

Зимой электромобили с севшими батареями десятками беспомощно стоят в тоннелях и на эстакадах, ожидая мобильную техпомощь (с дизельными генераторами) и усугубляя пробки. Их замерзающих владельцев весело троллят водители Солярисов и Ларгусов.

Материалы по теме

А если серьезно, то всего год назад приняты поправки в Приложение 1 Технического регламента Евразийского экономического союза, оговаривающие существование в России шестого экологического класса. До того в странах ЕАЭС предусматривали только пять экологических классов, и стало невозможно выдавать ПТС для транспортных средств «с выхлопом Евро‑6», поступающих в продажу. Появление шестого класса не предполагает новых ограничений для машин, продаваемых у нас, или новых требований к топливу — это всего лишь констатация факта, что такие автомобили существуют в природе.

И Евро‑7 в обозримом будущем нам ничем не грозит, поскольку мы движемся с отставанием от Европы на 10–15 лет. Примерно до 2040 года можно не беспокоиться об установке индивидуальной розетки во дворе. И надо крепко подумать, стоит ли нам вообще гнаться за Европой: применительно к Мурманску или Норильску электромобиль выглядит нелепицей сейчас — и за 10–15 лет законы физики вряд ли изменятся.

КАК УЛУЧШИТЬ ДВС?

Способов оптимизации сгорания много, отнюдь не фантастических, и они постепенно воплощаются серийно. Так, компания Mazda реализовала на дизеле 2.2 SkyActiv-D рекордно низкую степень сжатия 14,1:1. Результат: более низкое давление и температура в верхней части поршня, лучшее смешение воздуха и топлива, меньше оксидов азота и сажи на выпуске. На бензиновом SkyActiv-X (2018 год) впервые применено воспламенение от сжатия, что значительно повысило КПД и дало большой выигрыш по экологии.

Многие фирмы работают с переменной степенью сжатия, регулируемыми в широких пределах фазами газораспределения, охлаждением отработанных газов, новыми технологиями впрыска, автоматическим отключением невостребованных цилиндров.

Материалы по теме

Наконец, самый радикальный подход: технология FreeValve от шведского производителя суперкаров Koenigsegg. Не нужны распредвалы, привод ГРМ, дроссельная заслонка — всем процессом газораспределения занимаются компактные электромагнитные актуаторы. Фазы меняются без ограничений, что позволяет в зависимости от режима использовать несколько выгодных термодинамических циклов помимо стандартного цикла Отто и имитировать изменение степени сжатия. Выбросы теоретически возможны нулевые.

Быстрому созданию «идеального ДВС» препятствуют конкуренция и патентная система. Но в критической для всех ситуации заводы, возможно, найдут общий язык.


Предвыборные страсти вокруг запрета двигателей внутреннего сгорания | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Кто бы мог еще совсем недавно предположить, что едва ли не самой горячей темой предвыборной кампании в Германии станут не пенсии, не беженцы, не борьба с терроризмом и не отношения с Россией на фоне Крыма и санкций, а… судьба двигателей внутреннего сгорания (ДВС)!

Однако за месяц до голосования стало ясно: исход парламентских выборов и последующее формирование нового коалиционного правительства ФРГ в немалой степени будут зависеть от отношения различных партий к бензиновым и особенно к дизельным автомобильным моторам. Что на самом деле вовсе не удивительно. Ведь спор, по сути дела, разгорелся вокруг перспектив национальной промышленной политики и путей развития ключевой отрасли немецкой экономики – автомобилестроения.

«Дизельный скандал» озадачил автовладельцев и автопром 

У немецкого автопрома, с одной стороны, до сих пор отлично шли дела, продажи и прибыли достигли в 2016 году очередных рекордных уровней. С другой стороны, дизельный скандал и подозрения в широкомасштабном картельном сговоре подорвали авторитет отрасли, Америка и Азия, похоже, окончательно отвернулись от легковых машин с дизельными двигателями, а в городах Германии растет готовность запрещать въезд дизелям, ведь их выхлопные газы оказались куда более вредными, чем до сих пор считалось.

Демонстрация против дизельных автомобилей в Мюнхене

Немецкие владельцы дизелей, они же – избиратели, в растерянности: как быть, если им в скором времени перекроют дорогу до работы или даже до дома? Кто возместит потерю стоимости дизельного автомобиля, особенно, если он недавно куплен? И что будет с налоговыми льготами на дизельное топливо, введенными в те времена, когда оно считалось более экологичным, чем бензин?

В растерянности и сам автопром. Он вложил миллиарды евро в развитие дизельной технологии, от нее зависят десятки тысяч рабочих мест, а все больше экспертов и растущее число жителей Германии требуют от автостроителей отказаться от выпуска малоперспективной на их взгляд техники и всецело сосредоточиться на выпуске автомобилей с электрическими и другими альтернативными двигателями, чтобы не отстать от иностранных конкурентов.  

«Зеленые» за скорейший запрет ДВС

В этой ситуации той правительственной коалиции, что будет сформирована по итогам выборов 24 сентября, неминуемо придется заняться активной промышленной политикой, предполагающей четкие целевые установки для автопрома. Поэтому перед выборами немецкие партии соответствующим образом позиционируются.     

По объемам производства и продаж электромобилей Китай уже намного опередил Германию

«Зеленые не войдут ни в какую коалицию, которая не возьмет курс на окончание эры двигателей внутреннего сгорания и не создаст условия для развития безэмиссионного транспорта», — заявил в минувшие выходные Джем Оздемир (Cem Özdemir), сопредседатель партии «Союз 90/»зеленые». Тем самым он заострил до ультиматума один из важнейших пунктов предвыборной программы партии.

Он гласит: в Германии с 2030 года не должны больше допускаться к эксплуатации новые легковые автомобили с какими бы то ни было выбросами в атмосферу. Таким образом, немецкие «зеленые» намерены на 10 лет опередить Францию и Великобританию. Обе страны уже взяли курс на запрет продажи новых автомобилей с бензиновыми или дизельными двигателями самое позднее с 2040 года.

ХСС призывает не рубить «корни благосостояния»

В свою очередь, баварская ХСС, традиционно образующая в бундестаге блок с общефедеральной партией ХДС, в столь же ультимативной форме заявила, что для нее одно из условий участия в будущей коалиции – это  дальнейшая приверженность двигателям внутреннего сгорания. Отказ от них для ХСС столь же неприемлем, как «повышение налогов, облегчение миграции или послабления в области политики безопасности», заявил лидер партии и премьер-министр Баварии Хорст Зеехофер (Horst Seehofer).

Хорст Зеехофер и Ангела Меркель

По его словам, «запрещать двигатели внутреннего сгорания – это рубить корни нашего благосостояния». Тут следует отметить, что в Баварии находятся штаб-квартиры и головные заводы немецких автостроительных компаний BMW и Audi.

На все это лидер «зеленых» возразил, что тем избирателям, «которые в будущем собираются любоваться немецкими автомобилями в музее», следует, конечно, голосовать за ХСС. Тем же, кто хочет сохранить в Германии автомобилестроение, улучшить качество воздуха и защитить глобальный климат, следует поддержать «зеленых», призывает Оздемир. По его словам, будущее – за безэмиссионными автомобилями, пусть даже Зеехофер и не может этого понять. «Вопрос лишь в том, будем ли мы покупать эти автомобили в Китае и в США или сами делать».  

Ангела Меркель вносит определенность

Весьма показательно, что оба партийных лидера сослались на канцлера Германии и председателя ХДС Ангелу Меркель (Angela Merkel). В опубликованном 17 августа интервью она заявила, что считает в будущем отказ от ДВС «верной установкой», однако называть конкретную дату не стала. Джем Оздемир усмотрел в фразе поддержку своей линии, Хорст Зеехофер указал на решительное неприятие Меркель всяческих запретов и отсутствие в ее высказывании каких-либо сроков.

Сама же Ангела Меркель, судя по всему, почувствовала, что ее гибкая (или неопределенная) позиция не удовлетворила ее потенциальных избирателей и прежде всего не развеяла страхи обладателей дизельных автомобилей. Поэтому десять дней спустя, 27 августа, в интервью телеканалу ZDF она расставила точки над «и», подчеркнув: «Дизель будет существовать еще много, много лет, как и бензиновый двигатель».

По мнению канцлера, такой двигатель является переходной технологией на пути к безэмиссионным автомобилям будущего, однако «эта переходная технология нам понадобится не годы, а, я бы сказала, десятилетия». Так что Меркель явно отмежевалась от позиции «зеленых» и продемонстрировала, что в  блоке ХДС/ХСС по данному поводу разногласий нет.

Одновременно против запрета дизелей выступили ведущие социал-демократы, поскольку их партии, СДПГ, нужны голоса не только рядовых автовладельцев, но и рядовых рабочих, связанных с производством дизелей. А стоящие на защите частной собственности либералы из СвДП подчеркнули, что выступают против запретов на въезд дизелей в города, поскольку это было бы»равнозначно экспроприации автовладельцев».

Так что в вопросе о дизелях и в целом о ДВС блок ХДС/ХСС резко расходится с «зелеными» и с Левой партией, которая тоже выступает за запрет с 2030 года, но смог бы договориться о коалиции как с социал-демократами, так и с либералами. А что делать, если Меркель или социал-демократам для формирования коалиции понадобятся «зеленые»? 

Еще больше информации о выборах в бундестаг 24 сентября 2017 г. — в нашей специальной рубрике Выборы в Германии.

Смотрите  также: 

  • Volkswagen: история одной махинации

    Разоблачение

    Сентябрь 2015 года. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) публикует сенсационное расследование. Утверждается, что минимум на полумиллионе автомобилей Volkswagen с дизельными двигателями установлено программное обеспечение, которое позволяет обходить стандарты. Выброс вредных веществ превышал норму почти в 40 раз. Автоконцерну грозит штраф в размере ни много ни мало 18 миллиардов долларов.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Их предупреждали

    Между тем в мае 2014 года авторитетный американский институт ICTT (International Council on Clean Transportation) уже обращал внимание EPA, что выхлопные показатели у некоторых автомобилей Volkswagen значительно выше, чем разрешено законом. Реакции от Volkswagen не последовало.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Корнями в прошлое

    Вскоре выяснилось, что решение о манипуляциях было принято автоконцерном еще в 2005 году — для укрепления на американском рынке. Во время рекламной кампании в США Volkswagen использовал слоган Clean Diesel, утверждая, что дизельные автомобили — это экологично и надежно.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Затронуты миллионы машин

    О том, что будут отозваны миллионы автомобилей, начали говорить почти сразу. Но окончательную цифру не озвучили. Вначале сообщалось о 11 миллионах автомобилей по всему миру. Затем — о 8,5 миллионах автомобилей в Европе. В октябре объявили, что отозваны будут 2,5 миллиона машин в Германии. Акция начнется в 2016 году.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Вот злонравия достойные плоды

    Мартин Винтеркорн (Martin Winterkorn), экс-глава Volkswagen, пережил крушение карьеры. Еще в апреле он добился продления контракта, но спустя ровно неделю после первых публикаций EPA подал в отставку. Еще через несколько дней против него открыли уголовное дело. Далее VW заявил о возможности гражданского иска к Винтеркорну. Также прошел слух, что он покинет все посты в концерне.

  • Volkswagen: история одной махинации

    ФРГ подтверждает махинации

    Министр транспорта ФРГ Александр Добриндт (Alexander Dobrindt) сообщил, что VW и в Европе манипулировал системой контроля за выхлопами. Махинации затронули автомобили с дизельными двигателями объемом 1,6 и 2,0 литра. В ноябре 2015 года прокуратура сообщила о новом уголовном деле против VW: на сей раз речь идет об уклонении от уплаты налогов.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Запрет на продажу, далее — на эксплуатацию

    Швейцария ввела запрет на продажу ряда автомобилей Volkswagen. В октябре Калифорнийский совет по ресурсам атмосферы (CARB) выдвинул ультиматум автоконцерну: в случае отказа доукомплектовывать проблемные автомобили CARB обещал добиваться запрета на эксплуатацию машин VW. Схожие проблемы наблюдаются и в других странах.

  • Volkswagen: история одной махинации

    «Я ничего не знал»

    От исполнения своих обязанностей отстранены топ-менеджеры дочерних компаний VW — Ульрих Хакенберг (Ulrich Hackenberg) из Audi и Вольфганг Хац (Wolfgang Hatz) из Porsche. Угроза отставки нависает также над руководителем представительства VW в США — Майклом Хорном, но ему удается сохранить свой пост. Возможно, в том числе благодаря собственным уверениям, что он якобы «ничего не знал».

  • Volkswagen: история одной махинации

    Обыски на заводах и в частных домах

    В октябре 2015 года на головном заводе Volkswagen в Вольфсбурге прошли обыски. Были изъяты документы и носители данных. Также обыску подверглись квартиры высокопоставленных сотрудников. Спустя десять дней — новое испытание: обыск во Франции, на заводе VW в городе Виллер-Котре. Французское Ведомство по защите прав потребителей инициировало свое расследование махинаций VW.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Впервые за 20 лет квартальный убыток

    Автоконцерн выделяет 6,7 млрд евро на отзыв 11 млн автомобилей. Следствие этих гигантских трат — первый за 20 лет квартальный убыток VW. По итогам третьего квартала 2015 года Volkswagen показал чистый убыток в размере 1,67 млрд евро. Операционные потери — 3,5 млрд. Сообщается, что сразу после публикации EPA машины VW продавали в автосалонах с колоссальными скидками — чтобы хоть что-то продать.

    Автор: Григорий Аросев


Как были устроены автомобили до изобретения бензинового двигателя

26 января 1886 года немецкий инженер Карл Бенц запатентовал автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Начиная с того момента, весь мир планомерно завоевали самодвижущиеся повозки на четырех колесах, и еще не известно, чем все это закончится. В своеобразный день рождения автомобиля «РГ» решила вспомнить, как были устроены машины до эпохи ДВС.

1. Историки предполагают, что первые автомобили могли появиться уже в ХIV веке. Ведь именно тогда итальянец Гвидо да Виджевано скрестил ветряную мельницу и тележку, получив прообраз современного транспортного средства. А немного позднее небезызвестный Леонардо да Винчи разработал подобный механизм, но с приводом на трехколесный велосипед. Гений он и есть гений…

2. А вот первым работающим паровым транспортом в мире считается изобретение Фердинанда Вербиста — иезуита из Китая, который построил свой автомобиль, как забавную игрушку, не более. Правда, игрушку для императора. Машинка была крайне мала и не могла доставить из точки «А» в точку «Б» ни царственную особу, ни простого смертного. Но факт остается фактом: в 1672 году паровой транспорт празднует свой день рождения.

3. Следующим в очереди отцов-основателей паровых машин стоит Томас Ньюкомен. Именно он в 1712 году воплотил в металле первый паровой двигатель, состоящий из цилиндра и поршня. Это уже, действительно, был прорыв! Однако, через 53 года Джеймс Уатт значительно усовершенствовал изобретение Ньюкомена. Теперь двигатель работал на основе давления, а не вакуума и стал более компактным и производительным. Его-то и начали ставить на первые паровозы.

4. В 1769 году Николас Джозеф Кагнот разработал почти полноценный авто для передвижения по узким улочкам Парижа. Копия этой машины выставлена сейчас в Музее искусств и ремесел в той же столице Франции. Правда, в те далекие времена горожане были не в восторге, когда мимо их домов проносился железный монстр весом более трех с половиной тонн! И хорошо, что в один прекрасный момент уже второй экземпляр этого «чуда» врезался в стену, разрушил ее и сам не подлежал восстановлению. Вообще, первые паровые машины были крайне тяжелыми, поэтому в следующие сто лет их ставили исключительно на рельсы… Вот как зарождалась система железнодорожных путей.

5. Вы не поверите, но электромобиль, это чудо современной техники, был изобретен еще до повсеместного применения двигателя внутреннего сгорания! Если исторические архивы не врут, то в 1828 году, изобретатель из Венгрии Аноис Джедлик собрал первую в мире модель электромобиля! А первым, кто попытался поставить данное изобретение на коммерческие рельсы, были Томас Давенпорт и Роберт Дэвидсон. Их авто с батареями увеличенной емкости начали производить в 1881-м. Но достаточно большой мощности тогда добиться так и не удалось, что дало толчок началу истории ДВС.

Самый большой дизельный двигатель в мире

Сегодня дизельные двигатели используются повсеместно: на тепловозах и грузовиках, судах и тракторах, легковых автомобилях и дизельных электростанциях.

Дизельный двигатель основан на воспламенении в цилиндре распыленного топлива (воспламенение происходит от воздуха, нагретого при сжатии). Дизельный двигатель может использовать низкосортное топливо, выдает высокий вращающий момент при низких оборотах и имеет высокий КПД (40-45%), что делает его экономичнее бензиновых двигателей, где около 70% топлива сгорает, не преобразовываясь в механическую энергию.

Дизельный двигатели могут быть очень большими. Наиболее крупные размеры имеет судовые агрегаты, установленные на больших судах. Но среди этих гигантов выделяется одна модель, которая по праву занимает почетное звание самого большого дизельного двигателя в мире.

Компания Wartsila хорошо известна всем специалистам. Она специализируется на производстве судовых энергетических установок. Одна из них – RTA-96C. Это и есть линейка двигателей, поражающих воображения обывателя.

Технически RTA-96C представляет собой двухтактный турбокомпрессорный двигатель, число цилиндров может варьироваться от 6 до 14. Версия с 14 цилиндрами является крупнейшим поршневым ДВС и устанавливается на крупнотоннажные контейнеровозы. Высота этого двигателя превышает 13 метров, длина – 27 метров, вес – свыше 2,3 тыс. тонн.

Максимальная мощность, которую способен развить этот гигант, равна почти 109 тыс. лошадиных сил. Первым судном, получившим такой двигатель, стала знаменитая «Emma Maersk», которая с вместимостью 11 тыс. TEU совсем недавно была самым большим контейнеровозом в мире.

Диаметр каждого цилиндра составляет почти метр (960 мм) при ходе поршня в 2500 мм. Объем цилиндров равен 25,5 тыс. литров.

Максимальное количество оборотов традиционно небольшое – 102, но крутящий момент при этом развивается свыше 7,5 млн Нм. Удельный расход топлива составляет 3,8 л/с, в час же агрегат «съедает» 13 тыс. литров бункера при максимальной мощности.

КПД этого двигателя-гиганта является самым высоким среди всех произведенных когда-либо дизельных двигателей – более 50%.

Некоторые сравнения, чтобы оценить мощность двигателя: он может обеспечить электроэнергией небольшой город. При 102 оборотов в минуту он производит 80 млн Ватт электроэнергии. Если средняя бытовая электролампа потребляет 60 Вт, 80 миллионов Ватт вполне достаточно для 1,3 млн ламп. Если в среднестатистической квартире одновременно горит 6 осветительных ламп, двигатель будет производить достаточное количество электроэнергии, чтобы осветить 220 тыс. домовладений. Этого достаточно для обеспечения электроэнергией города с 500 тыс. населения.

Коленчатый вал

Стоимость работы двигателя

Двигатель Wartsila-Sulzer RTA96 потребляет 13 тыс. литров топлива в час. Если в барреле нефти 158,76 литра, самый большой двигатель в мире потребляется 81,1 баррелей нефти в час. Если цена на нефть составляет $67/баррель на мировых рынках нефти, то стоимость 1 часа работы двигателя с точки зрения расхода топлива будет составлять $5,4 тыс. в час.

Поршни

Двигатель внутреннего сгорания — Energy Education

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются наиболее распространенной формой тепловых двигателей, поскольку они используются в транспортных средствах, лодках, кораблях, самолетах и ​​поездах. Они названы так потому, что топливо воспламеняется для выполнения работы внутри двигателя. [1] В качестве выхлопных газов выбрасывается та же смесь топлива и воздуха. Это можно сделать с помощью поршня (так называемого поршневого двигателя) или турбины.

Закон идеального газа

Тепловые двигатели внутреннего сгорания работают по принципу закона идеального газа: [math] pV = nRT [/ math].Повышение температуры газа увеличивает давление, которое заставляет газ расширяться. [1] Двигатель внутреннего сгорания имеет камеру, в которую добавлено топливо, которое воспламеняется для повышения температуры газа.

Когда в систему добавляется тепло, это заставляет внутренний газ расширяться. В поршневом двигателе это заставляет поршень подниматься (см. Рисунок 2), а в газовой турбине горячий воздух нагнетается в камеру турбины, вращая турбину (Рисунок 1). Присоединяя поршень или турбину к распределительному валу, двигатель может преобразовывать часть энергии, поступающей в систему, в полезную работу. [2] Для сжатия поршня в двигателе прерывистого внутреннего сгорания двигатель выпускает газ. Затем используется радиатор, чтобы система работала при постоянной температуре. Газовая турбина, которая использует непрерывное горение, просто выбрасывает свой газ непрерывно, а не по циклу.

Поршни и турбины

Рисунок 1. Схема газотурбинного двигателя. [3]

Двигатель, в котором используется поршень , называется двигателем прерывистого внутреннего сгорания , тогда как двигатель, использующий турбину , называется двигателем непрерывного внутреннего сгорания .Разница в механике очевидна из-за названий, но разница в использовании менее очевидна.

Поршневой двигатель чрезвычайно отзывчив по сравнению с турбиной, а также более экономичен при низкой мощности. Это делает их идеальными для использования в транспортных средствах, так как они также запускаются быстрее. И наоборот, турбина имеет превосходное отношение мощности к массе по сравнению с поршневым двигателем, а ее конструкция более надежна для продолжительной работы с высокой выходной мощностью. Турбина также работает лучше, чем поршневой двигатель без наддува, на больших высотах и ​​при низких температурах.Его легкий вес, надежность и возможность работы на большой высоте делают турбины предпочтительным двигателем для самолетов. Турбины также широко используются на электростанциях для выработки электроэнергии.

Двигатель четырехтактный

главная
Рис. 2. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания. 1: впрыск топлива, 2: зажигание, 3: расширение (работа выполнена), 4: выхлоп. [4]

Хотя существует множество типов двигателей внутреннего сгорания, четырехтактный поршневой двигатель (рис. 2) является одним из самых распространенных.Он используется в различных автомобилях (которые, в частности, используют бензин в качестве топлива), таких как автомобили, грузовики и некоторые мотоциклы. Четырехтактный двигатель обеспечивает один рабочий ход на каждые два цикла поршня. Справа есть анимация четырехтактного двигателя и дальнейшее объяснение процесса ниже.

  1. В камеру впрыскивается топливо.
  2. Загорается топливо (в дизельном двигателе это происходит иначе, чем в бензиновом).
  3. Этот огонь толкает поршень, что является полезным движением.
  4. Отходы химикатов, по объему (или массе) это в основном водяной пар и двуокись углерода. Могут быть загрязнители, а также окись углерода от неполного сгорания.

Двухтактный двигатель

главная
Рисунок 3. 2-тактный двигатель внутреннего сгорания [5]

Как следует из названия, системе требуется всего два движения поршня для выработки энергии. Основным отличительным фактором, который позволяет двухтактному двигателю работать только с двумя движениями поршня, является то, что выпуск и впуск газа происходят одновременно, [6] , как показано на Рисунке 3.Сам поршень используется в качестве клапана системы вместе с коленчатым валом для направления потока газов. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход. В целом двухтактный двигатель содержит два процесса:

  1. Воздушно-топливная смесь добавляется и поршень движется вверх (сжатие). Впускной канал открывается из-за положения поршня, и топливовоздушная смесь поступает в удерживающую камеру.Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий такт.
  2. Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отходящее тепло отводится.

Роторный двигатель (Ванкеля)

главная
Рисунок 4. Цикл роторного двигателя. Он всасывает воздух / топливо, сжимает его, воспламеняется, обеспечивая полезную работу, а затем выпускает газ. [7]

В двигателе этого типа имеется ротор (внутренний круг обозначен буквой «B» на рисунке 4), который заключен в корпус овальной формы.Он выполняет стандартные этапы четырехтактного цикла (впуск, сжатие, зажигание, выпуск), однако эти этапы происходят 3 раза за один оборот ротора , создавая три такта мощности за один оборот .

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. 1.0 1.1 Р. Д. Найт, «Тепловые двигатели и холодильники» в журнале Физика для ученых и инженеров: стратегический подход, 3-е изд. Сан-Франциско, США: Pearson Addison-Wesley, 2008, гл.19, сек 2, с. 530
  2. ↑ Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Тепло и работа», в Энергия: ее использование и окружающая среда , 5-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Брукс / Коул, 2013, глава 4, стр.93-122
  3. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif
  5. ↑ «Файл: Двухтактный двигатель.gif — Wikimedia Commons «, Commons.wikimedia.org, 2018. [Online]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif.[ Доступно: 17 мая 2018 г.].
  6. ↑ С. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Nova Science Publishers, 2007.
  7. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Wankel_Cycle_anim_en.gif

Двигатель внутреннего сгорания — Energy Education

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются наиболее распространенной формой тепловых двигателей, поскольку они используются в транспортных средствах, лодках, кораблях, самолетах и ​​поездах.Они названы так потому, что топливо воспламеняется для выполнения работы внутри двигателя. [1] В качестве выхлопных газов выбрасывается та же смесь топлива и воздуха. Это можно сделать с помощью поршня (так называемого поршневого двигателя) или турбины.

Закон идеального газа

Тепловые двигатели внутреннего сгорания работают по принципу закона идеального газа: [math] pV = nRT [/ math]. Повышение температуры газа увеличивает давление, которое заставляет газ расширяться. [1] Двигатель внутреннего сгорания имеет камеру, в которую добавлено топливо, которое воспламеняется для повышения температуры газа.

Когда в систему добавляется тепло, это заставляет внутренний газ расширяться. В поршневом двигателе это заставляет поршень подниматься (см. Рисунок 2), а в газовой турбине горячий воздух нагнетается в камеру турбины, вращая турбину (Рисунок 1). Присоединяя поршень или турбину к распределительному валу, двигатель может преобразовывать часть энергии, поступающей в систему, в полезную работу. [2] Для сжатия поршня в двигателе прерывистого внутреннего сгорания двигатель выпускает газ.Затем используется радиатор, чтобы система работала при постоянной температуре. Газовая турбина, которая использует непрерывное горение, просто выбрасывает свой газ непрерывно, а не по циклу.

Поршни и турбины

Рисунок 1. Схема газотурбинного двигателя. [3]

Двигатель, в котором используется поршень , называется двигателем прерывистого внутреннего сгорания , тогда как двигатель, использующий турбину , называется двигателем непрерывного внутреннего сгорания .Разница в механике очевидна из-за названий, но разница в использовании менее очевидна.

Поршневой двигатель чрезвычайно отзывчив по сравнению с турбиной, а также более экономичен при низкой мощности. Это делает их идеальными для использования в транспортных средствах, так как они также запускаются быстрее. И наоборот, турбина имеет превосходное отношение мощности к массе по сравнению с поршневым двигателем, а ее конструкция более надежна для продолжительной работы с высокой выходной мощностью. Турбина также работает лучше, чем поршневой двигатель без наддува, на больших высотах и ​​при низких температурах.Его легкий вес, надежность и возможность работы на большой высоте делают турбины предпочтительным двигателем для самолетов. Турбины также широко используются на электростанциях для выработки электроэнергии.

Двигатель четырехтактный

главная
Рис. 2. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания. 1: впрыск топлива, 2: зажигание, 3: расширение (работа выполнена), 4: выхлоп. [4]

Хотя существует множество типов двигателей внутреннего сгорания, четырехтактный поршневой двигатель (рис. 2) является одним из самых распространенных.Он используется в различных автомобилях (которые, в частности, используют бензин в качестве топлива), таких как автомобили, грузовики и некоторые мотоциклы. Четырехтактный двигатель обеспечивает один рабочий ход на каждые два цикла поршня. Справа есть анимация четырехтактного двигателя и дальнейшее объяснение процесса ниже.

  1. В камеру впрыскивается топливо.
  2. Загорается топливо (в дизельном двигателе это происходит иначе, чем в бензиновом).
  3. Этот огонь толкает поршень, что является полезным движением.
  4. Отходы химикатов, по объему (или массе) это в основном водяной пар и двуокись углерода. Могут быть загрязнители, а также окись углерода от неполного сгорания.

Двухтактный двигатель

главная
Рисунок 3. 2-тактный двигатель внутреннего сгорания [5]

Как следует из названия, системе требуется всего два движения поршня для выработки энергии. Основным отличительным фактором, который позволяет двухтактному двигателю работать только с двумя движениями поршня, является то, что выпуск и впуск газа происходят одновременно, [6] , как показано на Рисунке 3.Сам поршень используется в качестве клапана системы вместе с коленчатым валом для направления потока газов. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход. В целом двухтактный двигатель содержит два процесса:

  1. Воздушно-топливная смесь добавляется и поршень движется вверх (сжатие). Впускной канал открывается из-за положения поршня, и топливовоздушная смесь поступает в удерживающую камеру.Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий такт.
  2. Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отходящее тепло отводится.

Роторный двигатель (Ванкеля)

главная
Рисунок 4. Цикл роторного двигателя. Он всасывает воздух / топливо, сжимает его, воспламеняется, обеспечивая полезную работу, а затем выпускает газ. [7]

В двигателе этого типа имеется ротор (внутренний круг обозначен буквой «B» на рисунке 4), который заключен в корпус овальной формы.Он выполняет стандартные этапы четырехтактного цикла (впуск, сжатие, зажигание, выпуск), однако эти этапы происходят 3 раза за один оборот ротора , создавая три такта мощности за один оборот .

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. 1.0 1.1 Р. Д. Найт, «Тепловые двигатели и холодильники» в журнале Физика для ученых и инженеров: стратегический подход, 3-е изд. Сан-Франциско, США: Pearson Addison-Wesley, 2008, гл.19, сек 2, с. 530
  2. ↑ Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Тепло и работа», в Энергия: ее использование и окружающая среда , 5-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Брукс / Коул, 2013, глава 4, стр.93-122
  3. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif
  5. ↑ «Файл: Двухтактный двигатель.gif — Wikimedia Commons «, Commons.wikimedia.org, 2018. [Online]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif.[ Доступно: 17 мая 2018 г.].
  6. ↑ С. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Nova Science Publishers, 2007.
  7. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Wankel_Cycle_anim_en.gif

Двигатель внутреннего сгорания, объяснение

Современный двигатель внутреннего сгорания — это чудо техники, чудо механики, для использования которого не нужно много знать о его работе.Если вы не автомобильный фанат, вы, вероятно, не так много думаете о двигателе своей машины.

Конечно, пока что-то под капотом не пойдет не так. Когда дела идут плохо, проблемы и причины могут сбивать с толку многих водителей, для которых такие термины, как «поршень» и «картер» являются непонятной терминологией, а «боксер» напоминает Мухаммеда Али, а не Фердинанда Порше.

Итак, чтобы немного прояснить, что происходит под капотом, мы в Gear Patrol собрали воедино краткое руководство о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, и краткое изложение различных типов двигателей внутреннего сгорания, доступных для массового потребителя. автомобили.

Полезные термины

Карбюратор: Устройство, которое смешивает воздух и топливо в надлежащем соотношении для сгорания. Система механическая, а не электронная, как современные двигатели с впрыском топлива или с прямым впрыском; как таковой, он менее эффективен.
Картер: Часть блока двигателя, в которой находится коленчатый вал. Обычно изготавливается из одного или двух кусков алюминия или чугуна.
Коленчатый вал: Компонент двигателя, соединенный с поршнями, который обеспечивает вращательное движение при сгорании.
Цилиндр: Часть блока двигателя, в которой находятся поршень и шатун, а также место, где происходит сгорание.
Прямой впрыск: Метод, с помощью которого бензин нагнетается под давлением и впрыскивается в камеру сгорания цилиндра. В отличие от впрыска топлива, когда газ впрыскивается во впускной канал цилиндра.
Гармонический балансир: Также известный как демпфер, круглое устройство из резины и металла, прикрепленное к передней части коленчатого вала для поглощения вибраций и уменьшения износа коленчатого вала.Он уменьшает гармоники двигателя, возникающие при движении нескольких цилиндров вдоль коленчатого вала.
Поршень: Компонент, расположенный внутри стенок цилиндра и закрепленный поршневыми кольцами. Он движется вверх и вниз во время четырехтактного процесса сгорания, создавая силу при взрыве топлива, а воздух перемещает его.
Ред. Соответствие: Технология в автомобилях с механической коробкой передач, в которой используются датчики педали сцепления, переключения передач и трансмиссии, отправляющие сигналы в электронный блок управления, которые сообщают ему, чтобы он автоматически увеличивал обороты двигателя, если обороты в минуту падают слишком низко.Согласование оборотов также происходит во время переключения на пониженную передачу, повышая обороты, чтобы соответствовать более низкой передаче. Это снижает износ двигателя и упрощает процесс переключения передач.
Вибрация кручения: Вибрация, возникающая из-за вращающихся валов внутри автомобиля.

Двигатель внутреннего сгорания

Как только вы преодолеете защитную пластиковую крышку двигателя, которая есть на большинстве новых автомобилей, становится ясно сердце автомобиля: двигатель, окруженный радиатором, резервуарами для жидкости, воздушной камерой и аккумулятором. Независимо от того, насколько сложными могут быть двигатели — отчасти благодаря таким функциям, как прямой впрыск, согласование оборотов и т. Д.- в большинстве автомобилей используется так называемый четырехтактный цикл сгорания для преобразования топлива в кинетическую энергию. Короче говоря, ваш двигатель 1. втягивает воздух и топливо, 2. сжимает его, 3. зажигает его, толкая поршни вниз и создавая механическую силу, которая перемещает автомобиль, а 4. выталкивает. воздух, чтобы освободить место для следующего цикла цикла.

Хотя реальный процесс значительно сложнее, четыре этапа в основном можно суммировать следующим образом:

Ход впуска: Воздух и топливо втягиваются в цилиндр по мере того, как поршень движется вниз.
Ход сжатия: Воздух, подаваемый в двигатель, и топливо сжимаются, когда цилиндр перемещается в положение хода вверх.
Ход сгорания: Искра от свечи зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, создавая давление. Расширяющаяся смесь толкает поршень вниз.
Ход выхлопа: Образовавшаяся газовая смесь, образовавшаяся в результате воспламенения и расширения, выбрасывается из цилиндра как отходы.

Мощность двигателя сильно различается в зависимости от количества цилиндров, конфигурации двигателя и таких технологий, как турбонаддув и наддув.Лошадиная сила — это не просто добавление цилиндров или рабочий объем; Фактически, многие из сегодняшних высокопроизводительных четырехцилиндровых двигателей могут легко соответствовать или превосходить мощность своих шестицилиндровых собратьев. В наши дни это еще и технологическая игра; Соедините меньший бензиновый двигатель с электродвигателем, и вы получите рецепт дополнительного ускорения. (Показательный пример: BMW i8, который сочетает в себе 1,5-литровый рядный трехцилиндровый двигатель с турбонаддувом и электродвигатель общей мощностью 357 лошадиных сил и 420 фунт-фут крутящего момента.)

Типы двигателей

Современные двигатели внутреннего сгорания прошли долгий путь с 1876 года, когда уроженец Германии Николаус Отто построил первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Сегодня автомобильные инженеры регулярно творят чудеса, извлекая из конструкции максимальную мощность и эффективность. И хотя гибридные и электрические силовые агрегаты находятся на подъеме, на данный момент двигатели внутреннего сгорания — рядные / прямые, V-образные и оппозитные / плоские, работающие на бензине или дизельном топливе, владеют дорогой.

Рядные / прямые двигатели

Примеры рядных / прямолинейных двигателей
Рядные / прямые тройки: BMW i8
Рядные / прямые четверки: Honda Civic Si
Рядные / прямые-шестерки: BMW X3 / X4 M

В «рядном» или «прямом» двигателе цилиндры расположены по прямой линии.Подавляющее большинство автомобилей с четырьмя цилиндрами на дорогах — это двигатели с «рядным четырехцилиндровым двигателем», поэтому промышленность обычно называет их «четырехцилиндровыми». Рядные четырехцилиндровые двигатели, как правило, используются в автомобилях эконом-класса, поскольку они менее дороги в сборке и проще в обслуживании — цилиндры выстраиваются вдоль одного коленчатого вала, который приводит в движение поршни.

Рядный / рядный шестицилиндровый двигатель по своей сути сбалансирован из-за того, что отсутствуют вторичные гармоники, генерируемые парами поршней, движущихся под нечетным углом или на разных осях друг от друга, что приводит к гораздо меньшей вибрации, чем у рядных четырехцилиндровых двигателей. -цилиндровые двигатели.В настоящее время только BMW и Mercedes-Benz производят рядные / рядные шестицилиндровые двигатели для своих легковых автомобилей, и они имеют звездную репутацию благодаря плавности хода и сбалансированности.

V-образные двигатели

Примеры V-образных двигателей
V-4: Porsche 919 Hybrid Le Mans
V-6: Toyota 4Runner
V-8: Dodge Challenger
V- 10: Lamborghini Huracán
V-12: Ferrari 821 Superfast

«V-6» и «V-8» настолько укоренились в американском словаре, что некоторые люди могут не знать, что двигатели выпускаются в каком-либо другом формате.Двигатели V-типа обычно имеют два ряда цилиндров, установленных под углом 90 градусов друг к другу — отсюда V-образная форма — причем каждый ряд имеет половину общего числа цилиндров. В результате V-образные двигатели короче и занимают меньше места, чем прямые, что позволяет автопроизводителям уменьшить размер моторного отсека и увеличить зоны деформации и пространство для пассажиров. Кроме того, их легче установить ниже в автомобиле, что улучшит управляемость.

Если вы считаете себя фанатом автоспорта, вам нравятся двигатели V-типа из-за их частого использования в гоночных автомобилях.Жесткая конструкция и прочные материалы, используемые в двигателях V-типа, позволяют им выдерживать высокие нагрузки. Это также обеспечивает низкие силы крутильной вибрации, обеспечивая плавную подачу при переключении передач и высоких оборотах.

Boxer / Flat Engine

Примеры двигателей Boxer / Flat
Flat-Four: Subaru WRX
Flat-Six: Porsche 911 Carrera

Термин «оппозитный» двигатель происходит от расположения поршней, которые лежать горизонтально друг к другу, как два боксера-соперника, которые касаются перчаток в начале боя.Поршни в оппозитном / плоском двигателе образуют два ряда — по одному с каждой стороны одного коленчатого вала.

Двигатель оппозитного типа не просто устрашает; он обеспечивает более низкий центр тяжести, чем рядные / прямые и V-образные двигатели, что улучшает управляемость. (Есть причина, по которой Porsche использует оппозитный двигатель в своих спортивных автомобилях 911, 718 Boxster и 718 Cayman.) Однако оппозитные двигатели имеют тенденцию быть более громоздкими и иметь более неудобную форму, что затрудняет их размещение в переднем моторном отсеке. . (Subaru — единственный производитель автомобилей, использующий в настоящее время оппозитный двигатель — однако, это удается довольно успешно.)

Дизельные двигатели

Примеры дизельных двигателей
Турбодизель V-6: Ram 1500 EcoDiesel
Турбодизель V-8: Ford F-250 Super Duty

Избавьтесь от старого представления о выбросе дыма хриплых 18-колесных автомобилей; современные дизельные двигатели, работающие на экологически чистом топливе, используемые в легковых автомобилях, гораздо менее тяжелые. Сгорание, происходящее в дизельном двигателе, не требует искры; скорее, высокоэнергетическое дизельное топливо воспламеняется из-за сильного сжатия поршней: воздух сжимается, нагревая его до очень высоких температур; топливо впрыскивается, и смесь воспламеняется.

Хотя дизельные двигатели имеют разное количество цилиндров, они отличаются от своих газовых аналогов тем, что они используют сжатие, а не искру для воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси. Но не только то, как происходит сгорание, отличает эти силовые установки от других: в силу того, что для сгорания требуется более высокое давление, дизельный двигатель должен быть построен как резервуар, чтобы противостоять неправильному обращению. В результате они, как правило, служат дольше, чем стандартные двигатели внутреннего сгорания.Дизельные двигатели также более эффективны; они извлекают из своего топлива больше энергии, чем бензин.

И, наконец, у дизельных двигателей есть одно преимущество, которое нравится многим энтузиастам: больший крутящий момент на более низких оборотах двигателя, что заставляет их чувствовать себя более быстрыми вне очереди.

Подробнее Обзоры Gear Patrol


Горячие отзывы и подробные обзоры заслуживающих внимания, актуальных и интересных продуктов. Прочитать историю

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Двигатель внутреннего сгорания — Энциклопедия New World

Четырехтактный цикл (или цикл Отто)
1. Впуск
2. Компрессия
3. Мощность
4. Выпуск

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором сгорание топлива происходит в замкнутом пространстве, называемом камерой сгорания. Эта экзотермическая реакция топлива с окислителем создает газы с высокой температурой и давлением, которые могут расширяться.Отличительной особенностью двигателя внутреннего сгорания является то, что полезная работа выполняется расширяющимися горячими газами, действующими непосредственно, вызывая движение, например, воздействуя на поршни, роторы или даже путем нажатия и перемещения самого двигателя.

Это контрастирует с двигателями внешнего сгорания, такими как паровые двигатели, в которых процесс сгорания используется для нагрева отдельной рабочей жидкости, обычно воды или пара, которые затем, в свою очередь, работают, например, при нажатии на поршень, приводимый в действие паром.

Термин Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) почти всегда используется для обозначения поршневых двигателей, двигателей Ванкеля и аналогичных конструкций, в которых сгорание является прерывистым. Однако двигатели непрерывного сгорания, такие как реактивные двигатели, большинство ракет и многие газовые турбины, также являются двигателями внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания используются в основном на транспорте. Несколько других применений предназначены для любой переносной ситуации, когда вам нужен неэлектрический двигатель.Самым большим применением в этой ситуации будет двигатель внутреннего сгорания, приводящий в действие электрогенератор. Таким образом, вы можете использовать стандартные электроинструменты с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Преимущество этого — портативность. Этот тип двигателя удобнее использовать в транспортных средствах над электричеством. Даже в случае гибридных автомобилей они по-прежнему используют двигатель внутреннего сгорания для зарядки аккумулятора. Недостатком является загрязнение, которое они тушат. Не только очевидное загрязнение воздуха, но и загрязнение сломанными или устаревшими двигателями и отработанными частями, такими как масло или резиновые изделия, которые необходимо выбросить.Еще одним фактором является шумовое загрязнение, многие двигатели внутреннего сгорания очень громкие. Некоторые из них настолько громкие, что людям нужны средства защиты органов слуха, чтобы не повредить уши. Еще один недостаток — размер. Очень непрактично иметь маленькие двигатели, которые могут иметь любую мощность. Электродвигатели для этого гораздо практичнее. Вот почему более вероятно увидеть электрический генератор, работающий на газе, в районе, где нет электричества для питания более мелких предметов.

История

Демонстрация непрямого или всасывающего принципа внутреннего сгорания.Это может не соответствовать определению двигателя, потому что процесс не повторяется. Ранние двигатели внутреннего сгорания использовались для питания сельскохозяйственного оборудования, аналогичного этим моделям.

Первые двигатели внутреннего сгорания не имели компрессии, но работали на той топливно-воздушной смеси, которая могла всасываться или вдуваться во время первой части такта впуска. Наиболее существенное различие между современных двигателей внутреннего сгорания и более ранними конструкциями заключается в использовании сжатия, в частности сжатия в цилиндре.

  • 1509: Леонардо да Винчи описал двигатель без сжатия. (Его описание не может подразумевать, что эта идея исходила от него или что она действительно была построена.)
  • 1673: Христиан Гюйгенс описал двигатель без сжатия. [1]
  • 1780-е годы: Алессандро Вольта построил игрушечный электрический пистолет, в котором электрическая искра взорвала смесь воздуха и водорода, выпустив пробку из конца пистолета.
  • Семнадцатый век: английский изобретатель сэр Сэмюэл Морланд использовал порох для привода водяных насосов.
  • 1794: Роберт Стрит построил двигатель без сжатия, принцип работы которого будет доминировать почти столетие.
  • 1806: Швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на смеси водорода и кислорода.
  • 1823: Сэмюэл Браун запатентовал первый двигатель внутреннего сгорания для промышленного применения. Он был без сжатия и основан на том, что Харденберг называет «циклом Леонардо», который, как следует из этого названия, к тому времени уже устарел.Как и сегодня, раннее крупное финансирование в области, где стандарты еще не были установлены, досталось лучшим шоуменам раньше, чем лучшим работникам.
  • 1824: Французский физик Сади Карно основал термодинамическую теорию идеализированных тепловых машин. Это научно установило необходимость сжатия для увеличения разницы между верхней и нижней рабочими температурами, но неясно, знали ли конструкторы двигателей об этом до того, как сжатие уже стало широко использоваться.Это могло ввести в заблуждение дизайнеров, пытавшихся подражать циклу Карно бесполезными способами.
  • 1826 г. 1 апреля: американец Сэмюэл Мори получил патент на «газовый или паровой двигатель» без компрессии.
  • 1838: Патент был выдан Уильяму Барнету (англ.). Это было первое зарегистрированное предположение о сжатии в цилиндре. Он, очевидно, не осознавал его преимуществ, но его цикл стал бы большим достижением, если бы был достаточно развит.
  • 1854: итальянцы Эухенио Барсанти и Феличе Маттеуччи запатентовали первый работающий эффективный двигатель внутреннего сгорания в Лондоне (pt.Num. 1072), но в производство не попал. Он был похож по концепции на успешный двигатель непрямого действия Отто Лангена, но не так хорошо проработан в деталях.
  • 1860: Жан Жозеф Этьен Ленуар (1822-1900) создал газовый двигатель внутреннего сгорания, внешне очень похожий на горизонтальный паровой двигатель двойного действия, с цилиндрами, поршнями, шатунами и маховиком, в которых газ, по существу, поглощал место пара. Это был первый серийный двигатель внутреннего сгорания.Его первый двигатель с компрессией шокировал сам себя.
  • 1862: Николаус Отто разработал двигатель непрямого действия со свободным поршнем без сжатия, более высокая эффективность которого получила поддержку Лангена, а затем и большей части рынка, который в то время в основном предназначался для небольших стационарных двигателей, работающих на горючем газе.
  • 1870: В Вене Зигфрид Маркус установил первый мобильный бензиновый двигатель на тележку.
  • 1876: Николаус Отто в сотрудничестве с Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом разработал практичный четырехтактный двигатель (цикл Отто).Немецкие суды, однако, не удержали его патент на все двигатели с цилиндрическим компрессором или даже на четырехтактный цикл, и после этого решения внутрицилиндровое сжатие стало универсальным.
  • 1879: Карл Бенц, работавший независимо, получил патент на свой двигатель внутреннего сгорания, надежный двухтактный газовый двигатель, основанный на конструкции четырехтактного двигателя Николауса Отто. Позже Бенц спроектировал и построил свой собственный четырехтактный двигатель, который использовался в его автомобилях, которые стали первыми автомобилями в производстве.
  • 1882: Джеймс Аткинсон изобрел двигатель цикла Аткинсона. Двигатель Аткинсона имел одну фазу мощности на оборот вместе с разными объемами впуска и расширения, что делало его более эффективным, чем цикл Отто.
  • 1891: Герберт Акройд Стюарт передает права аренды нефтяного двигателя Хорнсби, Англия, для производства двигателей. Строят первые двигатели с холодным запуском и воспламенением от сжатия. В 1892 году они устанавливают первые на водонасосной станции. Экспериментальная версия с более высоким давлением производит самоподдерживающееся воспламенение только за счет сжатия в том же году.
  • 1892: Рудольф Дизель разрабатывает двигатель типа теплового двигателя Карно, сжигающий угольную пыль.
  • 1893 23 февраля: Рудольф Дизель получил патент на дизельный двигатель.
  • 1896: Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель, также известный как горизонтально расположенный двигатель, в котором соответствующие поршни одновременно достигают верхней мертвой точки, таким образом уравновешивая друг друга по импульсу.
  • 1900: Рудольф Дизель продемонстрировал дизельный двигатель на выставке 1900 Universelle (Всемирная выставка) с использованием арахисового масла (биодизеля).
  • 1900: Вильгельм Майбах спроектировал двигатель, построенный в Daimler Motoren Gesellschaft — в соответствии со спецификациями Эмиля Еллинека — который требовал, чтобы двигатель был назван Daimler-Mercedes в честь его дочери. В 1902 году автомобили с этим двигателем были запущены в производство компанией DMG.

Приложения

Двигатели внутреннего сгорания чаще всего используются в качестве передвижных двигателей в автомобилях, оборудовании и другом переносном оборудовании. В мобильных сценариях внутреннее сгорание является преимуществом, поскольку оно может обеспечить высокое соотношение мощности к весу вместе с превосходной удельной топливной энергией.Эти двигатели используются почти во всех автомобилях, мотоциклах, лодках и в самых разных самолетах и ​​локомотивах. Там, где требуется очень высокая мощность, например, реактивные самолеты, вертолеты и большие корабли, они появляются в основном в виде турбин. Они также используются в электрических генераторах и в промышленности.

Операция

Все двигатели внутреннего сгорания зависят от экзотермического химического процесса сгорания: реакция топлива, обычно с воздухом, хотя могут использоваться другие окислители, такие как закись азота.

Наиболее распространенное топливо, используемое сегодня, состоит из углеводородов и, в основном, из нефти. К ним относятся виды топлива, известные как дизельное топливо, бензин и нефтяной газ, а также редкое использование пропана. Большинство двигателей внутреннего сгорания, разработанных для бензина, могут работать на природном газе или сжиженном нефтяном газе без значительных модификаций, за исключением компонентов подачи топлива. Также можно использовать жидкое и газообразное биотопливо, такое как этанол и биодизель, форма дизельного топлива, которое производится из сельскохозяйственных культур, которые дают триглицериды, такие как соевое масло.Некоторые также могут работать на водороде.

Все двигатели внутреннего сгорания должны иметь способ зажигания в цилиндрах для создания сгорания. В двигателях используется либо электрический метод, либо система воспламенения от сжатия.

Процесс зажигания бензина

Электрические / бензиновые системы зажигания (которые также могут работать на других видах топлива, как упоминалось ранее) обычно основаны на сочетании свинцово-кислотной батареи и индукционной катушки для создания высоковольтной электрической искры для воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя.Эту батарею можно заряжать во время работы с помощью устройства, вырабатывающего электричество, такого как генератор переменного тока или генератор, приводимый в действие двигателем. Бензиновые двигатели впитывают смесь воздуха и бензина и сжимают до менее 170 фунтов на квадратный дюйм и используют свечу зажигания для воспламенения смеси, когда она сжимается головкой поршня в каждом цилиндре.

Процесс зажигания дизельного двигателя

Системы воспламенения от сжатия, такие как дизельный двигатель и двигатели HCCI (гомогенный заряд и воспламенение от сжатия), для воспламенения полагаются исключительно на тепло и давление, создаваемые двигателем в процессе сжатия.Возникающая компрессия обычно более чем в три раза выше, чем у бензинового двигателя. Дизельные двигатели будут всасывать только воздух, и незадолго до пикового сжатия небольшое количество дизельного топлива впрыскивается в цилиндр через топливную форсунку, которая позволяет топливу мгновенно воспламениться. Двигатели типа HCCI будут потреблять как воздух, так и топливо, но по-прежнему будут полагаться на процесс самовоспламенения без посторонней помощи из-за более высокого давления и тепла. Это также является причиной того, что дизельные двигатели и двигатели HCCI также более подвержены проблемам с холодным запуском, хотя после запуска они также будут работать в холодную погоду.Большинство дизелей также имеют аккумуляторные батареи и системы зарядки, однако эта система является вторичной и добавляется производителями в качестве роскоши для простоты запуска, включения и выключения топлива, что также может быть выполнено с помощью переключателя или механического устройства, а также для работы вспомогательных электрических компонентов и аксессуаров. . Однако большинство современных дизелей полагаются на электрические системы, которые также управляют процессом сгорания, чтобы повысить эффективность и сократить выбросы.

Энергия

После успешного воспламенения и сгорания продукты сгорания, горячие газы, имеют больше доступной энергии, чем исходная сжатая топливно-воздушная смесь (которая имела более высокую химическую энергию).Доступная энергия проявляется в виде высокой температуры и давления, которые могут быть переведены в работу двигателем. В поршневом двигателе газы продукта высокого давления внутри цилиндров приводят в движение поршни двигателя.

После того, как доступная энергия удалена, оставшиеся горячие газы сбрасываются (часто путем открытия клапана или выхода выхлопных газов), что позволяет поршню вернуться в свое предыдущее положение (верхняя мертвая точка — ВМТ). Затем поршень может перейти к следующей фазе своего цикла, который варьируется в зависимости от двигателя.Любое тепло, не переведенное в работу, обычно считается отходом и удаляется из двигателя с помощью системы воздушного или жидкостного охлаждения.

Детали

Иллюстрация нескольких ключевых компонентов типичного четырехтактного двигателя.

Детали двигателя различаются в зависимости от типа двигателя. Для четырехтактного двигателя ключевыми частями двигателя являются коленчатый вал (фиолетовый), один или несколько распределительных валов (красный и синий) и клапаны. Для двухтактного двигателя вместо клапанной системы могут быть просто выпускной патрубок и впускное отверстие для топлива.В обоих типах двигателей есть один или несколько цилиндров (серый и зеленый), и для каждого цилиндра есть свеча зажигания (темно-серый), поршень (желтый) и кривошип (фиолетовый). Одиночный ход поршня вверх или вниз известен как ход поршня, а ход вниз, который происходит непосредственно после воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндре, известен как рабочий ход.

Двигатель Ванкеля имеет треугольный ротор, вращающийся в эпитрохоидальной камере (в форме фигуры 8) вокруг эксцентрикового вала.Четыре фазы работы (впуск, сжатие, мощность, выпуск) происходят в разных местах, а не в одном месте, как в поршневом двигателе.

В двигателе Bourke используется пара поршней, встроенных в кулису, которая передает возвратно-поступательное усилие через специально разработанный подшипниковый узел для поворота кривошипно-шатунного механизма. Впуск, сжатие, мощность и выпуск — все это происходит при каждом такте вилки.

Классификация

Существует широкий спектр двигателей внутреннего сгорания, соответствующих их многочисленным применениям.Аналогичным образом существует множество способов классификации двигателей внутреннего сгорания, некоторые из которых перечислены ниже.

Хотя термины иногда вызывают путаницу, реальной разницы между «двигателем» и «мотором» нет. Когда-то слово «двигатель» (от латинского, через старофранцузское, ingenium, «способность») означало любую часть механизма. «Мотор» (от лат. мотор, «движитель») — это любая машина, которая производит механическую энергию. Традиционно электродвигатели не называют двигателями, но двигатели внутреннего сгорания часто называют двигателями.»(Электродвигатель относится к локомотиву, работающему от электричества.)

С учетом сказанного, нужно понимать, что обычное использование часто требует определений. Многие люди рассматривают двигатели как те объекты, которые генерируют энергию изнутри, а двигатели — как требующие внешнего источника энергии для выполнения своей работы. Очевидно, корни слов действительно указывают на настоящую разницу. Кроме того, как и во многих определениях, корневое слово объясняет только начало слова, а не его текущее употребление.Конечно, можно утверждать, что так обстоит дело со словами мотор и двигатель.

Принципы работы

Поршневой:

  • Двигатель на сырой нефти
  • Двухтактный цикл
  • Четырехтактный цикл
  • Двигатель с горячей лампой
  • Тарельчатые клапаны
  • Рукавный клапан
  • Цикл Аткинсона
  • Предлагаемый
  • Улучшения
  • Управляемый двигатель внутреннего сгорания

Поворотный:

  • Продемонстрировано:
  • Предлагается:
    • Орбитальный двигатель
    • Квазитурбина
    • Роторный двигатель цикла Аткинсона
    • Тороидальный двигатель

Непрерывное сгорание:

  • Газовая турбина
  • Реактивный двигатель
  • Ракетный двигатель

Цикл двигателя

Двухтактный

Двигатели, основанные на двухтактном цикле, используют два хода (один вверх, один вниз) для каждого рабочего хода.Поскольку нет специальных тактов впуска или выпуска, необходимо использовать альтернативные методы очистки цилиндров. Наиболее распространенный метод в двухтактных двигателях с искровым зажиганием заключается в использовании движения поршня вниз для создания давления свежего заряда в картере, который затем продувается через цилиндр через отверстия в стенках цилиндра. Двухтактные двигатели с искровым зажиганием маленькие и легкие (для их выходной мощности) и очень просты в механическом отношении. Общие области применения включают снегоходы, газонокосилки, средства для удаления сорняков, цепные пилы, водные мотоциклы, мопеды, подвесные моторы и некоторые мотоциклы.К сожалению, они также, как правило, громче, менее эффективны и загрязняют больше, чем их четырехтактные аналоги, и они плохо масштабируются до больших размеров. Интересно, что самые большие двигатели с воспламенением от сжатия являются двухтактными и используются в некоторых локомотивах и больших кораблях. Эти двигатели используют принудительную индукцию для продувки цилиндров. Двухтактные двигатели менее экономичны, чем другие типы двигателей, потому что неизрасходованное топливо, распыляемое в камеру сгорания, может иногда выходить из выхлопного тракта вместе с ранее отработанным топливом.Без специальной обработки выхлопных газов это также приведет к очень высокому уровню загрязнения, требуя, чтобы во многих областях применения небольших двигателей, таких как газонокосилки, использовались четырехтактные двигатели, и в некоторых странах с двухтактными двигателями меньшего размера, оснащенными каталитическими преобразователями.

Четырехтактный

Двигатели, основанные на четырехтактном цикле или цикле Отто, имеют один рабочий ход на каждые четыре хода (вверх-вниз-вверх-вниз) и используются в автомобилях, больших лодках и многих легких самолетах. Как правило, они тише, эффективнее и крупнее своих двухтактных собратьев.Есть несколько разновидностей этих циклов, в первую очередь циклы Аткинсона и Миллера. В большинстве дизельных двигателей грузовиков и автомобилей используется четырехтактный цикл, но с системой зажигания с подогревом от сжатия. Этот вариант называется дизельным циклом.

Пятитактный

Двигатели, основанные на пятитактном цикле, представляют собой вариант четырехтактного цикла. Обычно четыре цикла — это впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Пятый цикл, добавленный Delautour [2] , — это охлаждение.Двигатели, работающие с пятитактным циклом, на 30 процентов более эффективны, чем эквивалентный четырехтактный двигатель.

Двигатель Бурка

В этом двигателе два диаметрально противоположных цилиндра соединены с кривошипом шатунным штифтом, проходящим через общую вилку. Цилиндры и поршни сконструированы таким образом, что, как и в обычном двухтактном цикле, происходит два рабочих хода на оборот. Однако, в отличие от обычного двухтактного двигателя, отработанные газы и поступающий свежий воздух не смешиваются в цилиндрах, что способствует более чистой и эффективной работе.Механизм с кулисой также имеет низкую боковую тягу и, таким образом, значительно снижает трение между поршнями и стенками цилиндров. Фаза сгорания двигателя Бурка более точно соответствует сгоранию с постоянным объемом, чем четырехтактный или двухтактный цикл. В нем также используется меньше движущихся частей, поэтому необходимо преодолевать меньшее трение, чем в двух других типах возвратно-поступательного движения. Кроме того, его более высокий коэффициент расширения также означает, что используется больше тепла от его фазы сгорания, чем используется в четырехтактных или двухтактных циклах.

Двигатель с регулируемым внутренним сгоранием

Это также цилиндрические двигатели, которые могут быть одно- или двухтактными, но в них вместо коленчатого вала и поршневых штоков используются два соединенных зубчатых колеса концентрических кулачка, вращающихся в противоположных направлениях, для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение. Эти кулачки практически нейтрализуют боковые силы, которые в противном случае оказывались бы на цилиндры поршнями, значительно повышая механический КПД. Профили кулачков (которые всегда нечетные и по крайней мере три) определяют ход поршня в зависимости от передаваемого крутящего момента.В этом двигателе есть два цилиндра, которые разнесены на 180 градусов для каждой пары кулачков встречного вращения. Для одноходовых версий существует такое же количество циклов на пару цилиндров, как и кулачков на каждом кулачке, в два раза больше для двухтактных агрегатов.

Ванкель

Двигатель Ванкеля работает с тем же разделением фаз, что и четырехтактный двигатель (но без ходов поршня, правильнее было бы назвать четырехфазным двигателем), поскольку фазы находятся в разных местах двигателя.Этот двигатель обеспечивает три рабочих хода на оборот на ротор, что в среднем дает ему большее отношение мощности к массе, чем поршневые двигатели. Этот тип двигателя используется в нынешних моделях Mazda RX8 и RX7 ранее, а также в других моделях.

Газовая турбина

В газотурбинных циклах (особенно реактивных двигателях) вместо использования одного и того же поршня для сжатия и последующего расширения газов используются отдельные компрессоры и газовые турбины; давая постоянную мощность. По сути, всасываемый газ (обычно воздух) сжимается, а затем сжигается с топливом, что значительно повышает температуру и объем.Затем больший объем горячего газа из камеры сгорания подается через газовую турбину, которая затем легко может приводить в действие компрессор.

Вышедшие из употребления методы

В некоторых старых двигателях внутреннего сгорания без сжатия: В первой части хода поршня вниз была засасана или вдувалась топливно-воздушная смесь. В остальной части хода поршня вниз впускной клапан закрылся, и топливно-воздушная смесь сгорела. При ходе поршня вверх выпускной клапан был открыт. Это была попытка имитации работы поршневого парового двигателя.

Виды топлива и окислителя

Используемые виды топлива включают нефтяной спирт (североамериканский термин: бензин, британский термин: бензин), автогаз (сжиженный нефтяной газ), сжатый природный газ, водород, дизельное топливо, реактивное топливо, свалочный газ, биодизель, биобутанол, арахисовое масло и другие растительные масла. , биоэтанол, биометанол (метиловый или древесный спирт) и другие виды биотоплива. Даже псевдоожиженные металлические порошки и взрывчатые вещества нашли применение. Двигатели, в которых в качестве топлива используются газы, называются газовыми двигателями, а двигатели, в которых используются жидкие углеводороды, называются масляными двигателями.Однако, к сожалению, бензиновые двигатели также часто называют «газовыми двигателями».

Основные ограничения для топлива заключаются в том, что топливо должно легко транспортироваться через топливную систему в камеру сгорания, и что топливо выделяет достаточно энергии в виде тепла при сгорании, чтобы можно было использовать двигатель на практике.

Окислитель обычно представляет собой воздух, и его преимущество заключается в том, что он не хранится в транспортном средстве, что увеличивает удельную мощность.Однако воздух можно сжимать и переносить на борту транспортного средства. Некоторые подводные лодки предназначены для перевозки чистого кислорода или перекиси водорода, что делает их независимыми от воздуха. Некоторые гоночные автомобили содержат закись азота в качестве окислителя. Другие химические вещества, такие как хлор или фтор, нашли экспериментальное применение; но большинство из них непрактично.

Дизельные двигатели обычно тяжелее, шумнее и мощнее на более низких оборотах, чем бензиновые двигатели. Они также более экономичны в большинстве случаев и используются в тяжелых дорожных транспортных средствах, некоторых автомобилях (в большей степени из-за их более высокой топливной эффективности по сравнению с бензиновыми двигателями), кораблях, железнодорожных локомотивах и легких самолетах.Бензиновые двигатели используются в большинстве других дорожных транспортных средств, включая большинство автомобилей, мотоциклов и мопедов. Обратите внимание, что в Европе сложные автомобили с дизельным двигателем стали довольно распространенными с 1990-х годов, составляя около 40 процентов рынка. И бензиновые, и дизельные двигатели производят значительные выбросы. Есть также двигатели, работающие на водороде, метаноле, этаноле, сжиженном нефтяном газе (СНГ) и биодизеле. Парафиновые и тракторные двигатели с испарительным маслом (TVO) больше не встречаются.

Водород

Некоторые предполагают, что в будущем водород может заменить такое топливо.Кроме того, с внедрением технологии водородных топливных элементов использование двигателей внутреннего сгорания может быть прекращено. Преимущество водорода в том, что при его сгорании образуется только вода. Это не похоже на сжигание ископаемого топлива, которое производит двуокись углерода, главную причину глобального потепления, окись углерода в результате неполного сгорания, а также другие местные и атмосферные загрязнители, такие как двуокись серы и окислы азота, которые вызывают проблемы с дыханием в городах, кислотные дожди. , и проблемы с газом озоном.Однако свободный водород для топлива не возникает в природе, при его сжигании выделяется меньше энергии, чем требуется для получения водорода, в первую очередь, самым простым и распространенным методом — электролизом. Хотя существует несколько способов производства свободного водорода, они требуют преобразования горючих в настоящее время молекул в водород, поэтому водород не решает никаких энергетических кризисов, более того, он решает только проблему переносимости и некоторые проблемы загрязнения. Большим недостатком водорода во многих ситуациях является его хранение.Жидкий водород имеет чрезвычайно низкую плотность — в 14 раз меньше, чем вода, и требует обширной изоляции, в то время как газообразный водород требует очень тяжелых резервуаров. Хотя водород имеет более высокую удельную энергию, объемный запас энергии все еще примерно в пять раз ниже, чем у бензина, даже в сжиженном состоянии. (Процесс «Водород по запросу», разработанный Стивеном Амендола, создает водород по мере необходимости, но здесь есть и другие проблемы, такие как относительно дорогое сырье.) К другим видам топлива, более благоприятным для окружающей среды, относится биотопливо.Это не может дать чистого прироста углекислого газа.

Одноцилиндровый бензиновый двигатель (ок. 1910 г.).

Цилиндры

Двигатели внутреннего сгорания могут содержать любое количество цилиндров с обычными номерами 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 больший рабочий объем с меньшими отдельными возвратно-поступательными массами (то есть масса каждого поршня может быть меньше), что обеспечивает более плавную работу двигателя (поскольку двигатель имеет тенденцию к вибрировать в результате движения поршней вверх и вниз).Во-вторых, с большим рабочим объемом и большим количеством поршней может быть сожжено больше топлива, и может быть больше событий сгорания (то есть больше рабочих ходов) в заданный период времени, что означает, что такой двигатель может генерировать больший крутящий момент, чем аналогичный двигатель. с меньшим количеством цилиндров. Недостатком большего количества поршней является то, что в целом двигатель будет иметь больший вес и иметь тенденцию создавать большее внутреннее трение, поскольку большее количество поршней трутся о внутреннюю часть их цилиндров. Это имеет тенденцию к снижению топливной экономичности и лишению двигателя части его мощности.Для высокопроизводительных бензиновых двигателей, использующих современные материалы и технологии (например, двигатели, используемые в современных автомобилях), кажется, есть точка разрыва около 10 или 12 цилиндров, после чего добавление цилиндров становится общим ущербом для производительности и эффективности, хотя есть исключения. например двигатель W16 от Volkswagen существуют.

  • Большинство автомобильных двигателей имеют от четырех до восьми цилиндров, некоторые высокопроизводительные автомобили имеют десять, двенадцать или даже шестнадцать, а некоторые очень маленькие легковые и грузовые автомобили имеют два или три цилиндра.В предыдущие годы некоторые довольно большие автомобили, такие как DKW и Saab 92, имели двухцилиндровые двухтактные двигатели.
  • Радиальные авиационные двигатели, ныне устаревшие, имели от трех до 28 цилиндров, такие как Pratt & Whitney R-4360. Строка содержит нечетное количество цилиндров, поэтому четное число указывает на двух- или четырехрядный двигатель. Самым большим из них был Lycoming R-7755 с 36 цилиндрами (четыре ряда по девять цилиндров), но он так и не был запущен в производство.
  • Мотоциклы
  • обычно имеют от одного до четырех цилиндров, а в некоторых высокопроизводительных моделях их шесть (хотя существуют «новинки» с 8, 10 и 12).
  • Снегоходы обычно имеют два цилиндра. У некоторых более крупных (не обязательно высокопроизводительных, но тоже туристических машин) их четыре.
  • Небольшие портативные приборы, такие как бензопилы, генераторы и бытовые газонокосилки, чаще всего имеют один цилиндр, хотя существуют и двухцилиндровые бензопилы.

Система зажигания

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по системе зажигания. Точка цикла, в которой воспламеняется смесь топлива и окислителя, напрямую влияет на КПД и мощность ДВС.Для типичного 4-тактного автомобильного двигателя горящая смесь должна достичь максимального давления, когда коленчатый вал находится под углом 90 градусов после ВМТ (верхней мертвой точки). Скорость фронта пламени напрямую зависит от степени сжатия, температуры топливной смеси и октанового или цетанового числа топлива. Современные системы зажигания предназначены для зажигания смеси в нужное время, чтобы фронт пламени не касался опускающейся головки поршня. Если фронт пламени соприкасается с поршнем, это приводит к появлению детонации или детонации.Более бедные смеси и смеси с более низким давлением горят медленнее, что требует более точного момента зажигания. Сегодня в большинстве двигателей используется электрическая или компрессионная система нагрева для зажигания. Однако исторически использовались системы с внешним пламенем и горячими трубками. Никола Тесла получил один из первых патентов на механическую систему зажигания — патент США 609250 (PDF) «Электрический воспламенитель для газовых двигателей» 16 августа 1898 года.

Топливные системы

Топливо сгорает быстрее и полнее, если большая площадь его поверхности контактирует с кислородом.Чтобы двигатель работал эффективно, топливо должно испаряться в поступающий воздух в виде того, что обычно называется топливно-воздушной смесью. Обычно используются два метода испарения топлива в воздух: карбюраторный и впрыск топлива.

Часто в более простых поршневых двигателях для подачи топлива в цилиндр используется карбюратор. Однако точный контроль количества топлива, подаваемого в двигатель, невозможно. Карбюраторы — это самые распространенные в настоящее время устройства для смешивания топлива, используемые в газонокосилках и других двигателях малой мощности.До середины 1980-х карбюраторы также были распространены в автомобилях.

Более крупные бензиновые двигатели, такие как используемые в автомобилях, в основном перешли на системы впрыска топлива. В дизельных двигателях всегда используется впрыск топлива.

Автогазовые двигатели (LPG) используют либо системы впрыска топлива, либо карбюраторы с открытым или закрытым контуром.

В других двигателях внутреннего сгорания, таких как реактивные двигатели, используются горелки, а в ракетных двигателях используются различные идеи, включая ударные струи, сдвиг газа / жидкости, форсажные камеры и многие другие идеи.

Конфигурация двигателя

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их конфигурации, которая влияет на их физические размеры и плавность хода (более плавные двигатели производят меньшую вибрацию). Общие конфигурации включают прямую или линейную конфигурацию, более компактную V-образную конфигурацию и более широкую, но более гладкую плоскую или боксерскую конфигурацию. Авиационные двигатели также могут иметь радиальную конфигурацию, которая обеспечивает более эффективное охлаждение. Также использовались более необычные конфигурации, такие как «H», «U», «X» или «W».

Конфигурации с несколькими коленчатыми валами вовсе не обязательно требуют головки блока цилиндров, но вместо этого могут иметь поршень на каждом конце цилиндра, что называется конструкцией с оппозитным поршнем. Эта конструкция использовалась в дизельном авиационном двигателе Junkers Jumo 205 с двумя коленчатыми валами, по одному на обоих концах одного ряда цилиндров, и, что наиболее заметно, в дизельных двигателях Napier Deltic, в которых использовались три коленчатых вала для обслуживания трех групп двусторонних цилиндров. цилиндры расположены в равностороннем треугольнике с коленчатыми валами по углам.Он также использовался в одноблочных локомотивных двигателях и продолжает использоваться для судовых двигателей, как для тяги, так и для вспомогательных генераторов. Двигатель Gnome Rotary, использовавшийся в нескольких ранних самолетах, имел неподвижный коленчатый вал и ряд радиально расположенных цилиндров, вращающихся вокруг него.

Объем двигателя

Рабочий объем двигателя — это рабочий объем поршня двигателя. Обычно он измеряется в литрах (л) или кубических дюймах ( или дюйм3) для двигателей большего размера и кубических сантиметрах (сокращенно см) для двигателей меньшего размера.Двигатели с большей мощностью обычно более мощные и обеспечивают больший крутящий момент на более низких оборотах, но при этом потребляют больше топлива.

Помимо разработки двигателя с большим количеством цилиндров, есть два способа увеличения мощности двигателя. Первый — удлинить ход, второй — увеличить диаметр поршня. В любом случае может потребоваться дополнительная регулировка подачи топлива в двигатель, чтобы обеспечить оптимальную производительность.

Заявленная мощность двигателя может быть больше вопросом маркетинга, чем инженерии.Morris Minor 1000, Morris 1100 и Austin-Healey Sprite Mark II были оснащены двигателем BMC серии A с одинаковым ходом и диаметром цилиндра в соответствии с их спецификациями и были от одного производителя. Однако в торговой литературе и на значках транспортных средств объем двигателя был указан как 1000 куб. См, 1100 куб. См и 1098 куб. См соответственно.

Смазочные системы

Используется несколько различных типов систем смазки. Простые двухтактные двигатели смазываются маслом, смешанным с топливом или впрыскиваемым в поток впуска в виде спрея.Ранние тихоходные стационарные и судовые двигатели смазывались под действием силы тяжести из небольших камер, подобных тем, которые использовались в паровых двигателях в то время, с тендером, заполняющим их по мере необходимости. Поскольку двигатели были адаптированы для использования в автомобилях и самолетах, потребность в высоком соотношении мощности к массе привела к увеличению скорости, повышению температуры и большему давлению на подшипники, что, в свою очередь, потребовало смазки под давлением для шатунных подшипников и шейки шатуна, при условии, что либо посредством прямой смазки от насоса, либо косвенно посредством струи масла, направляемой на приемные чашки на концах шатуна, что имело то преимущество, что при увеличении частоты вращения двигателя создавалось более высокое давление.

Загрязнение двигателя

Обычно двигатели внутреннего сгорания, особенно поршневые двигатели внутреннего сгорания, производят умеренно высокие уровни загрязнения из-за неполного сгорания углеродсодержащего топлива, что приводит к образованию оксида углерода и некоторого количества сажи, а также оксидов азота и серы и некоторых несгоревших углеводородов в зависимости от условий эксплуатации и соотношение топливо / воздух. Основными причинами этого являются необходимость работы бензиновых двигателей со стехиометрическим соотношением для достижения сгорания (топливо сгорает более полно в избытке воздуха) и «гашение» пламени относительно холодными стенками цилиндра.

Дизельные двигатели выделяют широкий спектр загрязняющих веществ, включая аэрозоли многих мелких частиц (PM10), которые, как считается, глубоко проникают в легкие человека. Двигатели, работающие на сжиженном нефтяном газе (LPG), имеют очень низкий уровень выбросов, поскольку LPG горит очень чисто и не содержит серы или свинца.

  • Многие виды топлива содержат серу, которая приводит к образованию оксидов серы (SOx) в выхлопных газах, что способствует кислотным дождям.
  • Высокая температура горения приводит к образованию больших количеств оксидов азота (NOx), которые, как доказано, опасны как для здоровья растений, так и для здоровья животных.
  • Чистое производство углекислого газа не является обязательной характеристикой двигателей, но, поскольку большинство двигателей работают на ископаемом топливе, это обычно происходит. Если двигатели работают на биомассе, то чистый углекислый газ не образуется, поскольку растущие растения поглощают столько же или больше углекислого газа во время роста.
  • Водородные двигатели должны производить только воду, но при использовании воздуха в качестве окислителя также образуются оксиды азота.

КПД двигателя внутреннего сгорания

КПД различных типов двигателей внутреннего сгорания различается.Принято считать, что большинство двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, даже при использовании турбонагнетателей и вспомогательных средств повышения эффективности имеют механический КПД около 20 процентов. Большинство двигателей внутреннего сгорания тратят около 36 процентов энергии бензина в виде тепла, теряемого в системе охлаждения, и еще 38 процентов через выхлопные газы. Остальное, около шести процентов, теряется из-за трения. Большинству инженеров не удавалось успешно использовать потраченную впустую энергию для каких-либо значимых целей, хотя существуют различные дополнительные устройства и системы, которые могут значительно повысить эффективность сгорания.

Впрыск водородного топлива, или HFI, представляет собой дополнительную систему двигателя, которая, как известно, улучшает экономию топлива в двигателях внутреннего сгорания за счет впрыска водорода для улучшения сгорания во впускной коллектор. Можно увидеть рост экономии топлива от 15 до 50 процентов. Небольшое количество водорода, добавляемого к всасываемому топливно-воздушному заряду, увеличивает октановое число комбинированного топливного заряда и увеличивает скорость пламени, тем самым позволяя двигателю работать с более продвинутой синхронизацией зажигания, более высокой степенью сжатия и более бедной воздушно-топливной смесью. к топливной смеси, чем это возможно в противном случае.В результате снижается уровень загрязнения, увеличивается мощность и эффективность. Некоторые системы HFI используют бортовой электролизер для выработки используемого водорода. Также можно использовать небольшой резервуар с водородом под давлением, но этот метод требует повторного заполнения.

Также обсуждались новые типы двигателей внутреннего сгорания, такие как Scuderi Split Cycle Engine, которые используют высокое давление сжатия, превышающее 2000 фунтов на квадратный дюйм, и сгорают после верхней мертвой точки (самая высокая и самая сжатая точка в ход поршня внутреннего сгорания).Ожидается, что такие двигатели будут иметь КПД 50-55%.

Банкноты

Список литературы

  • Харденберг, Хорст О. 1999. Средние века двигателей внутреннего сгорания . Варрендейл, Пенсильвания: Международное издательство SAE. ISBN 0768003911.
  • Хейвуд, Джон. 1988. Двигатель внутреннего сгорания. Основы. Нью-Йорк: McGraw-Hill Science / Engineering / Math. ISBN 007028637X.
  • Стоун, Ричард. 1999. Введение в двигатели внутреннего сгорания .Варрендейл, Пенсильвания: Международное издательство SAE. ISBN 0768004950.
  • Тейлор, Чарльз Фейет. 1985. Двигатель внутреннего сгорания в теории и практике . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 0262700263.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 4 марта 2018 г.

  • Знакомство с автомобильными двигателями — изображения в разрезе и хороший обзор двигателя внутреннего сгорания.
  • Библия по топливу и двигателям — хороший ресурс по различным типам двигателей и топливам
  • youtube — Анимация компонентов 4-цилиндрового двигателя
  • youtube — Анимация внутренних движущихся частей 4-цилиндрового двигателя

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Основы работы с двигателем

Основы работы с двигателем

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Аннотация : Поршневые двигатели внутреннего сгорания — подкласс тепловых двигателей — могут работать в четырех- и двухтактных циклах. В каждом случае двигатель может быть оборудован системой сгорания с искровым зажиганием (SI) или с воспламенением от сжатия (CI).Возможен ряд других классификаций двигателей на основе мобильности двигателя, применения, топлива, конфигурации и других параметров конструкции. Теоретически процесс сгорания можно смоделировать, применяя законы сохранения массы и энергии к процессам в цилиндре двигателя. Основные конструктивные и рабочие параметры двигателей внутреннего сгорания включают степень сжатия, рабочий объем, зазор, выходную мощность, указанную мощность, термический КПД, указанное среднее эффективное давление, среднее эффективное давление при торможении, удельный расход топлива и многое другое.

Тепловые двигатели

Определение и классификация

Тепловые двигатели — это машины преобразования энергии — они преобразуют химическую энергию топлива в работу, сжигая топливо в воздухе для производства тепла. Это тепло используется для повышения температуры и давления рабочего тела, которое затем используется для выполнения полезной работы. Тепловые двигатели можно классифицировать как:

  1. Двигатели внутреннего сгорания, или
  2. Двигатели внешнего сгорания.

Их также можно разделить на возвратно-поступательные и вращательные.В поршневых двигателях рабочая жидкость используется для линейного перемещения поршня. Затем поступательное движение обычно преобразуется во вращательное с помощью кривошипно-скользящего механизма (шатун / коленчатый вал). В роторном двигателе рабочая жидкость вращает ротор, соединенный с выходным валом.

Двигатели внутреннего сгорания

В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) рабочее тело состоит из воздуха, топливовоздушной смеси или продуктов сгорания самой топливно-воздушной смеси.Поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением являются, пожалуй, наиболее распространенной формой известных двигателей внутреннего сгорания. Они приводят в движение автомобили, грузовики, поезда и большинство морских судов. Они также используются во многих небольших служебных приложениях. Они могут работать на жидком топливе, таком как бензин и дизельное топливо, или на газообразном топливе, таком как природный газ и СНГ. Двумя общими подкатегориями поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением являются двухтактный и четырехтактный двигатель . Примеры роторных двигателей внутреннего сгорания включают роторный двигатель Ванкеля и газовую турбину.

Общие цели при проектировании и разработке всех тепловых двигателей включают: максимизацию работы (выходную мощность), минимизацию потребления энергии и уменьшение загрязняющих веществ, которые могут образовываться в процессе преобразования химической энергии в работу. На рисунке 1 показаны основные узлы поршневых двигателей внутреннего сгорания. Конструкция магистрального двигателя является наиболее распространенной, хотя термин «магистральный двигатель» редко используется за пределами отрасли крупных двигателей. Конструкция крейцкопфа в настоящее время используется только в больших тихоходных двухтактных двигателях.Впускные и выпускные клапаны опущены для простоты, однако стоит отметить, что в некоторых конструкциях двухтактных двигателей используются впускные и выпускные отверстия, а не клапаны.

Рисунок 1 . Основные узлы поршневых двигателей (а) и крейцкопфа (б)

Как двух-, так и четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания может быть оборудован системой сгорания с искровым зажиганием (SI) или с воспламенением от сжатия (CI).

Обычно системы с искровым зажиганием характеризуются предварительно смешанным зарядом (т.е.е. топливо и воздух смешиваются перед зажиганием) и внешний источник зажигания, такой как свеча зажигания. Предварительное смешивание может происходить во впускном коллекторе или в цилиндре. Хотя предварительно смешанный заряд имеет относительно однородное пространственное распределение воздуха и топлива в большинстве случаев, это распределение также может быть неоднородным. Возгорание инициируется искрой, и пламя распространяется наружу вдоль фронта от места искры. Сгорание в двигателях SI считается кинетическим, поскольку вся смесь воспламеняется, а скорость горения определяется тем, насколько быстро химическая реакция может поглотить эту смесь, начиная с источника воспламенения.

Обычные дизельные двигатели характеризуются впрыском топлива непосредственно в цилиндр примерно в то время, когда требуется зажигание. В результате заправка воздуха и топлива в этих двигателях очень неоднородна: одни регионы являются чрезмерно богатыми, а другие — обедненными. Между этими крайностями смесь топлива и воздуха будет существовать в различных пропорциях. При впрыске топливо испаряется в этой высокотемпературной среде и смешивается с горячим окружающим воздухом в камере сгорания.Температура испарившегося топлива достигает температуры самовоспламенения и самовоспламеняется, чтобы начать процесс сгорания. Температура самовоспламенения топлива зависит от его химического состава. В отличие от системы SI, сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия может происходить во многих точках, где соотношение воздух-топливо и температура могут поддерживать этот процесс. Говорят, что основная часть процесса сгорания в двигателях с ХИ регулируется смешением, потому что скорость регулируется образованием воспламеняющихся смесей воздуха и топлива в камере сгорания.

В некоторых случаях различие между модулями SI и CI может быть нечетким. Из-за необходимости сокращения выбросов и расхода топлива были разработаны системы сгорания, которые могут использовать некоторые особенности двигателей SI и CI; например, самовозгорание предварительно смешанных смесей бензина, дизельного топлива или их смеси.

Газовые турбины, рис. 2, являются еще одним примером двигателей внутреннего сгорания. Однако, в отличие от поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением, сгорание происходит отдельно в специальной камере сгорания.

Рисунок 2 . Микрогазовая турбина для расширителей диапазона в транспортных средствах средней и большой грузоподъемности

(Источник: Wrightspeed Inc.)

Двигатели внешнего сгорания

В двигателях внешнего сгорания рабочее тело полностью отделено от топливовоздушной смеси. Тепло от продуктов сгорания передается рабочему телу через стенки теплообменника. Паровая машина — хорошо известный пример двигателя внешнего сгорания.

Примером поршневого двигателя внешнего сгорания является двигатель Стирлинга, в котором тепло добавляется к рабочему телу при высокой температуре и отводится при низкой температуре. Тепло, добавляемое к рабочему телу, может быть получено практически от любого источника тепла, такого как сжигание ископаемого топлива, дерева или любого другого органического материала.

Цикл Ренкина, на котором основаны многие конструкции паровых двигателей, является еще одним примером двигателя внешнего сгорания. Тепло, поступающее от внешнего источника, повышает температуру жидкости, такой как вода, до тех пор, пока она не превратится в пар, который используется для перемещения поршня или вращения турбины.Паровые двигатели приводили в движение автомобили в США с 1900 по 1916 год; однако к 1924 году они почти исчезли. Паровые грузовики были популярны в Англии до середины 1930-х годов. В то время как паровые локомотивы во многих странах постепенно заменялись тепловозами на протяжении большей части 20 -го -го века, некоторые из них оставались в эксплуатации и в 21-м -м веке. Причины отказа от парового двигателя в качестве основного двигателя в мобильных приложениях заключались в размере и количестве основных компонентов, необходимых для их работы, таких как печь, котел, турбина, клапаны, а также их сложных органов управления [422] .Паровая турбина, которая до сих пор работает на многих стационарных электростанциях, является примером роторного двигателя внешнего сгорания.

В 21 веке и гг. Акцент на повышении эффективности двигателей вызвал новый интерес к циклу Ренкина для мобильных приложений — в форме рекуперации отработанного тепла выхлопных газов (WHR). В то время как в некоторых из этих устройств используется пар, в других используются органические жидкости, которые лучше подходят для применений с относительно низкой температурой выхлопных газов транспортных средств. Из-за комбинации цикла Ренкина и органической рабочей жидкости эти системы часто называют системами рекуперации отходящего тепла с органическим циклом Ренкина (ORC).

###

Обновленная информация о государственных целях по поэтапному отказу от продаж новых легковых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания

Это глобальный обзор всех объявленных с июня 2021 года целей по прекращению продажи или регистрации новых пассажирских двигателей внутреннего сгорания машины. Он включает подробную информацию о каждой цели в заключительной таблице. Обратите внимание, что поэтапные отказы, требуемые в разных юрисдикциях, различаются по срокам и по определению того, что квалифицируется как автомобиль с нулевым выбросом или без ДВС.Понимание различных задействованных автомобильных технологий важно при рассмотрении потенциальных последствий этих инициатив для климата, и в этом брифинге представлен обзор этих технологий.

На политической карте ниже выделены страны, провинции и штаты, правительства которых заявили о своем намерении разрешить продажу или регистрацию только новых аккумуляторных электромобилей (BEV), электромобилей на водородных топливных элементах (FCEV) и подключаемых гибридных электромобилей. (PHEV) на некоторую дату в будущем.Объявления, которые сигнализируют о намерении прекратить продажу или регистрацию новых бензиновых и дизельных автомобилей, но прямо разрешают продажу или регистрацию других новых транспортных средств, использующих ископаемое топливо, таких как мягкие гибридные электромобили и гибридные электромобили, а также сжатые природные автомобили, работающие на газе и сжиженном углеводородном газе, не показаны. Кроме того, правительства, которые ограничивают целевой показатель отказа от ДВС определенными группами пользователей, например, частными легковыми автомобилями, не выделяются.

Установив эти цели, правительства послали четкий сигнал, даже если в настоящее время невозможно реализовать цели в форме обязательного регулирования, как это имеет место в странах Европейского Союза.Кроме того, по мере того, как страны стремятся уменьшить воздействие выбросов от транспорта на изменение климата и соблюдать цели по сокращению выбросов парниковых газов в соответствии с Парижским соглашением, эти цели будут приобретать все большую актуальность. Для достижения этих целей необходим переход на автомобили с нулевым уровнем выбросов.

Argonne проводит крупнейшее в истории моделирование потока внутри двигателя внутреннего сгорания.

Представьте себе более эффективные двигатели внутреннего сгорания с меньшими выбросами, созданными с помощью компьютерного моделирования.Ученые Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США недавно объединили свои усилия для проведения крупнейшего в истории моделирования потока внутри двигателя внутреннего сгорания. Новые идеи могут быть использованы автопроизводителями для разработки более экологичных двигателей.

«Это одна из ключевых вех, и в Аргонне будет больше таких вех», — сказал Сибенду Сом, менеджер группы вычислительной мультифизики Аргоннского подразделения энергетических систем (ES) новаторского моделирования.

Около полутора лет назад Сом и Мухсин Амин, научный сотрудник Центра транспортных исследований в ЕС, придумали идею проведения прямого численного моделирования (DNS), предназначенного для точного решения всех проблем. турбулентный поток масштабируется внутри двигателя внутреннего сгорания. Однако, прежде чем это моделирование могло быть выполнено, необходимо было моделирование меньшего размера, чтобы гарантировать, что самый крупный из когда-либо созданных объектов пойдет по плану, сказал Амин.

«Это одна из ключевых вех, и из Аргонна таких вех будет еще больше.- Сибенду Сом, руководитель отдела вычислительной мультифизики Аргоннской группы энергетических систем

.

Поскольку моделирование может предоставить более подробное представление о турбулентном потоке, производители автомобилей полагаются на него при оценке нескольких потенциальных конструкций двигателей и определении лучших из них, но их ресурсы ограничены.

Выполнение моделирования в таком большом масштабе требует больших и лучших ресурсов, таких как суперкомпьютер Theta в Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), пользовательском центре Министерства энергетики США.

Это снимок небольшого подготовительного моделирования. Он показывает распределение значений скорости на двух плоскостях зажима через цилиндр. (Изображение предоставлено Аргоннской национальной лабораторией.)

Амин и Сом сотрудничали с Саумилом Пателем, помощником ученого-вычислителя в отделе вычислительной науки Аргонны, который помогал с предварительной и последующей обработкой, а также в разработке алгоритмов.

Летом 2019 года с помощью Пателя Амин получила вычислительное время на Theta в рамках конкурса Leadership Computing Challenge Министерства энергетики США (Advanced Scientific Computing Research, ASCR).

Расчеты Theta были выполнены с помощью кода моделирования теплового потока жидкости Nek5000 компании Argonne, который был отмечен премией Гордона Белла за выдающуюся масштабируемость на высокопроизводительных параллельных компьютерах в 1999 году.

Современный Nek5000, масштабируемый до миллионов процессоров, был разработан в основном в Аргонне. Новая версия, NekRS, находится в стадии разработки для компьютеров на базе ускорителей и поддерживается Центром эффективной экзадачной дискретизации, который является частью проекта министерства энергетики по эксафлопсным вычислениям.

С главным архитектором Nek5000 Полом Фишером консультировались на ранних этапах разработки настоящих расчетов. Фишер — старший научный сотрудник отдела математики и информатики Аргонны и профессор кафедры информатики и механики и инженерии Иллинойского университета в Урбана-Шампейн.

После многих лет работы по адаптации Nek5000 для улучшенного моделирования сгорания, этой весной ученые выполнили DNS потока внутри двигателя внутреннего сгорания.

«Текущее моделирование является первым в истории прямым численным моделированием потока и теплопередачи внутри двигателя внутреннего сгорания для реальной геометрии двигателя и условий эксплуатации», — сказал Амин.

Это моделирование потребовало решения 2 миллиардов степеней свободы, которые отслеживают такие параметры, как скорость, давление и температура, на 51 328 ядрах суперкомпьютера Theta.

«Это одно из наиболее подробных имитаций потока в двигателе внутреннего сгорания», — сказал Амин.

Набор данных DNS, созданный в результате текущей работы, будет полезен производителям автомобилей по-разному. Подробная информация о распределении скорости, давления и температуры в двигателе осветит процессы в цилиндре, которые недоступны для экспериментов или моделирования с низкой точностью. Кроме того, набор данных будет служить эталоном моделирования, который разработчики машинных моделей могут использовать для оценки и повышения точности инженерных подмоделей.

Исследование может также принести пользу компаниям, производящим тяжелые двигатели.

Этот проект финансировался Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США и Управлением транспортных технологий под эгидой консорциума «Партнерство по усовершенствованным двигателям внутреннего сгорания».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *