Меню Закрыть

Ресурс двс: Двигатель современного автомобиля | Продлеваем срок службы

Содержание

Пять систем, которые снижают ресурс двигателя автомобиля — Российская газета

Не секрет, что новые моторы разрабатываются исходя из требований экономичности и экологичности, а потребительские характеристики при этом уходят на дальний план. В итоге снижается надежность и ресурс двигателя.

При выборе автомобиля стоит учитывать эту тенденцию. Есть список характеристик, которые неизбежно сокращают ресурс двигателя.

Первый пункт — это снижение объема камер сгорания. Это уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу. При этом обозначенная мощность мотора обеспечивается за счет увеличенной степени сжатия, которая позволяет улучшить скорость сгорания.

Степень сжатия ограничена топливными характеристиками и материалами, из которых сделаны механизмы поршневой группы. Если степень сжатия увеличивается на треть, то воздействие на поршень и подвижные части вырастает в два раза. С этой точки зрения в легковых авто оптимальными потребительскими свойствами обладают 1,6-литровые 4-цилиндровые двигатели, пишет aif.ru.

Второй пункт — применение поршней с короткой юбкой. Логика производителя следующая. Чем меньше поршень, тем он легче. И благодаря этому он обеспечивает большую отдачу и эффективность. Сокращение юбки поршня в сочетании уменьшением плеча шатуна влечет за собой рост нагрузки на стенки цилиндров. На высоких оборотах такой поршень иногда пробивает масляную пленку и соприкасается с металлом цилиндров. Что, конечно, не продляет службу поршневой группы.

Третьим в списке идет использование турбонаддува на малообъемных моторах. Чаще всего встречается турбонаддув, работающий на энергии выхлопных газов для вращения центростремительной турбины. Температура в ней достигает 1000 градусов. Чем больше литровая мощность мотора — тем сильнее износ. Чаще всего турбоагрегат ломается на пороге 100 тысяч километров. Турбина может быстро вывести из строя поршневую часть, поскольку турбокомпрессор возьмет весь запас моторного масла.

Четвертый пункт — отсутствие прогрева двигателя при минусовых температурах. Действительно, современные моторы могут начинать работу без прогрева благодаря новейшим системам впрыска. При понижении температуры нагрузка на детали резко возрастает: двигателю нужно прокачать масло и прогреться хотя бы минут пять. Но из-за экологических требований производители опускают эту рекомендацию. А срок службы шатунно-поршневой группы сокращается.

Пятой в списке стоит система «старт/стоп». Ее придумали немецкие автопроизводители для отсечения режима холостого хода, при котором в атмосферу выбрасывается немало вредных веществ. Как только скорость автомобиля падает до нуля, система отключает двигатель. Проблема в том, что каждый мотор рассчитан на определенное число пусков. Без этой системы за 20 лет двигатель запустится, в среднем, 100 тысяч раз. С ней — около 10 миллионов. Чем больше пусков — тем сильнее происходит выработка трущихся частей.

Ресурс двигателя автомобиля — как продлить ресурс (советы для начинающих)

Расскажем — что такое ресурс двигателя автомобиля: какие факторы влияют и как его продлить. Советы от профессионалов для начинающих автолюбителей.

Что это такое

Если обратиться к справочной литературе, под ресурсом принимается пробег авто до капитального ремонта двигателя. На практике за критерий наступления предельного состояния принимают снижение мощности, появление стука, предельно высокий расход топлива и масла. Т.е. совокупность ситуаций, которые ведут к серьезному ремонту. Легче заранее предотвратить появление проблем, чем позже ремонтировать двигатель. Данные правила продлят его работу:
  • Применять топливо, масло и антифриз рекомендуемые заводом.
  • Следить за состоянием воздушного, масляного и топливного фильтра;
  • Не допускать частых повышенных нагрузок;
  • Во время проводить техосмотр и не экономить на запчастях.

Расшифровка правил

Применять топливо, рекомендуемое изготовителем. Если для авто положен «95-ый» бензин, то заливаем в бак его. Если хотите сэкономить и залить вместо АИ-95 — АИ-92 — это отрицательно скажется на ресурсе. Объясняется тем, что каждый мотор предназначен для определенного вида топлива. О чём можете прочитать в инструкции к машине или увидеть соответствующую наклейку на внутренней стороны заправочного лючка.

Применение бензина низкого качества опасно из-за преждевременной детонации (взрыва). Особенно критично для турбированных моторов, когда заливаете «95-ый» или «92-ой» вместо положенного «98-ого». Это приведёт к раннему ремонту двигателя или турбины. То же самое относится к атмосферным моторам без турбины. Если производитель сказал лить в бак «95-ый» бензин — то так и поступаем. Иначе последующие проблемы будем оплачивать за свой счёт.

Правильно выбранное моторное масло также положительно сказывается на ресурсе. Если завод-изготовитель рекомендует для машины применять фирменное масло, то нужно при замене заливать его. Если будет лить в мотор масло для него не предназначенное или с другими характеристиками, то это скажется на смазывающихся характеристиках, что приведет к снижению ресурса.

Важно придерживаться сроков замены моторного масла. Если не менять его длительное время, то придётся делать «капиталку». А увеличение срока замены в 2 раза — во столько же снижает ресурс двигателя. Зимой используйте масло с низкой степенью вязкости.


Заливайте качественную охлаждающую жидкость и меняйте антифриз в установленные сроки. Опасно вместо антифриза в систему охлаждения заливать водопроводную воду. Она хорошо охлаждает мотор, но может разъедать некоторые детали, что приведёт к засорению системы охлаждения и перегреву. Зимой вода замерзает. Если ранее она была залита в двигатель, то разрушит его детали при сильном морозе. Так что зимой заливаем антифриз, а летом — можно доливать воду, но не обычную из-под крана, а дистиллированную, купленную в магазине. Если её количество залито больше 10% от всего объема антифриза, то меняем её перед морозами.

Следить за состоянием воздушного фильтра, вовремя его менять. Несвоевременная замена сокращает ресурс, т.к. в двигатель будет попадать больше пыли и грязи, а фильтр не сможет с ними бороться. Если долго не меняли его, то он забьется грязью. Следовательно, снизится мощность авто и возрастет расход топлива.

Ездить без фильтра двигателя категорически запрещено! На практике, такая езда многократно снижает ресурс автомобиля, буквально за несколько тысяч километров.


Не допускать нештатных режимов работы. Резкие старты с места, рваный режим движения и постоянная езда на высоких оборотах — не продлевают «жизнь» двигателю. Но если ездить в «пенсионерском режиме», это тоже не хорошо. Нужно иногда давать мотору поработать на оборотах, близких к максимальному. Когда он работает на постоянных оборотах, то внутри него скапливается нагар. Чтобы его удалить нужно поездить на повышенных оборотах, чтобы удалить скопившийся нагар. Вовремя проходите техосмотр. Во время него, мастера устраняют замеченные неисправности и делают те работы, которые рекомендовал завод-изготовитель, чтобы сохранить ресурс всего автомобиля. Если будете вовремя проходить техосмотр, то проблем с авто на протяжении гарантийного срока возникнуть не должно. Главное — не экономьте на запчастях. Если поставите «подделки» или дешевый аналог, то это снизит ресурс машины.

Для примера, решили сэкономить и установить дешевый воздушный фильтр неизвестного производителя. Он не будет хорошо фильтровать воздух от загрязнений и в мотор попадут частички пыли и грязи. А это снизит пробег двигателя до капитального ремонта.

По поводу поддельных запчастей — смотря какие брать. С воздушным фильтром, как с другими запчастями, надо покупать оригинал или качественную замену. Например, я беру фильтра Bosch или Mann — они не хуже оригинала. А например продукцию фирмы «Filtron» я бы не стал ставить. Другое дело, например, с рулевыми наконечниками. Оригинал дорого, но можно найти качественную замену. Выбираем не самое дешевое, а из средней ценовой категории. Тогда качество будет не хуже оригинала и немного сэкономим.

Вся правда о моторах BMW. Часть 1 :: Autonews

Двигатели BMW достаточно прочно ассоциируются в сознании многих автолюбителей со словами«высокотехнологичные» и «надежные». Понятия, кстати, зачастую взаимоисключающие. Мой длительный опыт работы в сфере обслуживания авто и общения с владельцами, свидетельствует о расплывчатом представлении о реальном ресурсе двигателей этой марки как вообще, так и каждой модели в частности в «общественном мнении». Мой личный опыт в кратком изложении, основанный на подробном осмотре нескольких сотен ДВС BMW в течение нескольких лет, представлен ниже.

Двигатели M10, M20, M30, M40, M50

Двигатели условно первого поколения. Примитивная система вентиляции картера основанная на принципе разности давлений. Точка открытия термостата – около 80 градусов. При пробеге 350-400 ткм могут иметь минимальный износ ЦПГ. Маслосъемные колпачки теряют эластичность к 250-300 ткм. Относительная вероятность проблем с ними даже выше проблем с кольцами. При залегании колец вероятность обратимости в номинальное состояние достаточно высокая. Требовательность к маслу невысокая – тем более, что основной период эксплуатации пришелся на момент развития и становления рынка качественной «синтетики». Последнее поколение настоящих беспроблемных «миллионников», ремонтируемых «на коленке» в условиях гаража.

Двигатель BMW M10

Характерные эксплуатационные особенности двигателей первого поколения:

М10 – одновальный, с распределителем зажигания, карбюраторный, множественные модификации растянули срок его жизни на срок без малого 30 лет. Встречается на огромном количестве автомобилей, большая часть которых до России так и не добралась.

M40 – «комфортное осовременивание» M10 – ременной привод и гидрокомпенсаторы. Малораспространенный, но относительно беспроблемный подвид.

M20 – «шестерка» с ременным приводом, пришедшая на смену M10 и занявшая промежуточное положение между ним и старшей моделью – M30. Потенциал развития M10 конструктивно упирался в литраж, то есть, в увеличение полного объема и удельного объема цилиндров. Не превышая «конструктивный оптимум» в 500 кубических сантиметров, с четыремя цилиндрами из двух литров было ну никак не выпрыгнуть. Дополнительные два цилиндра дали требуемый мощностной потенциал. У нас хорошо известна по автомобилям в 34-м кузове, где зарекомендовала себя неплохо.

BMW 5-я серия в 34-м кузове

M30 – основная «шестерка» первого поколения с классическим набором характеристик – один распредвал и распределитель зажигания. Список модификаций также широк, включая первый спортивный двигатель в современной истории BMW – M88, послуживший основой хорошо известного двигателя S38 для автомобилей М-серии. Основное применение также нашел в многочисленных модификациях автомобилей в 32-м и 34-м кузовах – лидерах по числу завезенных в Россию автомобилей этого поколения.

Среди общих отличительных характеристик можно отметить невысокую степень сжатия двигателей первого поколения – с цифрами типа 8:1 и 9:1, она с одной стороны, делала двигатели малочувствительными и нетребовательными к октановому числу топлива, с другой – делала возможными заводские турбированные модификации без существенных доработок.

BMW M50

Формально, по ресурсным характеристикам, может считаться последним потенциальным «миллионником» первой волны, однако имеет ряд выгодных отличий от двигателей первого поколения, достаточных, чтобы рассматривать его особняком от вышеперечисленных динозавров.

Во-первых, двигатель, наконец, обрел так остро необходимые для BMW гражданского назначения четыре клапана на цилиндр, основав моду на «взрывной» характер «на средних» и прочно закрепив эту славу за моторами BMW. Также добавились индивидуальные катушки зажигания, а вместе с ними и свечи нового «утонченного» стандарта (вот он, истинный признак смены поколения в индустриальном масштабе). Именно он стал законодателем впоследствии почти не нарушавшейся пропорции «1 Нм на 10 кубических сантиметров объема», что было недоступно для атмосферных двигателей предыдущего поколения. Разумеется, это потребовало существенного увеличения степени сжатия от 10 до 11:1(sic!) – параметра, позже повторенного только в поколении N52 в 2005 году. Неудивительно, что нормально мотор едет на бензине с ОЧ не менее 95, что для многих владельцев является сюрпризом, а для двухлитровой модификации и его, по правде говоря, откровенно мало.

Двигатель BMW M50

Да, действительно, отчасти компенсировать подобную эксплуатационную «безграмотность» помогает еще одна новинка этого мотора – датчики детонации, но регулировка момента зажигания лишь помогает постфактум сгладить последствия заправки неподходящим топливом: автомобиль от их наличия, увы, лучше не едет. Кроме того, это была последняя «гражданская» модификация, использовавшая проверенное временем «неубиваемое» сочетание «чугунный блок – алюминиевая ГБЦ».

В итоге, появившийся в 1989 года M50 стал и, возможно, останется самым удачным по совокупности потребительских характеристик агрегатом BMW.

Рейтинг надежности: 5/5. Кольца: 5/5. Колпачки: 5/5.

M52

Рассматривая этот двигатель как эволюционное развитие M50, правильнее было бы озаглавить абзац как «M50TU-M52». Именно обновленный в 1992 году «M50», с заводским индексом M50TU, получил сравнительно надежный механизм управления фазами газораспределения впускного вала, сегодня широко известный как VANOS.

Добавление двух клапанов привело к увеличению проходного сечения вдвое, что ожидаемо сказалось на ухудшении наполняемости цилиндров на низких оборотах. В свою очередь, это и вызвало перекос моментной характеристики в сторону «крутильности», но такая «харАктерность» двигателя неудобна при неспешном движении. VANOS была призвана компенсировать этот «недостаток», несколько растянув моментную характеристику. Вопреки распространенном заблуждению, это не привело к росту удельной мощности двигателя. Мощность была повышена известным путем – литраж самой мощной модификации составил 2,8 литра – мотористы «пририсовали» 300 кубиков. Существует версия, что непривычные для мирового двигателестроения 2,3 и 2,8 литровые модификации были подогнаны под налоговые требования, действующие в Германии того периода. Блок M52 стал алюминиевым, на стенках цилиндра было применено сверхпрочное никасиловое покрытие. Все остальные изменения преимущественно затронули экологию: M52 стал первым двигателем с «экологической» системой вентиляции картерных газов – был использован клапан с опорным атмосферным давлением, теперь открывающийся только «по требованию». Температура открытия термостата была поднята до 88-92 градусов – что выше ДВС первого поколения.

Ресурс, этой модификации, по моим данным, снизился примерно вдвое: проблемы с колпачками и ЦПГ начинаются на рубеже 200-250 ткм и далее, при ожидаемом ресурсе ДВС около 450-500 ткм. В зависимости от режима эксплуатации (город/трасса), цифра варьируется в пределах +-100 ткм. Даже при средней степени потери подвижности колец, расход масла может отсутствовать, или быть крайне незначительным. Условно это последний потенциальный «миллионник», при должном уходе. Особых «никасиловых» проблем в реальной жизни не наблюдается, как и высокосернистого топлива в крупных городах с начала 2000-х…

Особенности эксплуатации этих моторов, прежде всего, связаны с мелкими болячками пока еще не полностью электронных систем и дорогих расходников, использованных в моторе и их старением – растягиваются тросы привода дроссельной заслонки и управлением противозаносной системы, умирают дорогие расходомеры и столь же не дешевые титановые датчики кислорода, блоки ABS и т.д. Однако, при должном уходе, вы все еще можете получить «почти миллионник» при должной заботе и несколько больших тратах, на своей BMW в кузове E39 или E36 – именно им преимущественно доставался этот двигатель.

Рейтинг надежности: 4/5. Кольца:4/5. Колпачки:4/5.

M52TU, M54

Дальнейшая «экологизация» и борьба за эластичность моментной характеристики. Первое существенное отличие этих моделей – управляемый термостат с точкой открытия 97 градусов – режим эффективной работы окончательно смещен в сторону частичных нагрузок, что обеспечивает полное сгорание смеси в режиме городской эксплуатации. BMW выступила новатором в применении систем такого рода и до сих пор остается верна этой традиции – на момент 2011 года, мало кто из конкурентов «коптит» масло до температур далеко за 100 градусов. В условиях городской эксплуатации, масло окисляется еще более интенсивно, чем на двигателях предыдущего поколения и неизбежным результатом стало снижение ожидаемого «беспроблемного» пробега еще примерно в два раза – до 150-180 ткм. Проблемы с колпачками начинаются к 250-280 ткм. Первый двигатель BMW, по-настоящему капризный к качеству масла – пренебрежение его выбором, отныне означает существенные затраты в скором будущем. Конструктивные отличия выражаются в стремлении конструкторов формально повысить мощность за счет увеличения объема и «развернуть» моментную характеристику на предельно возможный диапазон – теперь VANOS управляет и выпускным валом, а на впуске появляется совсем недешевая заслонка, изменяющая длину впускного тракта – DISA. В отличие от «спортивного» S38B38, здесь вся конструкция пластмассовая, а, следовательно – не вечная. Двигатель теперь действительно бодро тянет в широком диапазоне оборотов, но характер сильно отличается от ярко выраженных «крутильных» моторов эпохи М50. Кстати, педаль газа становится электронной – теперь прошивка определяет степень ее «чувствительности», регулирует «экологию» и бережет «коробку». В алюминиевом блоке последний раз использованы чугунные гильзы. Мотор можно назвать наиболее распространенным в Росии – популярные кузова E46, E39, E53 сплошь и рядом в городском потоке.

Рейтинг надежности: 3/5. Кольца: 3/5. Колпачки: 3/5.

Для моторов М серии, моделей М52, М52TU, M54, характерно образование шлама на внутренней стороне крышки маслозаливной горловины – констрастной температурной зоне, что свидетельствует о качестве используемого масла. Чем суше и тоньше слой, тем больше шансов застать двигатель живым. Актуальность этого признака напрямую связана с режимом эксплуатации – «городские» автомобили достоверно определяются с крайне высокой вероятностью, в то время как «загородные» авто с режимом эксплуатации «трасса», могут не иметь проблем при одинаково ярких признаках шламообразования под крышкой.

N52

Принципиально новое (если считать по сути – всего лишь третье) поколение, стартовавшее в 2005 году. Мотор «горячий» не только по режиму термостатирования, но и по причине тесной компоновки моторного отсека. Эволюционное развитие получили практически все известные ранее системы: датчики кислорода теперь широкополосные, длина впускного коллектора изменяется двухстадийно, все это в той или иной форме присутствовало ранее. Добавились мелкие конструктивные улучшения в виде масляного насоса переменной производительности, более надежного клапана вентиляции картера, теплообменника масляного стакана и т.д. Блок также изготовляется из очередного «продвинутого» магниево-алюминиевого сплава, но теперь вместо вставных хонингованных чугунных гильз в нем используется химически вытравленное маслоудерживающее покрытие. Революция коснулось системы подачи воздуха – дебютировавшая в 2001 году на экономичных «четверках» система Valvetronic (непосредственное управление подачей воздуха в цилиндры через открытие клапана, минуя дроссельный узел) теперь переехала на основной модельный ряд двигателей. Решенная с ее помощью проблема т.н. «потерь на дросселирование» якобы позволила снизить расход топлива в среднем на 12% (так и хочется добавить «теоретически»), но потребовала добавления сложного механизма, включающего дополнительный эксцентриковый вал с дополнительной, отличной от двигателей прежнего поколения, арматурой клапанов.

Выражение «попал на вальветроник» среди владельцев BMW с моторами этого поколения означает, как правило, нестабильный холостой ход и затраты в пределах 1000 евро. Утешение можно найти разве что в попытке пересчитать мнимые 12% топливной экономии в пробег. Моторам поколения «N» также свойственны специфические проблемы работы двигателя, связанные с микропрограммой блока управления. Путь, выбранный для незначительного увеличения мощности, оказался совсем уж тривиальным – двигатель просто «накрутили» до 7000 оборотов/мин. «Честно» увеличивать объем не стали – оптимальное значение около 0,5 л на цилиндр уже было достигнуто в трехлитровой версии предшественника.

Проблемы с залеганием колец (степень всегда выше средней) касаются почти всех экземпляров внутригородской эксплуатации с пробегом более 40 ткм и возрастом от 2 лет, полная обратимость наблюдается лишь до пробега 60-65 ткм. К рубежу 50-60 ткм уже возможны проблемы с маслосъемными колпачками. К пробегу 80-100 ткм и возрасту 4-5 лет, обе проблемы встречаются и обеспечивают кумулятивный эффект, что гарантирует расход около 1 л на 1000 км и более – это небывало рано. К 110-120 ткм, как правило, забивается катализатор. Было обнаружено несколько экземпляров с малым пробегом, после обработки которых, измерения по пакетам поршневых колец свидетельствовали об отсутствии нормальной обкатки(!) – кольца залегли ранее, чем успели «прикататься». Прогнозируемый ресурс при стандартной эксплуатации – не более 150-180 ткм. Подавляющее число осмотренных экземпляров не рекомендовано к приобретению уже на рубеже 80-120 ткм и возрасте 5-6 лет. Трехлитровая модель имеет больший примерно на треть ресурс, наиболее вероятно объясняемый иным материалом маслосъмных колец. Двигатель почти также распространен как и предшественник и встречается, преимущественно, на автомобилях 1,3,5 серий, а также – на купе и BMW серии X.

Вопреки распространенному заблуждению, ни модифицированная версия колец, ни слегка измененная форма юбки поршня никак на ресурсе мотора не сказались. Модифицированная вентиляция картера через интегрированный в крышку клапан, появившаяся на N52N также никакого улучшения не гарантирует.

Рейтинг надежности: 3/5. Кольца:2/5. Колпачки:2/5.

N53/N54/N55

В двигателях последующих поколений, наблюдается то же неистовое стремление к дальнейшей экологизации двигателей, снижению удельной металлоемкости и т.д. Форменное разочарование для консервативных поклонников марки.

С появлением N53, бензиновые двигатели BMW сделали еще один шаг в сторону дизеля – ради очередных «процентов экологии» (но не экономии!) покупатели получили прецизионные форсунки высокого давления, ТНВД и все потенциальные проблемы дизеля в придачу. Правда, в N53 не поместился Valvetronic. В N54, впрочем, тоже, зато с этой модели у BMW началось широкое «надувательство» – в канонической рядной шестерке снова появилась турбина, даже две. В N55 Valvetronic вернули, а сложную последовательную систему турбин убрали – она там одна. Зато двигатель N55 теперь самый «дизельный» из всех бензиновых.

Забавно, что BMW сперва не рискнула массово продвигать на всех рынках первый двигатель с непосредственным впрыском N53 из-за опасений интенсивного коксообразования у форсунок. В то же время, конструкция форсунок BMW-SIEMENS кардинально отличается от конкурентов, использующих подверженное коксованию «открытое» отверстие. Форсунки в BMW «распыляют» посредством приоткрытия клапана, представляющего заостренную вершину пирамиды – такое распыление «очищает» седло клапана самим процессом распыления, совершенно аналогично тому, как чистятся впускные каналы клапанов на двигателях с обычной системой впрыска. А вот от этой болезни всех моторов с непосредственным впрыском, лекарства пока не придумано.

В виду иной конструкции клапанной крышки, метод первичной самодиагностики радикально отличается от моторов М-серии. Первым признаком нездоровья служит красно-коричневый нефтяной лак на лепестках крышки, первое время легко удаляемый механическим воздействием. Вторая стадия – бурый песок по периметру центральной части крышки. Третья и четвертая – песок по всей обратной поверхности и, реже, масляное «желе» под ней же. Характеристику используемому маслу дает и состояние торсионной пружинки, отлично различимой под крышкой – на первой стадии она еще сохраняет металлический (серый) цвет под мутной темно-желтой масляной пленкой, на второй – приобретает характерный красно-бурый оттенок. Третья стадия, когда длительная эксплуатация на масле с высокой кислотностью делает ее визуально «рыхлой», «изъеденной» – такой двигатель, скорее всего, уже имеет необратимо изношенную ЦПГ. Вероятность, например, купить беспроблемный мотор серии N52B25 старше 5 лет, при условии московской эксплуатации, практически отсутствует.

Продолжение следует…

Ресурс двигателя — какой срок службы у моторов

Любой водитель, приобретая автомобиль, должен узнать какой ресурс двигателя и  от чего он зависит. Под этой фразой в моторе понимается время, которое ДВС должен отработать, пока не наступит пора первого капитального ремонта. Сегодня вы узнаете, от чего зависит этот параметр и насколько сильно отличаются моторесурс у бензиннового и дизельного движков. Кроме того, мы расскажем вам о том, как увеличить ресурс.

Что влияет на ресурс двигателя автомобиля?

В первую очередь, на срок службы данного мотора большое влияние оказывает его объем. Под рабочим объемом понимается сумма объемов всех цилиндров, в пределах которых происходит сжигание топливовоздушной смеси. Чем больше объем двигателя, тем больше времени сможет он сможет отработать без оперативного вмешательства, связанного с заменой изношенных частей силового агрегата.

Кроме того, на срок службы двигателя огромное влияние может оказывать и состояние кривошипно-шатунного механизма. Ведь попавшая вместе с воздухом пыль может осесть на поверхности трущихся деталей и вызвать появление микроскопических царапин, которые негативно сказываются на смазке, что приводит к увеличению температуры и ускоренному износу поршневых колец стенок цилиндров.

Естественно, информация о сроке службы двигателя должна быть тщательно проверенна заводом-изготовителем. Ведь различные двигатели и модели автомобилей совершенно по-разному воспринимают определенные нагрузки, а значит и рассчитаны на определенное количество часов работы. Так, например, износ двигателя, автомобиль которого принимает участие в соревнования, происходит очень быстро. Но данной проблемой не должен располагать мотор, который установлен на обычном семейном автомобиле, предназначенном для тихой и размеренной езды.

В целом, ресурс мотора будет зависеть от степени износа таких деталей, как шейки коленчатого вала или же от состояния стенок цилиндров и степени «усталости» шатунов.

Разница сроков службы дизельного и бензинового мотора

Изначально дизельный мотор подразумевает большую мощность и нагрузки, что непременно должно подкрепляться и повышенным сроком службы силовой установки. Многие дизельные двигатели и по сей день дают пору множеству современных агрегатов, работающих на бензине. Тем не менее, такое случается не всегда, так как производителей как дизельных, так и бензиновых моторов очень много. Ведь если сравнивать дорогой бензиновый мотор, изготовленный в Японии с китайским аналогом знаменитого дизельного двигателя, то конечно, этот «бой» будет далеко не в пользу дизеля. Тем не менее, дизельный мотор принято считать одним из самых долговечных.

Главным секретом любого дизельного мотора можно считать блок цилиндров. Прежде всего, они изготовлены из специального чугуна, имеющего высокий запас прочности и большое сопротивление широким скачкам температуры. Современные бензиновые моторы изготавливают из алюминия для снижения веса, но на высоких оборотах такой мотор перегревается, что приводит к естественной деформации цилиндров,

Кроме того, это касается не только блока. Ведь все части дизельного мотора изготавливаются именно из чугуна, что в корне объясняет его долговечную и надежную работу.

Последним отличием можно назвать число оборотов. Ведь бензиновый мотор работает в полтора раза быстрее, что ускоряет износ поршневой группы, а, следовательно, приводит к износу всего мотора в целом. Дизельные же двигатели имеют всего 2000 рабочих оборотов в минуту, а значит, малый ход поршня и его замедленный износ.

Как увеличить ресурс ДВС

Как вы уже догадались, ресурс двигателя зависит не только от материала его изготовления и технических проекционных характеристик, но и от самого водителя, а точнее, от правильности обслуживания силовой установки.

Прежде всего, водитель должен применять для смазки только качественное масло, прошедшее специальную проверку и допущенное для эксплуатации на заданном типе двигателя. Ведь система смазки – это «кровь» любого мотора и от ее содержимого зависит его жизнь.

Масло для дизельного мотора необходимо подбирать с учетом прилагаемых нагрузок. Если предполагается использовать двигатель в условиях, приближенных к экстремальным, то рекомендуется заливать масло только с высоким коэффициентом вязкости, чтобы избежать его разжижения при повышениях температуры. Тип и марку масла можно также узнать, прочитав технический паспорт на силовой агрегат. В нем указаны все характеристики масел, применяемые на моторе при различных условиях.

Опытные водители знают, что дизельный мотор очень чувствителен к резкому увеличению температуры. Данное явление имеет более серьезное влияние, нежели качество заливаемого масла. Чтобы избежать перегревов и увеличить мощность мотора, можно установить турбо компрессор, соединенный с интеркуллером, который поможет поддержать двигателю нужный ему температурный режим.

Вот, пожалуй, и все, что необходимо знать о сроке службы дизельного двигателя. Как видите, плата за мощный и надежный мотор немалая, ведь вам придется заранее запасаться дорогостоящими запчастями и автомобильной химией, способной избавить вас от лишних трат и сохранить жизнь мотора, даже если туда залетели довольно крупные частицы пыли. 

Самые надёжные двигатели BMW, как выбрать – автодилер БорисХоф

Рядный 6-цилиндровый мотор выполнен из алюминия и снабжен чугунными гильзами. Рабочий объем в зависимости от модификации составляет от 2,2 до 3 литров. Выпускался баварской компанией до 2006 года. Дважды (2003, 2004) признавался лучшим двигателем года. Нередки случаи, когда двигатели M54 вырабатывали без капитального ремонта свыше 300 000 км.

Установка оборудована газораспределительным механизмом Double Vanos с цепным приводом; для регулировки тепловых зазоров предусмотрены гидрокомпенсаторы. Длина впускного коллектора может меняться с учетом режима работы, что повышает эффективность ДВС.

Прочную опору коленчатому валу обеспечивают коренные подшипники (7 шт.), что обеспечивает уверенную работу двигателя на высоких оборотах и способствует увеличению ресурса.

Следует отметить, что по сравнению с предшественником (M52) рассматриваемый силовой агрегат БМВ является более надежным. Выбирая между подержанными автомобилями с установками M52 и M54, разумнее предпочесть второй вариант.

N55

Эта модель представляет собой рядный двигатель с шестью цилиндрами и рабочим объемом три литра. В разных версиях максимальная мощность составляет от 306 до 370 л. с. Блок двигателя изготовлен из алюминия и снабжен чугунными гильзами. Охлаждение поршней обеспечивают масляные форсунки.

Силовыми установками BMW N55 комплектовались отдельные модификации:

  • 1 серии с индексами E82, F20;
  • 2 серии в кузове F22;
  • 3 серии с индексами F30, E90;
  • 4 серии — F32;
  • 5 серии — F10;
  • 6 серии — F13;
  • 7 серии — F01;
  • кроссоверов X1(E84), X3(F25), X4(F26), X5(E70, F15), X6(E71,F16).

Серия моторов BMW N, как и B, отличается высокой технологичностью. В агрегате предусмотрена возможность изменения высоты клапанов, наличие регуляторов фаз механизма газораспределения. В состав установки входит двойная турбина, улитки которой различаются по диаметру.

Чтобы обеспечить длительную и бесперебойную работу этого двигателя, следует соблюдать сроки обслуживания и использовать топливо, а также расходные материалы высокого качества. Средний ресурс до капремонта составляет 250 000 км, но отдельные экземпляры вырабатывали и по 400 000 км.

Сейчас N55 сняты с производства, но можно найти вполне достойные варианты с пробегом, если брать автомобиль, выпущенный не ранее 2010 года

S85

Этот крупноразмерный V-образный ДВС с 10 цилиндрами выпускался в сериях B40 (рабочий объем 4 л) и B50 (5 л). Несколько лет подряд отмечался наградой «Лучший двигатель года объемом более 4 л». Надежный мотор BMW S85 устанавливался на моделях М5 в кузове Е60 и М6 с индексом Е63.

Дизель

Самым надежным среди моторов БМВ, работающих на дизтопливе, является турбированный N47, многократно признававшийся лучшим дизельным двигателем. В базовой версии рабочий объем установки составляет 2 л, выпускалась также дефорсированная модификация на 1,6 л. В составе мотора имеется 4 цилиндра, максимальная мощность — от 116 до 218 л. с.

Блок двигателя выполнен из алюминия с чугунными гильзами. Мотор оснащен механизмом впрыска горючего Common Rail. Газораспределительный механизм снабжен цепным приводом. Заявленный срок эксплуатации силового агрегата без капремонта — свыше 250 000 км.

Большинство современных и выпускавшихся ранее двигателей BMW отличаются надежной конструкцией. Установки способны полностью вырабатывать заявленный ресурс без серьезного ремонта, но только при соблюдении основных условий: своевременное обслуживание, качественное топливо и расходные материалы.

Ресурс ДВС на примере двигателей Audi V6: bmwservice — LiveJournal

  Наглядности ради и развлечения для предлагаю сравнить две эпохи двигателестроения. Стык в стык. Условно — «атмосферный палеозой чугун» и «атмосферный силумин».

Чтобы вам не было скучно от созерцания моторов BMW в 1001 раз, возьмем примеры из параллельной реальности — Audi от VAG. Точка перегиба — примерно 2005 год.
То есть, тоже самое, что у BMW произошло в период окончательного перехода на двигатели «новой волны» серии «N» — «Neu» — N52, прежде всего…

Старое поколение ДВС V6 от Audi типа «2.8» и даже «2.7T», может успешно дожить до старости — температура там классическая,
технологии «дореволюционные»,  форсировка —  умеренная.

Вот, например:

Все проблемы — возрастные и «масляные». Они постепенно накапливаются и проявляются тысячам так к
180-200 «городского» пробега (скорость до 25 км/ч, то есть, в возрасте около 7-8 лет).

Садятся кольца и, разумеется, почти полностью истирается хон (это примерно треть ремонтного размера):

Глядя на фото совершенно лысой стенки цилиндра, невольно вспоминаешь авторов рекламных кампаний
масла про «надежную защиту вашего двигателя от износа»…

В прочем, сетка хона иногда хоть чуть-чуть, да проглядывает:

Примерно в это же время, масло начинает рекой течь через севшие колпачки и разбитые втулки.
Масла так много, что стержень, тарелка, да и весь верх ГБЦ приобретает яркий масляный цвет:

Дно поршня может иметь рыхлые следы детонации и давнюю выгоревшую масляную корку, но при этом
оставаться сухим (за это благодарим классическую конструкцию поршня и колец):

Течет с ГБЦ, порой, так обильно, что масляной рекой заливает лысую стенку цилиндра:

Иногда можно найти и вот такие шрамы от спекшегося масляного абразива — даже твердости чугуна
недостаточно, что уж там говорить про нежные негильзованные силуминовые блоки…

Тем не менее, даже городская эксплуатация позволяет зачетные тысяч 250-300 выкатать. А если потратится на средний ремонт (замена колпачков, например),
то и того больше…

В любом случае, тысячам к 500 российской городской эксплуатации (а это примерно 20 лет и 20.000 городских моточасов), блок и поршневая свое доходят чисто по износному трению. А вместе с ними будет необходимо заменить и все что вокруг…  Иными словами, предстоит капитальный ремонт ГБЦ, блока цилиндров и замена поршневой. Фактически — постройка мотора заново. Это очень недешевый процесс.

Теперь переходим в новое измерение: алюсиловый негильзованный блок и высокие температуры:

Все болячки здесь — примерно аналогичны двигателям BMW того же периода:

— на пробеге всего около 30-40 тысяч км, в цилиндрах уже полно масляной золы:

Присутствуют локальные очаги фрикционной коррозии/фреттинга (рыже-ржавый налет):

Обратите особое внимание: поставщик блоков у VAG использует механобработку поверхности цилиндров (царапины на фото)
у силуминовых блоков. А вот у BMW блоки «травленые» — «сетки хона» там нет.

Дно поршней пораженных цилиндров — в крупных горелых масляных сгустках — кольца уже не работают и
масло туда поступает рекой:

Хотя клапана, разумеется, пока еще совершенно сухие, что неудивительно для 2-3 летнего автомобиля:

А вот впускные клапана уже успели зарасти масляным налетом — непосредственный впрыск не омывает их бензином,
зато «рекомендованное производителем, стойкое к окислению и высоким температурам масло» обильно поставляется на впуск
системой вентиляции картера и попадает на разогретые тарелки клапанов.

Довольно скоро, седло клапана зарастет и начнутся пропуски воспламенения…

Вот эта антрацитовая чернь нарастает в ГБЦ автомобилей с непосредственным впрыском всего за 2-3(!)
замены масла «со всеми допусками»…

Крупнее это выглядит вот так:

И вот так:

Подведем итоги:

1.Старое «гильзованное» поколение, с низкой рабочей температурой, ходит до 500.000 км без капремонта, что в среднем соответствует нормальной ходимости двигателей поколения 80-х-90-х. Причина выхода из строя — критический расход масла на фоне фрикционного износа ЦПГ и ГБЦ, усугубляемый неверным выбором масла. Фактор влияния качества масла на «холодные» моторы низкий. Износ, в этом случае, закономерно соотносится с расходом масла: двигатель сначала почти ничего не кушает, после начинается постепенный линейный рост расхода масла. Заканчивается все на ударном участке роста расхода — резко садятся колпачки/изнашиваются втулки. Все это происходит на фоне серьезно изношенной поршневой: стираются кольца, разбивается поршневая канавка, изнашивается блок и т.д. — в совокупности, это можно назвать «нормальным ресурсным старением». Ремонтировать нужно почти все, но все узлы честно отработали свой ресурс.

Условно, это выглядит примерно так:

2.Новое поколение — «горячее», без гильзовки, начинает активно потреблять масло уже с 3-4 года эксплуатации и даже ранее, и при отличной сохранности ЦПГ и ГБЦ, остро требует замены колец и чистки ГБЦ уже примерно на рубеже 50-80 тысяч км. Фрикционный износ может практически отсутствовать — тут просто «садятся» кольца и закупоривается маслодренаж. Также могут резко (окончательно на 4-5 год) постареть колпачки. Могут действовать и оба фактора единовременно — это зависит от конкретного двигателя. В результате — необходима полная переборка ДВС для замены колец, но с полной сохранностью, как правило, блока цилиндров и поршневой… Блок и поршни здесь чаще всего «как новые».

Выглядит это примерно так:

Полная аналогия от BMW: M54 на фоне N52.

P.S.Дополнение, для сравнения: BMW N46B20 без пробега по Москве, около 100.000 км пробега:

Чистые клапана:

Чистейший верх ГБЦ — никаких следов масла:

Хон без следов износа:

Пять простых советов, которые увеличат ресурс ДВС

Многие водители с теплотой вспоминают двигатели старых немецких либо японских автомобилей, которые были способны наматывать миллионные пробеги без капитального ремонта. Сейчас же бытует мнение о том, что современные моторы не «доживают» и до 200 000 километров. Однако, если придерживаться нескольких простых советов, то можно весьма серьезно увеличить ресурс мотора. Редакция сайта Тарантас Ньюс совместно с автомеханиками составили список советов по увеличению ресурса ДВС.

Выполнять своевременное техническое обслуживание

Несмотря на то, что своевременное техническое обслуживание можно назвать прописной истиной, многие автомобилисты пренебрегают данным советом. Обслуживание машины не по регламенту, предписанному автопроизводителем может стать причиной быстрого износа либо же и вовсе приведет к поломке двигателя. Также следует внимательно следить за качеством заливаемого масла, ведь некачественная или поддельная продукция также негативно сказывается на «здоровье» мотора.

Следить за исправностью системы охлаждения

Крайне важно помнить и об исправном состоянии системы охлаждения, ведь частые перегревы весьма негативно сказываются на двигателе и могут не только снизить его ресурс, но также повлечь за собой дорогостоящий ремонт. Всегда следует контролировать уровень ОЖ и осматривать патрубки системы и радиатор на предмет течи.

Правильно использовать в зимний период

При наступлении холодов стоит помнить о том, что двигатель необходимо прогревать, так как холодное масло становится более густым и создает дополнительную нагрузку на агрегат. А при начале движения полезно некоторое время не давать серьезных нагрузок и высоких оборотов. Стоит затратить несколько минут на прогрев, который весьма ощутимо продлит срок службы мотора.

Поддерживать достаточный уровень топлива

Крайне нежелательно эксплуатировать автомобиль с низким уровнем топлива в баке. Малое количество жидкости может стать причиной засорения фильтра различным мусором, находящимся на дне бака, в следствие чего, бензонасос не сможет подать необходимый уровень горючего с нужным давлением к мотору. Это в свою очередь может вызвать некорректную работу двигателя и создаст дополнительные затруднения. Кроме того, при низком уровне топлива существует вероятность попадания воздуха в бензонасос, из-за которого последний может выйти из строя.

Не стоит игнорировать «чек»

Порой автолюбители не обращают внимание на горящую лампу «чек», ведь двигатель работает и машина исправна. Однако, несмотря на то, что видимых причин для беспокойства нет, автомобиль может указывать на неисправность датчиков и некоторых систем. Некорректная работа которых может привести к неправильному смесеобразованию, из-за чего нарушается нормальная работа ДВС, а ресурс серьезно снижается. Если загорается сигнальная лампа «чек» стоит прибегнуть к услугам компьютерной диагностики и выявить проблему на начальной стадии.

Заправка двигателей внутреннего сгорания | Давайте поговорим о науке

AB Химия 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок A: Термохимические изменения

AB Химия 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

AB Наука о знаниях и возможности трудоустройства 8, 9 (пересмотрено в 2009 г.) 9 Блок B: Материя и химические изменения

AB Наука 10 (2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Блок A: Энергия и материя в химических изменениях

AB Наука 20 (2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Химические изменения

AB Наука 24 (2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

AB Наука 24 (2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок B: Общие сведения о системах преобразования энергии

AB Наука 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Раздел B: Химия и окружающая среда

AB Наука 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Энергия и окружающая среда

AB Наука 7-8-9 (2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Блок B: Материя и химические изменения

До нашей эры Химия 11 (июнь 2018) 11 Большая идея: материя и энергия сохраняются в химических реакциях.

До нашей эры Химия 11 (июнь 2018) 11 Большая идея: органическая химия и ее приложения имеют большое значение для здоровья человека, общества и окружающей среды.

До нашей эры Science Grade 10 (март 2018 г.) 10 Большая идея: изменение энергии требуется, поскольку атомы перестраиваются в химических процессах.

МБ Химия 11 класс (2006) 11 Тема 5: Органическая химия

МБ Старшая 1-я наука (2000) 9 Кластер 2: атомы и элементы

МБ Старший 2 науки (2001) 10 Кластер 2: химия в действии

NB Химия 111/112 (2009) 11 Блок 2: Стехиометрия

NB Химия 121/122 (2009) 12 Раздел 1: Термохимия

NB Химия 121/122 (2009) 12 Раздел 4: Органическая химия

NB 10 класс естественных наук (2002) 10 Физическая наука: химические реакции

NB Естественные науки 9 класс (2002) 9 Атомы и элементы

NL Химия 2202 (2018) 11 Раздел 3: Органическая химия

NL Химия 3202 (2005) 12 Раздел 3: Термохимия

NL Земляные системы 3209 (н. Д.) 12 Блок 5: Ресурсы Земли: Реальные приложения

NL Наука об окружающей среде 3205 (редакция 2010 г.) 12 Раздел 5: Атмосфера и окружающая среда

NL 9 класс естествознания 9 Раздел 2: Атомы, элементы и соединения (редакция 2011 г.)

NL Наука 1206 (2018) 10 Блок 2: Химические реакции

NL Наука 3200 (2005) 12 Блок 1: Химические реакции

NS Химия 11 (2003) 11 Органическая химия

NS Химия 12 (2003) 12 Термохимия

NS Структура результатов обучения: естественные науки 9 класс (2014 г.) 9 Атомы и элементы

NS Наука 10 (2012) 10 Физическая наука: химические реакции

NT Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок A: Термохимические изменения

NT Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

NT Наука о знаниях и возможности трудоустройства 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Блок B: Материя и химические изменения

NT Наука 10 (Альберта, 2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Блок A: Энергия и материя в химических изменениях

NT Наука 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Химические изменения

NT Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

NT Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок B: Общие сведения о системах преобразования энергии

NT Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Раздел B: Химия и окружающая среда

NT Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Энергия и окружающая среда

NT Наука 9 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Блок B: Материя и химические изменения

НУ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок A: Термохимические изменения

НУ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

НУ Наука о знаниях и возможностях трудоустройства 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Блок B: Материя и химические изменения

НУ Наука 10 (2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Блок A: Энергия и материя в химических изменениях

НУ Наука 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Химические изменения

НУ Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

НУ Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок B: Общие сведения о системах преобразования энергии

НУ Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Раздел B: Химия и окружающая среда

НУ Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Энергия и окружающая среда

НУ Наука 9 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Блок B: Материя и химические изменения

НА Химия, 11 класс, ВУЗ (СЧ4У) 11 Нить C: химические реакции

НА Химия, 12 класс, техникум (СЧ5С) 12 Строка C: органическая химия

НА Химия, 12 класс, ВУЗ (СЧ5У) 12 Направление B: органическая химия

НА Науки о Земле и космосе, 12 класс, Университет (SES4U) 12 Strand E: Земляные материалы

НА Экология, 11 класс, Университет / колледж (SVN3M) 11 Строка B: Научные решения современных экологических проблем

НА Экология, 11 класс, Университет / колледж (SVN3M) 11 Strand F: Сохранение энергии

НА Экология, 11 класс, рабочее место (SVN3E) 11 Strand D: Энергосбережение

НА Естественные науки, академический класс 10 (SNC2D) 10 Нить C: химические реакции

НА Прикладная наука 10 класс (SNC2P) (2008) 10 Нить C: химические реакции и их практическое применение

НА Естественные науки, 12 класс, рабочее место (SNC4E) 12 Направление C: химические вещества в потребительских товарах

PE Химия 521A (2006) 11 Органическая химия

PE Химия 621А (2006) 12 Термохимия

PE Наука 421A (2005) 10 Блок 3: Химические реакции

PE Science 421A (проект, 2018 г.) 10 СК 2.1 Предскажите продукты химических реакций.

PE Science 421A (проект, 2018 г.) 10 CK 2.2 Анализируйте реальные химические реакции, применяя принципы химической реактивности.

PE Наука 431A (без даты) 10 Блок 2: Химические реакции

PE Science 7e année (2016) (только на французском) 7 Тема 2: L’univers vivant — Понятие D: Режимы воспроизведения

PE Естественные науки 9 класс (2018) 9 Блок 2: Атомы и элементы

КК Прикладная наука и технологии Раздел IV Материальный мир

КК Химия Раздел V Энергетические изменения в реакциях

КК Наука и технология Раздел IV Материальный мир

SK Химия 30 (2016) 12 Химическая связь и материаловедение

SK Химия 30 (2016) 12 Химическое равновесие

SK Науки о Земле 30 (фев 2018) 12 Литосфера

SK Физические науки 20 (2016) 11 Основы химии

SK Физические науки 20 (2016) 11 Высокая температура

YT Chemistry 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 11 Большая идея: материя и энергия сохраняются в химических реакциях.

YT Chemistry 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 11 Большая идея: органическая химия и ее приложения имеют большое значение для здоровья человека, общества и окружающей среды.

YT Science Grade 10 (Британская Колумбия, июнь 2016 г.) 10 Большая идея: изменение энергии требуется, поскольку атомы перестраиваются в химических процессах.

Портал для горения

Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания (RICE)

Стационарный поршневой двигатель внутреннего сгорания (RICE) — это любой двигатель внутреннего сгорания, который использует возвратно-поступательное движение для преобразования тепловой энергии в механическую работу и не является мобильным.Стационарные поршневые двигатели отличаются от мобильных поршневых двигателей тем, что они не используются в дорожных транспортных средствах или внедорожных мобильных устройствах, таких как бульдозеры, косилки, краны и т. Д. Некоторые двигатели труднее классифицировать, например, генератор, установленный на поддоне или прицепе. не будет считаться стационарным, если он не будет оставаться на одном участке в течение, по крайней мере, полного года или полного сезона, для сезонного источника ( дополнительная информация о стационарных, внедорожных, передвижных и т. д. ).

Есть два основных типа стационарных поршневых двигателей — искровое зажигание и воспламенение от сжатия. В двигателях с искровым зажиганием для воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси используется искра (через свечу зажигания). Типичными видами топлива для таких двигателей являются бензин и природный газ. Двигатели с воспламенением от сжатия сжимают воздух до высокого давления, нагревая воздух до температуры воспламенения топлива, которое затем впрыскивается. Высокая степень сжатия, используемая в двигателях с воспламенением от сжатия, обеспечивает более высокий КПД, чем это возможно с двигателями с искровым зажиганием.Дизельное топливо обычно используется в двигателях с воспламенением от сжатия, хотя некоторые из них работают на двойном топливе (природный газ сжимается вместе с воздухом для горения, а дизельное топливо впрыскивается в верхней части такта сжатия для инициирования сгорания).

Несколько миллионов стационарных поршневых двигателей используются на всей территории США. В целом промышленность использует эти двигатели для привода технологического оборудования, такого как компрессоры, насосы и другое оборудование, а также для резервных генераторных установок.

Воздушные правила

Производители и владельцы стационарных поршневых двигателей внутреннего сгорания (RICE) подпадают под действие федеральных правил по загрязнению воздуха, поэтапно вводимых с 2004 года.

Чтобы узнать больше о том, как EPA регулирует стационарные двигатели и о применимости правила RICE, см. EPA Region 1 RICE page .

Дополнительные ресурсы

Национальная программа помощи малому бизнесу (NSBAP) представляет различные ресурсы стационарных двигателей внутреннего сгорания.

Заявление об отказе от ответственности

Будущее конструкции двигателей внутреннего сгорания: 5 тенденций на 2020 год

Изобретение двигателя внутреннего сгорания (IC) стало благом для транспорта, повышения эффективности и всего остального Америки.Но по мере того, как технологии ИС стареют, а экологические проблемы усиливаются, на их место стремятся альтернативы.

Автопроизводители и потребители в равной степени размышляют о будущем производства двигателей внутреннего сгорания и рассматривают , что заменит двигатель внутреннего сгорания — или какие детали были задействованы в порошковой металлургии (ПМ).

Подумайте, где в двигателе использовались PM. Достижения включают в себя самосмазывающиеся направляющие клапана, шатуны, регулировку фаз газораспределения и так далее.

Если посмотреть на предысторию того, что привело нас сюда, а также на новые проблемы эффективности и защиты окружающей среды, которые может помочь решить порошковый металл, это урок, который нельзя пропустить ни одному OEM-инженеру.

Будущее конструкции двигателей внутреннего сгорания

Откройте изображение в новой вкладке, чтобы увидеть полную версию этой инфографики:


1. Ограничения на выбросы CO2

Глобальный углеродный проект сообщил, что выбросы углерода во всем мире достигли рекордно высокого уровня в 2018 году, и ожидается, что в 2019 году их количество снова увеличится.

Агентство по охране окружающей среды опубликовало рекомендации по выбросам парниковых газов для легковых и грузовых автомобилей, при этом Фаза 2 затрагивает модельные годы до 2025 года. Хотя Управление по охране окружающей среды, похоже, переосмысливает некоторые руководящие принципы, по-прежнему политическая и экологическая атмосфера способствует повышению эффективности двигателей внутреннего сгорания. , больше, чем потребительский спрос.

Независимо от того, согласны ли инженеры и руководители лично с изменениями в воздухе, отрасль неуклонно движется в этом направлении.

2. Как повысить эффективность выбросов двигателя внутреннего сгорания?

Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии сообщает, что производители снизили выбросы загрязняющих веществ более чем на 99% за последние 30 лет. Творческие умы достигли этого, сохранив или увеличив экономию топлива.

Помимо бензина и дизельного топлива производители изучают другие способы увеличения экономии топлива:

  • Использование биодизеля
  • Использование других альтернативных или возобновляемых видов топлива
  • Комбинация двигателей внутреннего сгорания с гибридными электрическими силовыми агрегатами


3.Дизельные двигатели против. Традиционные бензиновые двигатели

Когда европейцы перешли с дизельных автомобилей на бензиновые, произошло соответствующее увеличение выбросов углекислого газа. Неожиданным поворотом стало то, что некоторые из сегодняшних автомобильных стратегий основаны на дизельных двигателях.

Многие большие дизельные грузовики на самом деле производят меньше выбросов CO2, чем небольшие газовые автомобили, свидетельствуют отчеты. Благодаря усовершенствованным технологиям были произведены дизельные двигатели, которые могут использоваться в качестве топлива для автомобилей меньшего размера и обеспечивать:

  • Лучше расход бензина
  • Снижение выбросов углерода
  • Больший крутящий момент
  • Двигатель с более длительным сроком службы


4.Конкуренция с электрическими двигателями

Вы знали, что это произойдет. Хотя бензиновые двигатели, похоже, не исчезнут полностью, они сталкиваются с жесткой конкуренцией со стороны своих электрических конкурентов.

В то время как некоторые видят будущее за электромобилями, даже BMW пока не отказывается от двигателей внутреннего сгорания.

Единственное, что опоры двигателей IC могли повесить над головами сторонников электричества, — это их аккумулятор. В частности, это:

  • Размер
  • Стоимость
  • Долговечность
  • Возможности зарядки или их отсутствие

Однако, согласно прогнозам, цены на электромобили будут конкурентоспособными уже в 2022 году, поскольку стоимость аккумуляторов резко упадет.Когда-то батарея составляла около 50% стоимости автомобиля, но к 2025 году она может упасть с до 20% . Эти сокращения, безусловно, происходят быстрее, чем ожидал рынок.

Опасения по поводу дальности полета в будущем для электромобилей меньше. Технология развивается, и появляется все больше зарядных станций. «Беспокойство о запасе хода» (опасения потребителей, что им негде подзарядить аккумулятор) по-прежнему остается реальной проблемой, которую OEM-производителям все еще необходимо решить.

5.Порошковая металлургия поддерживает переход к экологичности

Порошковая металлургия становится все более важным фактором при проектировании компонентов двигателей, нравится это разработчикам двигателей внутреннего сгорания или нет.

«Зеленая» технология — порошковая металлургия — идет рука об руку с экологичным автомобилем будущего. Спеченные магнитомягкие материалы с более высокой плотностью обеспечивают невиданный ранее рост производительности. Возможно, вы слышали историю о металлическом порошке раньше, но эти новые материалы отличаются от материалов Standard 35, на которые производители полагались на протяжении десятилетий.

Стандарт 35

MPIF является отличной базой для производителей порошковой металлургии, но для ваших будущих проектов могут потребоваться материалы и процессы, которые превосходят «стандартные» уровни производительности. В некоторых случаях можно даже исключить компонент из сборки , спроектировав с использованием металлического порошка.

Современная передовая технология уплотнения может быть немного дороже вначале, но в долгосрочной перспективе она может значительно сэкономить производителям (и водителям).

Многие компоненты можно преобразовать в металлический порошок.Порошковая металлургия добилась больших успехов в создании мелких деталей для электродвигателей и других автозапчастей по многим причинам:

  • Уменьшает вес
  • Повышает КПД электродвигателя, включая улучшенные магнитные свойства
  • Создает детали в форме сетки
  • Позволяет использовать современные материалы и процессы
  • Повышенная прочность и твердость

В частности, магнитомягкие композитные материалы являются лидером в создании сверхэффективного электродвигателя.

Порошковая металлургия — это больше не просто стержни и заглушки!

Куда вы пойдете дальше?

Современные услуги порошковой металлургии позволяют плавно перейти от традиционной конструкции двигателей внутреннего сгорания к более эффективным и экологически безопасным двигателям будущего. Это стало возможным благодаря развитию PM-материалов (как вы найдете ниже) и процессов (например, спекания).

Конечно, внутренние двигатели будут еще долгое время.Металлический порошок по-прежнему может принести значительные преимущества и двигателям внутреннего сгорания.

Если вы хотите увидеть, как новые материалы и процессы порошковой металлургии меняют мир двигателей, посетите наш ресурсный центр по электродвигателям:

Связанные ресурсы

(Примечание редактора: эта статья была первоначально опубликована в сентябре 2019 года и недавно была обновлена.)

Двигатели будущего — ASME

За последние несколько лет в автомобильном транспорте произошел значительный прогресс в том, что считается альтернативными технологиями.Накопители энергии, системы электропривода и технологии топливных элементов, похоже, готовы занять значительное место на автомобильном рынке.

Но было бы ошибкой полагать, что такие технологии полностью отметят то, что было раньше. Вместо этого в обозримом будущем двигатель внутреннего сгорания останется неотъемлемой частью перевозки людей и грузов.

Это не означает, что все останется так, как есть сейчас. Двигатель претерпевает значительную эволюцию, поскольку новые стандарты экономии топлива и выбросов в секторах малой и большой грузоподъемности подталкивают разработку новых технологий в беспрецедентном масштабе к теоретическим пределам работы двигателя.В сочетании с продолжающимся исследованием фундаментальных процессов в двигателях, внедрением доступных высокопроизводительных вычислений и внедрением передовых производственных технологий во всей отрасли эти новые технологии открывают потенциально прорывные возможности для внедрения двигателей с чрезвычайно высокой эффективностью. То, как эти новые двигатели работают и как они будут интегрированы в новую архитектуру транспортных средств, станет историей личной мобильности в этой половине 21-го века.

Работая в Национальной лаборатории Ок-Ридж, я смог увидеть пересечение открытия знаний, разработки передовых технологий двигателей и транспортных средств, а также использования уникальных вычислительных ресурсов. Хотя общественность склонна считать исследования автомобилей и двигателей сугубо частным делом, мои коллеги и я из ORNL помогаем реализовать весь потенциал эффективности двигателей внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания претерпел значительную эволюцию за последнее столетие.До 1970 года эволюция конструкции двигателя была обусловлена ​​стремлением к повышению производительности и увеличению октанового числа в подаваемом топливе. Однако с тех пор настоятельно необходимо соблюдать новые правила по выбросам и экономии топлива.

Виталий Приходько из отдела исследований топлива, двигателей и выбросов ORNL изучает передовые катализаторы, которые используются для уменьшения загрязнения транспортных средств. Изображение: ORNL

Исторически эффективность двигателя внутреннего сгорания ограничивалась в большей степени состоянием технологий, чем нововведениями.Например, потенциал таких технологий, как прямой впрыск бензина, был известен и опробован в производстве более 50 лет назад, но прямой впрыск стал широко доступным в производстве только в течение последнего десятилетия и сейчас составляет примерно 38 процентов от новых легковых автомобилей. дежурная продажа автомобилей. Другим примером являются режимы низкотемпературного горения, такие как сгорание с воспламенением от сжатия однородного заряда, при котором топливо и воздух впрыскиваются во время такта впуска, а затем сжимаются до тех пор, пока вся смесь не прореагирует самопроизвольно, — которые были продемонстрированы в лаборатории более 30 лет назад, но являются до выхода на рынок еще много лет.

Революционные достижения последних лет заключаются в усовершенствовании технологий двигателей, датчиков и вычислительной мощности бортовых компьютеров. Эта комбинация технологий позволит беспрецедентно управлять процессом сгорания, что, в свою очередь, позволит реализовать в реальных условиях низкотемпературное сгорание и другие передовые стратегии, а также повысить надежность и топливную гибкость. Фактически, технический прогресс стирает наше историческое различие между двигателями с искровым зажиганием и двигателями с воспламенением от сжатия; мы увидим новые концепции двигателей, сочетающие в себе лучшие характеристики обоих типов двигателей, чтобы раздвинуть границы эффективности при соблюдении строгих норм по выбросам во всем мире.

Стремление к двигателям с более высоким КПД приведет к изменению температуры и химического состава выхлопных газов и может создать проблемы для технологий контроля выбросов.

Например, новые двигатели с более высоким КПД будут иметь более низкие температуры выхлопных газов из-за более эффективного отвода рабочего материала на поршне. Более низкие температуры выхлопных газов, в свою очередь, потребуют разработки новых технологий контроля выбросов, которые должны быть не только эффективными при низких температурах, но также должны выдерживать высокие температуры выхлопных газов, возникающие в условиях высоких нагрузок.

; custompagebreak;

Даже самые эффективные и надежные двигатели никогда не выйдут на рынок, если система транспортного средства не будет соответствовать нормативам по выбросам. Но это не первый случай, когда для вывода технологии сжигания на рынок потребовались значительные достижения в области контроля выбросов. Достижения в области каталитических технологий более 40 лет назад сыграли решающую роль в соблюдении новых норм по выбросам; эффективность катализаторов для обычных двигателей с искровым зажиганием с тех пор улучшилась в 100 раз при одновременном значительном сокращении количества дорогих металлов платиновой группы.Решение новых задач — очень активная область исследований в ORNL и других национальных лабораториях Министерства энергетики США, а также в промышленности.

Процессы низкотемпературного горения представляют значительный интерес из-за очень высокой термической эффективности при значительном сокращении многих критериев загрязняющих веществ. Как упоминалось выше, LTC представляет собой проблему из-за состояния технологий: в отличие от обычных режимов горения с искровым зажиганием и воспламенением от сжатия, большинство режимов LTC управляются кинетически и, следовательно, гораздо более чувствительны к условиям окружающей среды и постоянно меняющимся требованиям скорости / нагрузки. .Последние достижения в таких технологиях, как системы впрыска топлива, турбомашины, срабатывание клапанов, датчики и бортовые компьютеры, привели к новым возможностям управления в реальном времени, которые раскрывают потенциал двигателей LTC с жизнеспособным в производстве оборудованием.

Стеклянные капилляры диаметром порядка человеческого волоса позволяют производить отбор проб выхлопных загрязнителей внутри проточных каналов каталитических нейтрализаторов (слева), обеспечивая критическое понимание химического процесса для всего устройства (ниже).Фото: ORNL

Сгорание с воспламенением от сжатия на бензине представляет собой усовершенствованный режим сгорания, которому в последние годы уделяется значительное внимание. Хотя сжигание GCI не является новой концепцией, за последние несколько десятилетий оно эволюционировало по мере совершенствования технологий. Ранее исследования GCI были сосредоточены в первую очередь на сгорании с воспламенением от сжатия с однородным зарядом, но в последние годы мы наблюдали растущий интерес к непрерывному диапазону режимов сгорания GCI, охватывающих полностью гомогенный HCCI, режимы частичной стратификации топлива и режимы полной стратификации, которые подобны дизельному топливу. исполнение.Эти технологии также вызвали большой интерес к сжиганию с воспламенением от сжатия с контролируемой реактивностью (RCCI), в котором используются различия в реакционной способности двух видов топлива для управления процессом сгорания для максимальной эффективности с минимально возможными выбросами.

Понимание потенциала этих режимов сгорания, а также понимание проблем, связанных с выбросами и контролем за выбросами, а также возможностей топливных технологий, составляет основу большинства исследований топлива, двигателей и выбросов в ORNL и опирается на более чем двадцатилетний опыт в этих области.Это исследование также включает подробное сравнение режимов горения GCI и RCCI, чтобы лучше понять проблемы и возможности с точки зрения эффективности, выбросов, шума и управляемости. Одновременно другие национальные лаборатории проводят дополнительные и синергетические исследования, дающие новое понимание таких областей, как основы сгорания, передовые технологии двигателей, распыление распылением и моделирование.

Стабильность и управляемость были основными препятствиями на пути к внедрению многих усовершенствованных режимов горения.Многие низкотемпературные режимы сгорания, такие как GCI и RCCI, работают на грани стабильности — другими словами, в условиях, при которых очень небольшие изменения граничных условий двигателя (например, температуры на впуске) могут привести к непреднамеренным отклонениям, которые приводят к нежелательным выбросам, снижение эффективности и возможность разрушения двигателя или системы контроля выбросов. Можно представить себе проблему этих типов режимов горения в постоянно меняющихся условиях реального ездового цикла, когда одно непреднамеренное отклонение от нормы может иметь катастрофические последствия.Для решения этой задачи требуется система управления, которая прогнозирует предотвращение, а не реагирует на возникновение потенциально опасного события.

ORNL имеет долгую историю в улучшении понимания и контроля этих нестабильностей горения, чтобы расширить рабочее окно и преимущества расширенных режимов горения. Это исследование и подход основаны на теории детерминированного хаоса и за прошедшие годы эволюционировали от горения искровым зажиганием с высоким разбавлением до горения GCI и RCCI в последние годы.

Исследование

ORNL показало, что для этих режимов сгорания циклическая дисперсия состоит из стохастических или случайных процессов, вызванных смешиванием топлива и воздуха в цилиндрах, и детерминированных или неслучайных процессов, вызванных предыдущим событием сгорания через остаточные газы. Возникающий в результате высокий уровень нестабильности еще больше усиливается за счет изменения количества цилиндров от цилиндра к цилиндру. Хотя высокий уровень нестабильности представляет собой проблему, существование детерминированной структуры — неслучайного поведения — дает возможность краткосрочного прогнозирования и управления и, в конечном итоге, принудительной стабилизации изначально нестабильных режимов горения.

Такое предсказание и контроль были бы немыслимы с жизнеспособными технологиями даже 10 лет назад. Однако с недавними значительными достижениями в области недорогих датчиков, быстрых исполнительных механизмов и бортовых компьютеров такой уровень управления станет возможным на серийных автомобилях в самом ближайшем будущем.

Хотя значительные достижения в технологиях управления двигателем, датчиках и бортовых компьютерах открывают беспрецедентные возможности, эта работа также ведет к постоянно расширяющемуся и неуправляемому пространству параметров в современных двигателях.Текущие тенденции показывают экспоненциальное увеличение пространства параметров, которое, как ожидается, продолжит расти в обозримом будущем. Неспособность эффективно оптимизировать это пространство параметров приводит к неоптимальным двигателям на рынке и вызывает потребность в новых подходах к проектированию и оптимизации двигателей.

; custompagebreak;

Основанные на модели и самообучающиеся элементы управления будут важны для более надежной и оптимальной калибровки, а также для ускорения процесса калибровки.Современные подходы к калибровке двигателей зависят в первую очередь от справочных таблиц, экспериментально выведенных алгоритмов взаимодействия параметров и ручной оптимизации калибровочных транспортных средств. Элементы управления на основе моделей уменьшат количество экспериментов, в то же время лучше представляя сложные взаимодействия аппаратного обеспечения двигателя. Самообучающиеся элементы управления сделают еще один шаг вперед, чтобы включить автономные интеллектуальные системы, которые будут иметь возможность изучать, адаптировать и манипулировать элементами управления двигателем, чтобы максимизировать эффективность и минимизировать выбросы в условиях постоянно меняющихся требований транспортных средств.

Самообучающиеся средства управления также будут критически важным компонентом при разработке подключенных и автономных транспортных средств, которые будут использовать информацию о транспортных средствах и инфраструктуре для дальнейшей оптимизации топливной экономичности двигателя и транспортного средства.

Более быстрое и предсказуемое моделирование будет иметь важное значение для проектирования и оптимизации двигателей внутреннего сгорания следующего поколения. Это будет важно для обнаружения критически важных знаний, управления постоянно расширяющимся пространством параметров и разработки моделей пониженного порядка, которые можно использовать для управления в реальном времени.Постоянное увеличение скорости вычислений и доступности высокопроизводительных вычислений ведет к новому рубежу в разработке двигателей и транспортных средств, включая способность решать проблемы, которые когда-то считались неразрешимыми.

Используя нейтроны для проникновения во внутреннюю структуру детали двигателя, исследователи изучают кавитацию — физическое явление, которое приводит к образованию пузырьков внутри корпуса бензинового топливного инжектора. Изображение: ORNL

Тенденции в стоимости высокопроизводительных вычислений указывают на то, что компьютеры с «петафактурой» (и не только) будут доступны для промышленности в течение десятилетия.Для справки, петафлоп — это один квадриллион операций с плавающей запятой в секунду. Суперкомпьютер ORNL Titan имеет теоретическую пиковую производительность, превышающую 27 петафлопс. (Для сравнения: 28 петафлопс эквивалентны тем, что все 7 миллиардов людей в мире одновременно выполняют 4 миллиона вычислений в секунду.) Доступность и доступность этих типов ресурсов для промышленности будет революционной для проектирования и калибровки двигателей, поскольку а также автомобили.

Суперкомпьютеры в национальных лабораториях в настоящее время используются для поддержки Министерства энергетики и в сотрудничестве с промышленностью для улучшения моделирования распыления, усовершенствованного сгорания и проектирования двигателей.ORNL имеет текущие проекты, в которых эти ресурсы используются для более глубокого понимания нестабильности горения, ускорения оптимизации конструкции форсунок и даже наведения мостов с высокой точностью сгорания и структурных кодов для прогнозирования свойств материала.

ORNL недавно провел встречу с заинтересованными сторонами отрасли с несколькими другими национальными лабораториями, чтобы изучить следующие шаги в использовании огромной мощности высокопроизводительных вычислений для проектирования транспортных средств. В частности, встреча была сосредоточена на потенциале высокопроизводительных вычислений и заинтересованности отрасли в разработке интегрированной программной среды для объединения нескольких технологий для мультифизического полного трехмерного высокоточного моделирования транспортных средств, чтобы использовать возможности следующее поколение передовых вычислительных архитектур.

Новая среда моделирования будет разработана специально для транспортных средств на основе недавнего опыта разработки аналогичных сред для ядерных реакторов и батарей. В качестве примера рассмотрим интеграцию трехмерных высокоточных моделей для интегрированного проектирования теплового управления, аэродинамики и конструкции: этот подход может не только значительно ускорить процесс проектирования, но и раскрыть синергетические возможности, выходящие за рамки того, что можно отождествить с более традиционными подходами.

Большая часть обсуждения до сих пор была сосредоточена на обнаружении знаний и разработке более совершенных технологий двигателей — всех областях, находящихся под контролем производителей автомобилей и двигателей. В настоящее время в Министерстве энергетики и национальных лабораториях существует амбициозная программа, направленная на совместную оптимизацию технологий топлива и двигателей для достижения максимальной производительности с минимальными выбросами парниковых газов, другими словами, устранение ограничений, которые нынешние виды топлива накладывают на конструкцию двигателей.

; custompagebreak;

Программа «Оптима» объединяет обширный опыт и ресурсы Управления автомобильных технологий и Управления биоэнергетических технологий Министерства энергетики. Общий план включает краткосрочную фазу, основанную на текущих технологиях двигателей, с целью вывода новых топливных и транспортных технологий на рынок к 2025 году, а также более долгосрочную — и, возможно, более амбициозную — фазу, ориентированную на кинетически контролируемые процессы сгорания и топливные технологии с ожидаемым эффектом в 2030 году.Команда Optima тесно сотрудничает с широким кругом заинтересованных сторон, представляющих производителей автомобилей и двигателей, энергетические компании, производителей биотоплива, дистрибьюторов топлива и розничных продавцов, а также выявляет и решает потенциальные проблемы развертывания для обеспечения максимального успеха.

Один из способов сократить выбросы двигателя — снизить нагрузку на автомобиль. Суперкомпьютерное моделирование, проведенное в Ок-Ридж, смоделировало систему, которая могла бы уменьшить лобовое сопротивление и повысить эффективность грузовых перевозок в грузовиках дальнего следования.Изображение: Майкл Мэтисон, ORNL

Сочетание новых правил, ожиданий потребителей и меняющейся роли двигателей внутреннего сгорания с передовой архитектурой транспортных средств повышает требования к двигателям следующего поколения и ускоряет развитие технологий. Представитель автомобильной компании недавно сказал, что двигатель за последние 10 лет изменился больше, чем за предыдущие 100 лет. Я полностью согласен и верю, что следующие 10 лет принесут еще более быстрые изменения с достижениями, которые были далеко за пределами воображения всего несколько лет назад.

Я призываю членов ASME изучить обширные исследования, проводимые при поддержке Министерства энергетики и во многих национальных лабораториях. Национальные лаборатории находятся в уникальном положении, чтобы соединить большие уникальные научные ресурсы с приложениями и найти решения для энергетических проблем будущего. ME

Роберт М. Вагнер — директор Исследовательского центра по топливу, двигателям и выбросам и видный член технического персонала Окриджской национальной лаборатории в Теннесси.Он также является членом Общества инженеров автомобильной промышленности и профессором Центра междисциплинарных исследований и последипломного образования Бредесена в Университете Теннесси, Ноксвилл. Он является техническим председателем конференции ASME-ICEF 2015 в Хьюстоне.

Достижения позволяют создавать новые концепции, сочетающие в себе лучшие характеристики двигателей с искровым и компрессионным воспламенением.

EGLE — Система управления двигателем

Система управления двигателем

Контактное лицо: см. Ниже Агентство: Окружающая среда, Великие озера и энергия

Стационарный поршневой двигатель внутреннего сгорания (IC) преобразует химическую энергию в механическую посредством сгорания топлива и воздуха.Процесс происходит внутри цилиндра, где сгорание смеси проталкивает поршень через цилиндр, поворачивая коленчатый вал. Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания — это внедорожные, немобильные двигатели, которые остаются стационарными на одном объекте не менее одного года. Стационарный RICE можно разделить на категории с воспламенением от сжатия (CI) или искровым зажиганием (SI). Двигатели CI обычно работают на дизельном топливе, тогда как двигатели SI в основном работают на природном газе, свалочном газе или бензине. Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания обычно используются для выработки электроэнергии и для питания механического оборудования, такого как насосы и компрессоры.

Процесс сгорания в двигателях внутреннего сгорания вызывает выброс загрязняющих веществ в атмосферу через выхлопные газы. Эти загрязнители воздуха оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье населения и окружающую среду, особенно на уязвимые группы населения с респираторными и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Загрязняющие вещества, обычно выбрасываемые из стационарных поршневых двигателей (IC), включают оксиды азота (NOx), оксид углерода (CO), летучие органические соединения (VOC) и твердые частицы (PM), а также опасные загрязнители воздуха (HAP) и токсичные загрязнители воздуха ( TAC) формальдегида, ацетальдегида, акролеина, метанола и ПАУ.По этим причинам выбросы от стационарных поршневых двигателей (IC) регулируются EGLE и EPA.

Если вы планируете установку, модификацию, реконструкцию, перемещение и / или эксплуатацию стационарного RICE в Мичигане, вам может потребоваться разрешение на полеты. Правило 201 Правил контроля за загрязнением воздуха штата Мичиган требует, чтобы лицо получило утвержденное Разрешение на установку (PTI) любого потенциального источника загрязнения воздуха, если только этот источник не освобожден от процесса выдачи разрешения.Не для всех стационарных установок RICE требуется разрешение на использование воздуха. Например, если двигатель соответствует исключениям из разрешений, изложенным в Правилах 278 и 285 (2) (g), двигатель может считаться освобожденным от необходимости в PTI. Важно отметить, что хотя ваш стационарный RICE может быть освобожден от государственных разрешений на использование воздуха, он все же может подпадать под действие федеральных правил, перечисленных ниже.

Информация, которую необходимо иметь для подачи заявки, применения и предметных правил и положений, включает следующее:

  • тип источника (крупный или районный)
  • использование по назначению (экстренная помощь, пиковое бритье, ограниченное использование и т.)
  • Производство, модель и год двигателя (новый или существующий)
  • дата установки
  • Сертификат выбросов
  • (при наличии)
  • Конструкция двигателя
  • : номинальная мощность, рабочий объем на цилиндр, метод зажигания (CI или SI), тип используемого топлива, уровень расхода топлива, рабочий ход (два или четыре), соотношение воздух-топливо (богатое горение или обедненное топливо). гореть), оборудование для контроля загрязнения воздуха (при наличии)

Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) завершило разработку стандартов, которые устанавливают требования к владельцам / операторам, а также производителям стационарных поршневых двигателей внутреннего сгорания по минимизации выбросов HAP и критериальных загрязнителей.Федеральные стандарты производительности новых источников (NSPS), подразделы IIII и JJJJ регулируют выбросы определенных загрязняющих веществ из новых, модифицированных и реконструированных стационарных двигателей. Федеральный стандарт, именуемый Национальным стандартом по выбросам опасных загрязнителей воздуха (NESHAP), подраздел ZZZZ, регулирует выбросы HAP от всех существующих, реконструированных и новых стационарных двигателей. Подчасть ZZZZ сложна, поскольку существует множество ранее не регулируемых двигателей меньшего размера, в том числе предназначенных для аварийного использования, которые теперь подпадают под действие федеральных правил.

Применимость

Во-первых, определите, считается ли ваш источник основным или второстепенным источником выбросов HAP. Основной источник выбросов HAP может производить 10 или более тонн в год (т / год) любого отдельного HAP или 25 или более т / г комбинированных HAP.

Во-вторых, определите, какой у вас двигатель с неподвижным воспламенением от сжатия (CI) или искровым зажиганием (SI).

В-третьих, рассмотрим назначение двигателя. Это аварийный или неаварийный двигатель? Это двигатель с черным запуском или двигатель ограниченного использования?

В-четвертых, проверьте номинальную мощность двигателя в лошадиных силах (л.с.).Вам также может понадобиться узнать объем двигателя в литрах на цилиндр.

В-пятых, определите, считается ли двигатель существующим, новым или реконструированным. Для крупного источника с номинальной мощностью двигателя более 500 л.с. существующий означает, что двигатель был установлен или построен на месте до 19 декабря 2002 г. Новый или реконструированный означает, что двигатель был установлен или построен 19 декабря 2002 г. или после этой даты. крупный или местный источник с номинальной мощностью двигателя менее 500 л.с., существующий означает, что двигатель был установлен или построен на месте до 12 июня 2006 г.Новый или реконструированный означает, что двигатель был установлен или построен на месте или после 12 июня 2006 г.

Как только вышеуказанная информация станет известна, следующие инструменты могут быть использованы для определения федеральных требований NESHAP и NSPS, применимых к вашей системе.

Разрешение на полеты и соответствующие федеральные правила для вашего стационарного RICE могут содержать требования к ведению документации, тестированию производительности и отчетности, чтобы сделать условия разрешения и федеральные стандарты практически выполнимыми.

Мониторинг и учет

Типичные требования к ведению документации для двигателей включают расход топлива, часы работы (в случае аварии), результаты анализа масла, проведенное техническое обслуживание двигателя и оборудования для контроля загрязнения воздуха (если применимо), неисправности, которые произошли с продолжительностью и действиями, выполняемыми после, и контроль загрязнения воздуха параметры работы оборудования (если применимо).

Тестирование производительности

В зависимости от выходной мощности двигателя, типа источника и года изготовления двигатель может быть подвергнут эксплуатационным испытаниям, чтобы продемонстрировать соответствие установленным ограничениям на выбросы в PTI или федеральном постановлении.Например, существующий неаварийный двигатель Cl мощностью более 100 л.с. в основном источнике должен пройти первоначальное испытание на выбросы и повторное испытание каждые 8760 часов работы или три года для двигателей мощностью более 500 л.с. (пять лет при ограниченном использовании. ).

Отчетность

Федеральные правила содержат требования к отчетности для предметного стационарного RICE. Эти отчеты могут включать первоначальное уведомление о соответствии, уведомление о соответствии после проверки производительности, а также полугодовые и годовые отчеты о соответствии.В отчетах проверяется, соответствует ли источник установленным ограничениям на выбросы или эксплуатационным ограничениям, или имели место отклонения. Требуется свидетельство ответственного должностного лица.

Годовая отчетность о выбросах

Федеральный закон о чистом воздухе требует, чтобы каждый штат вел инвентаризацию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для определенных объектов и ежегодно обновлял эту инвентаризацию. Кадастр выбросов штата Мичиган собирается ежегодно с использованием Системы отчетности о выбросах в атмосферу штата Мичиган (MAERS) и передается в USEPA для добавления в национальный банк данных.Не все предприятия обязаны отчитываться о своих годовых выбросах. Объекты, которые обычно обязаны сообщать, считаются основными источниками, синтетическими-второстепенными источниками или подпадают под действие федерального NSPS, такого как Subpart IIII или JJJJ.

Следующие ссылки могут быть полезны для расчета потенциальной эмиссии (PTE) и при подготовке заявки PTI для стационарного RICE.

По вопросам, касающимся применимости разрешений и предметных правил, обращайтесь в свой районный офис или к инспектору.

EXCLUSIVE — Hyundai сокращает линейку двигателей внутреннего сгорания и инвестирует в электромобили — источники

Жиль Гийом, Хикьонг Ян

(Добавляет заявление Hyundai в параграфе 5)

ПАРИЖ / СЕУЛ, 27 мая (Рейтер) — Hyundai Motor Group сократит количество моделей двигателей внутреннего сгорания в своей линейке, чтобы высвободить ресурсы для инвестиций в электромобили, сообщили Reuters два человека, близкие к южнокорейскому автопроизводителю.

Этот шаг приведет к сокращению количества моделей, работающих на ископаемом топливе, на 50%, сказал один из источников, добавив, что стратегия была одобрена высшим руководством в марте.

«Это важный бизнес-шаг, который в первую очередь позволяет высвободить ресурсы НИОКР, чтобы сосредоточиться на остальном: электродвигателях, батареях, топливных элементах», — сказал человек, не указав временных рамок для плана.

Хотя Hyundai специально не ответила на запрос Рейтер о своих планах в отношении моделей двигателей внутреннего сгорания, в четверг в электронном письме компания сообщила, что ускоряет внедрение экологически чистых транспортных средств, таких как автомобили на водородных топливных элементах и ​​электромобили.

Hyundai добавил, что попытается повысить эффективность своей линейки автомобилей с двигателями внутреннего сгорания на развивающихся рынках.

Автопроизводитель добавил, что он нацелен на постепенное расширение предложения аккумуляторных электромобилей на ключевых рынках, таких как США, Европа и Китай, с целью полной электрификации к 2040 году.

Hyundai Motor Group, в которую входят Hyundai Motor Co и Kia Corp и Genesis стремится продавать около миллиона электромобилей в год к 2025 году, чтобы занять 10% мирового рынка электромобилей.

Сталкиваясь с ужесточением целей по выбросам CO2 в Европе и Китае, все основные автопроизводители ускоряют переход на электромобили.

Огромные затраты на разработку электродвигателей и увеличение запаса хода автомобильных аккумуляторов уже заставили некоторых сказать, что их дни инвестирования в обычные двигатели закончились.

«Hyundai прекратила разработку новых силовых агрегатов для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания», — сказал один из людей.

Группа PSA заявила в ноябре, незадолго до слияния с Fiat Chrysler для создания Stellantis, что больше не инвестирует в двигатели внутреннего сгорания.

Daimler недавно модернизировал свои двигатели внутреннего сгорания, и руководители говорят, что новое поколение увидит их через процесс электрификации.

Некоторые автопроизводители уже объявили о планах перейти на полностью электрическую версию, при этом шведская Volvo, принадлежащая китайской Geely, сообщит, что сделает это к 2030 году.

Ford Motor Co заявляет, что ее модельный ряд в Европе будет полностью электрическим. та же дата.

Для Hyundai, которая вместе с Kia входит в десятку ведущих мировых автомобильных концернов, этот шаг особенно важен, поскольку у компании один из самых широких диапазонов технологий двигателей и трансмиссий в отрасли.

Группа завершит разработку своей стратегии по переходу на все электрические модели в течение следующих шести месяцев, сообщил один из источников.

В апреле Hyundai заявила, что сократит количество своих бензиновых моделей в Китае до 14 с 21 к 2025 году, при этом ежегодно начиная с 2022 года запускает новые электрические модели.

В феврале группа заявила, что больше не ведет переговоров. с Apple, чтобы разработать автономный автомобиль.

Источники, знакомые с этим вопросом, сообщили, что идея о том, что группа станет контрактным производителем для Apple, натолкнулась на сильное внутреннее сопротивление. (Репортаж Жиля Гийома в Париже и Хикьонга Янга в Сеуле, сценарий Ника Кэри; редактирование Марка Поттера и Химани Саркар)

Rohstoffverbrauch von Verbrennern und E-Autos im Vergleich

Годовой спрос на сырую нефть для легковых автомобилей в Германии может сократиться на 56 процентов к 2035 году по сравнению с 2020 годом, если к тому времени доля электрических легковых автомобилей в немецких регистрациях вырастет до 100 процентов.Эта экономия значительно превышает потребление ископаемого топлива, такого как природный газ, которое необходимо для покрытия дополнительных потребностей электромобилей в электроэнергии.

При таком сценарии пик потребления первичных металлов в секторе легковых автомобилей будет достигнут уже примерно в 2035 году. Основным сырьем здесь являются литий, кобальт, никель и медь для литий-ионных аккумуляторов. Этому также будет способствовать увеличение квот на вторичный металл, то есть использование переработанных металлов из тяговых аккумуляторов в ближайшие годы.Потребление металлов платиновой группы, таких как платина, палладий или родий, для изготовления каталитических нейтрализаторов выхлопных газов автомобилей в этом случае также резко упадет: почти до нуля в 2035 году.

Основные изменения в отрасли легковых автомобилей: влияние на потребление сырья

Это результаты исследования «Ресурсы сектора легковых автомобилей в Германии до 2035 года — влияние различных приводных систем», проведенного по заказу Федерального министерства окружающей среды.Таким образом, исследовательская группа Oeko-Institut при поддержке коллег из ifeu и Transport & Environment представила всесторонний анализ потребления ресурсов для различных разработок.

«Мы справедливо сравнили влияние различных силовых агрегатов, включив спрос на металлы и ископаемое топливо в потребление ресурсов как электромобилями, так и двигателями внутреннего сгорания», — говорит д-р Маттиас Бухерт из Oeko-Institut. «Мы закрыли пробел в исследованиях, изучив и оценив возможные изменения в секторе легковых автомобилей Германии до 2035 года с точки зрения ресурсов.«

Ключевые рекомендации исследования

Следующие рекомендации основаны на результатах исследования:

  • Комплексная проверка цепочки поставок материалов для аккумуляторов
  • Призыв к достижению амбициозных целей по переработке основных материалов для аккумуляторов
  • Вхождение в экономику замкнутого цикла также для редкоземельных элементов в Европе
  • Ускорение развития возобновляемых источников энергии для электроэнергетики
  • Критерии ответственного выбора источников для оставшейся добычи сырой нефти

Метод исследовательской группы

Для анализа ученые определили два разных сценария возможного развития сектора легковых автомобилей в Германии до 2035 года.Цель: выделить существенные различия в расходе сырья. Сравнивались сценарий горения и сценарий электромобиля.

Сценарий сжигания предполагает консервативное развитие сектора легковых автомобилей. Здесь доля автомобилей с двигателем внутреннего сгорания во всех новых регистрациях по-прежнему будет составлять почти 60 процентов в 2035 году. С другой стороны, в сценарии с электромобилями на рынке легковых автомобилей в Германии с 2035 года будут регистрироваться только электромобили с аккумуляторной батареей. .

Поскольку автомобильная промышленность в настоящее время быстро развивается в направлении электрификации транспортных средств, потребление ресурсов для основных компонентов электромобилей — в первую очередь литий-ионных аккумуляторов — также в течение многих лет подвергалось критическим исследованиям с точки зрения воздействия на окружающую среду и негативного социального воздействия. последствия. В исследовании анализируются наиболее важные разработки для основного сырья и оценивается их актуальность.

Металлы по сравнению с ископаемым топливом

В краткосрочной и среднесрочной перспективе сценарий с электромобилем приведет к росту спроса на металл, но при этом будет потребляться гораздо меньше ископаемого топлива.В сценарии сжигания потребность в металле ниже, но потребность в ископаемой энергии остается и остается очень высокой. Однако в долгосрочной перспективе металлы можно перерабатывать, а ископаемое топливо больше нельзя использовать после сжигания.

Однако исследование не только проливает свет на влияние спроса на сырье для лития, кобальта или редкоземельных элементов. Важное внимание уделяется также регионам производства и поставок, из которых происходят ресурсы, необходимые в Германии. Большая часть нефти для Германии поступает из стран-поставщиков, где добыча нефти имеет негативные экологические и социальные последствия.

Предпосылки сценариев

Двигатель внутреннего сгорания, гибридный привод, подключаемый гибридный автомобиль и электромобиль с аккумуляторной батареей предоставляют данные для моделирования. Оба сценария основывались на ежегодных новых регистрациях примерно 3,2–3,3 млн легковых автомобилей. Чтобы сохранить сопоставимость оценки, по методологическим причинам было решено не включать другие краеугольные камни перехода к более устойчивому транспортному сектору, например, больше общественного транспорта и велосипедистов и меньше автомобилей.

Исследователи сосредоточили внимание на компонентах и ​​наиболее важных материалах, которые различаются между отдельными системами трансмиссии. К ним относятся, например, каталитические нейтрализаторы выхлопных газов автомобилей для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания или литий-ионные батареи в электромобилях. Компоненты транспортных средств, такие как шины, кузов, ветровое стекло, подвеска и необходимое сырье для них, которые устанавливаются во всех легковых автомобилях, также не рассматривались в исследовании.

Также были учтены требуемые источники энергии: дизельное топливо и бензин, а также электроэнергия.Кроме того, в расчет потребности в ресурсах была включена инфраструктура, необходимая для производства энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.