Меню Закрыть

Виды двс: 10 самых необычных автомобильных двигателей внутреннего сгорания

Содержание

Виды ДВС

В нижнеклапанном двигателе (в США известном как L-head или Flathead) клапаны расположены в блоке, по бокам цилиндров в один ряд, тарелками вверх. Распредвал тоже находится в блоке под клапанами, на одном уровне с коленчатым валом. Такая конструкция наиболее простая в изготовлении и обслуживании; двигатель достаточно надёжный, работает тихо и имеет легко съёмную головку блока. В то же время нижнеклапанный мотор из-за длинных подходов для топливной смеси и сложной формы камеры сгорания является низкооборотным и не может иметь высокой степени сжатия (следовательно, бывает только бензиновым). Это существенно снижает его мощность и экономичность в сравнении с верхнеклапанными силовыми агрегатами. Нижнеклапанные ДВС устанавливались на большинство довоенных автомобилей (кроме спортивных), а в 50-е гг. полностью исчезли в связи с появлением топлива с высоким октановым числом.

Разновидностью нижнеклапанного типа ГРМ является схема T-head, когда впускные клапаны расположены с одной стороны блока цилиндров, а выпускные — с другой, при этом распределительных вала два. Также существовали двигатели со смешанным расположением клапанов (F-head), с верхними впускными, боковыми выпускными клапанами и одним распредвалом в блоке.

В верхнеклапанном двигателе типа OHV клапаны находятся в головке блока цилиндров, а распредвал — в самом блоке; привод клапанов осуществляется штангами-толкателями и коромыслами. Как правило, эта схема применяется только с двумя клапанами на цилиндр. В рядных двигателях распредвал установлен сбоку, в V-образных — в зазоре между блоками цилиндров. Преимущества такого ГРМ — в простоте конструкции, долговечности и компактных размерах, недостатки — в низких оборотах, крутящем моменте и мощности двигателя. Традиционно моторы OHV были распространены в США, где недостаток удельной мощности обычно компенсировался большим рабочим объёмом двигателя. В наше время механизм OHV уже практически не используется на легковых автомобилях. В двигателях типа OHC (Overhead Camshaft) клапаны и распределительный вал расположены в головке блока цилиндров. В качестве привода клапанов используются цилиндрические толкатели, рычаги (рокеры) или коромысла. Из-за удалённости распредвала от коленчатого вала его привод (ременной или цепной) имеет ограниченный ресурс. Схема SOHC предполагает один верхний распределительный вал, который управляет как впускными, так и выпускными клапанами. Применяется на моторах с двумя клапанами на цилиндр. Если двигатель имеет V-образную или оппозитную конфигурацию, он комплектуется двумя распредвалами (по одному на каждый блок). Разновидность верхнеклапанной системы OHC с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров. Самая сложная и высокотехнологичная схема, обеспечивающая максимальную производительность. Существует несколько вариантов двигателей DOHC: с двумя клапанами на цилиндр, когда один распредвал действует на впускные клапаны, второй — на выпускные; или с тремя, четырьмя, пятью или шестью клапанами на цилиндр, когда каждый распредвал приводит в движение свой ряд клапанов. В V-образных и оппозитных двигателях система DOHC означает наличие четырёх распредвалов (по два на каждый блок), в W-образных — шести или восьми распредвалов. Сегодня большинство легковых автомобилей оснащаются двигателями DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр.

Виды Двигателей Внутреннего Сгорания (ДВС)

Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания — это один из самых популярных на сегодняшний день видов двигателей. Принцип его работы построен на воспламенении смеси в камере сгорания и преобразовании её в энергию. Основной элемент в таком устройстве — поршень. Он опускается в нижнюю точку, в цилиндр впрыскивается топливо с воздухом, затем он поднимает их вверх до момента детонации.

Такие агрегаты используются в воздушных, морских и наземных транспортных средствах. До недавнего времени все автомобили выходили с конвейера только с ДВС. Пока компания Тесла не совершила прорыв в автомобилестроении и не запустила потоковое производство электромобилей.

Какие бывают виды двигателей?

Сложно создать новые виды двигателей внутреннего сгорания. В своём современном состоянии они существуют давно и уже прошли проверку временем. По принципу действия они относительно одинаковые, но каждый производитель вносит «изюминку» в агрегаты, которые выпускает. Это может быть уникальная форма поршней, система впрыска или количество клапанов.

Виды ДВС классифицируются по конструкции: рядные, V-образные, роторные и оппозитные.

Рядные моторы

Самые простые и дешевые в обслуживании и ремонте. Цилиндры стоят в ряд, один за другим. Чем больше их количество, тем больше рабочий объём.

Первый мотор был таким и имел 3 цилиндра. Сейчас такие встречаются на малолитражках. От них не ждут значительной мощности. Но они показывают маленький расход.

Наиболее популярный ДВС — 4-цилиндровый. Его максимальный объём достигает 3 литров. Такой установлен на большей части автомобилей эконом-класса. Например, Мазда 3, Форд Фокус, Тойота Королла, Рено Логан, Хонда Цивик.

В авто помощнее уже рядная шестерка. У неё оптимальное соотношение размера и ресурса. Легко помещается под капотом. Остальные агрегаты, в которых больше гильз, уже не такие надежные. Их проблемно разместить в подкапотном пространстве из-за больших габаритов и для них необходимы надежные подушки двигателя.

Преимущества рядных двигателей

Недостатки рядных двигателей

  • громоздкость

  • высота

V-образные моторы

Цилиндры расположены под углом, друг напротив друга. Угол развала зависит от их количества. Такое строение позволяет получить мощный движок не большого размера. 8-цилиндровый рядный выглядит громоздко и практически не используется в легковых или грузовых автомобилях. Такой же V-образный мотор занимает гораздо меньше места.

Основное преимущество в количестве лошадиных сил и моменте, которые можно получить на таком блоке.

В повседневных машинах популярны V6, V8. Они встречаются на премиальных авто и внедорожниках — Toyota Camry, Nissan 350Z, Nissan Murano. Стоимость обслуживания получается в два раза больше, чем у рядных. При капитальном ремонте количество прокладок, поршней, клапанов, сальников нужно умножать на 2. Визуально у ДВС две ГБЦ.

Существуют также разновидности V10, V12. Встречаются на спорткарах, типа Lamborghini Huracan, Porsche Carrera GTS, AUDI R8 и не предназначены для ежедневного использования. Большой минус любого варианта в сильных вибрациях при работе. Их очень трудно сгладить.

Преимущества V-образных двигателей:

Недостатки V-образных ДВС:

Оппозитные двигатели

Название происходит от английского слова “opposite” — противоположный. Цилиндры смотрят в противоположные стороны. Угол между ними всегда 180 градусов. Визуально похож на раскрытый в-образник. Основное отличие в движении поршней. В оппозитнике они поочередно достигают мертвой точки, а в V-образнике — одновременно.

Благодаря своей конструкции боксер, так их ещё называют, более сбитый. Лучше переносит вибрации за счёт своей схемы работы. Автомобили с таким ДВС отличаются хорошей развесовкой и управляемостью. Он расположен ниже, чем обычно.

Важно понимать, что поршни в этом агрегате ходят не в вертикальной плоскости, а в горизонтальной. Что приводит к неравномерной выработке гильз и переборке мотора. Его сборка обходится дорого. Как в предыдущем виде, здесь две головки блока, все прокладки следует покупать в двойном экземпляре.

Самые известные автомобили с оппозитными моторами это – Subaru. Автоконцерн довёл конструкцию до совершенства. Также есть они на некоторых представителях Порше и Альфа Ромео.

Преимущества оппозитных двигателей:

  • развесовка

  • низкое расположение

  • оптимизация вибраций

  • потенциальность

Недостатки оппозитных двигателей:

Роторные моторы

Он же двигатель Ванкеля. В нём используется не поршень, а треугольный ротор. Он вращается вокруг оси — статора — в «цилиндре» овальной формы. Камера образуется между гранью ротора и стенкой блока. За один круг происходит 3 рабочих хода.

Роторный мотор — компактный. Отсутствует ГРМ, коленвал, шатуны. Вместо них уплотнения, которые продлевают срок службы агрегата.

Уже не устанавливаются в авто. Они никогда не пользовались большой популярностью. Отличный экземпляр с таким мотором — Mazda RX8. Все его владельцы могут рассказать про жор масла.

Преимущества роторных двигателей:

  • маленький размер

  • простота — меньше деталей

  • меньше вибраций

Недостатки роторных ДВС:

  • дорогой ремонт

  • вероятность перегрева

  • расход масла и топлива

Типы двигателей автомобилей

Моторы отличаются не только конструктивно. Типы двигателей автомобилей бывают разные. Главное отличие в топливе, которое они используют. ДВС можно разделить на:

  • бензиновые,

  • дизельные,

  • гибридные и

  • на газу.

Каждый из них заслуживает внимания. Имеет свои особенности, преимущества, недочеты.

Бензиновые двигатели

Самый распространенный тип автомобильных ДВС. Используется на большинстве иномарок и отечественных машин. Работает на бензине, который перекачивает топливный насос.

По способу впрыска разделяют на карбюраторные и инжекторные. Первая разновидность простая и уже не выпускается. Количество горючего регулирует водитель нажатием педали газа. Оно подаётся в карбюратор, где смешивается с воздухом и идёт во впускной коллектор.

Вторая версия сложнее. Инжектор — более точная система, за каждый цилиндр отвечает своя форсунка. Сколько бензина впрыснуть, регулирует уже электронный блок управления. Такая система установлена на многих новых автомобилях.

Она, в свою очередь, делится на подвиды: моноинжектор — с одной регулирующей форсункой и обычный инжектор — по форсунке на цилиндр. Современная вариация бензинового ДВС — с прямым впрыском. Топливо попадает в камеру отдельно от воздуха и смешивание происходит внутри.

Дизельный двигатель

Работает на дизельном топливе. Не имеет свечей зажигания, вместо них — свечи накала. Они разогревают воздух в цилиндрах до нужной температуры. Форсунки распыляют дизтопливо, оно сразу сгорает и заставляет двигаться поршень.

Особенно популярен вариант турбодизеля. С помощью турбины подается больше воздуха. Коленвал раскручивается быстрее за счёт сильной детонации. Такие моторы быстрее разгоняются.

В целом дизели не быстрые. Имеют большой вес, чтобы уравновесить детонационные вибрации. Отличаются характерным цокотом во время работы. Похоже на стук гидрокомпенсаторов на бензине.

Газовые двигатели

Самостоятельно уже не используются. ГБО устанавливается как альтернатива на бензиновые моторы. Газовый редуктор распределяет его по цилиндрам. Дальше всё происходит по стандартной схеме.

Преимущество машин на газу в том, что стоимость газа меньше. Расход с ГБО возрастает на 1-2 литра. Мощность понижается. Такие агрегаты работают мягче.

Переоборудование необходимо регистрировать в МРЭО и вносить в техпаспорт. Дополнительные форсунки и редуктор не портят блок и его составляющие.

Гибридные двигатели

Смесь ДВС и электромотора. Может работать по-разному. В большинстве случаев сначала функционирует классический мотор, а генератор подзаряжает батарею. От неё работает электродвигатель. На него можно переключить авто и он будет самостоятельно приводить в движение колеса.

Бензиновый и электромотор возможно подключить одновременно. В таком случае расход солярки будет меньше.

Различия и особенности автомобильных ДВС

Современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловой вид двигателя, который преобразует энергию взрыва топливной смеси в механическую силу. Взрыв происходит внутри камеры сгорания, что приводит в действие поршневую группу. Так как наибольшее распространение получили поршневые и комбинированные виды двигателей, далее пойдет речь именно о них.

Виды двигателей автомобилей по типу топлива

Конструкторами разработано большое количество автомобильных двигателей в зависимости от типа смеси, количества тактов, а также физического расположения цилиндров.

Как различаются двигатели внутреннего сгорания по типу питания:

  • Бензиновые
  • Дизельные
  • Гибридные

Бензиновый двигатель — самый популярный вид двигателя среди автомобилей. Это обусловлено простой конструкцией, доступностью и дешевизной деталей на замен. Автомобили с данным видом двигателя чаще остальных встречаются на ДОПах.

Подача смеси для бензинового двигателя:

Существует 2 вида доставки топлива в бензиновый мотор. Первый — карбюратор. Смесь из бензина и воздуха готовится в карбюраторе в определенных (зависит от режима) пропорциях и подаётся во впускной коллектор. Данный вид подачи топлива являлся самым популярным на протяжении многих лет из-за простоты конструкции и возможности ремонта «на месте».

Преимущества карбюраторного ДВС:

  • Низкая цена ремонта
  • Прост в конструкции
  • Дешевизна обслуживания

Но также следует упомянуть что карбюраторная система подачи считается устаревшей ввиду ее не экономичности, трудности обслуживания и настройке.

Недостатки карбюраторного двигателя:

  • Сложность настройки
  • Чувствителен к температурным перепадам
  • Низкая экологичность
  • Нестабилен

Большинство видов двигателей с карбюратором не соответствуют Евро-3 и выше.

Инжекторная система питания

На смену карбюратору пришла инжекторная система впрыска. Она в свою очередь делится на моновпрыск и распределённый впрыск горючей смеси. На большинстве двигателей внутреннего сгорания используется именно распределённый впрыск. Бензин из бака через магистраль попадает в топливную рампу, далее через форсунки во впускной коллектор, который отдельно ведёт к каждому цилиндру. Таким образом на каждую секцию отведена отдельная форсунка.

Стоит упомянуть, что существуют конструкции, когда форсунка подаёт топливо прямиком в камеру сгорания. Такой вид двигателя внутреннего сгорания является гораздо более точным в плане дозирования смеси, при котором достигается максимальный кпд бензинового ДВС.

Преимущества инжекторного двигателя:

  • Высокая стабильность
  • Количество вредных выбросов уменьшается до 70%
  • Экономичность
  • Более мощный
  • Не чувствителен к перепадам температур

Инжекторная система впрыска имеет большое количество плюсов для автолюбителей из больших городов, где имеются профессиональные СТО или официальные дилеры, которые смогут провести правильную диагностику и ремонт. Однако за пределами города, если у вас возникнут проблемы с инжектором, скорее всего вы ничего не сможете сделать, в отличие от карбюратора.

Недостатки инжекторного двигателя:

  • Трудный ремонт и диагностика
  • Качество бензина должно быть не менее А-92
  • Очень высокая стоимость замены узлов
  • Дефицит квалифицированных специалистов по ремонту

Принцип работы дизельного двигателя

Главным отличием дизельного вида мотора от бензинового является способ образования зажигательной смеси. В большинстве бензиновых ДВС, смесь попадает через впускной коллектор, тогда как в дизеле смесь всегда подаётся непосредственно в камеру сгорания.

Воспламенение тоже происходит по другому сценарию. В дизельном двигателе внутреннего сгорания, цилиндр сначала втягивает воздух, после поршень путём резкого сжатия доводит температуру воздуха до 700-850 градусов во время сжатия, далее под высоким давлением подаётся дизель и происходит воспламенение. Температура достигает 2400 градусов. Качество смеси сильно зависит от скорости впрыска. Если скорость впрыска малая, бензин может не полностью испаряться. Система зажигания на дизельных ДВС отсутствует.

Из минусов дизельного двигателя можно выделить:

  • Повышенная вибронагруженность
  • Трудность холодного пуска
  • Сложность обслуживания
  • Повышенный вес

Самым важным отличием дизельного мотора от бензинового является система подачи топлива. ТНВД (топливный насос высокого давления) работает по следующему принципу: дизель из бака нагнетается в требуемые порции, далее по индивидуальным магистралям поступает через форсунки и подаётся в каждую камеру отдельно.

ТНВД делится на:
— Распределительные
— Многоплунжерные рядные (редко используются на современных авто)

Ремонт и диагностика дизельных двигателей с ТНВД требует наличия инструкций и специнструментов. С другой стороны, некоторые специалисты утверждают что автомобили концерна VAG (Audi, Skoda, Porsche) легки при настройке.

Роторный двигатель

Принцип работы роторного вида двигателя заключается в повышенных оборотах и отсутствии привычного для ДВС строения. ДВС Ванкеля (РПД) а именно так зовут изобретателя данного вида мотора, предложил расположить ротор непосредственно в цилиндре. У РПД отсутствует коленчатый вал и шатуны, что упрощает его конструкцию.
Среди преимуществ данного вида мотора — отсутствие большого количества деталей. Даже в обычном 4-х цилиндровом двигателе минимум 45 движущихся частей: клапанные пружины, масляные колпачки, поршневые кольца, поршни, коленчатый вал, шатуны, т.д.
Роторный двигатель отличается малыми габаритами, и большими мощностями — 1.3 мотор выдаёт 190-240 л.с.

Из недостатков стоит выделить следующие пункты:

  • Ограничение в ресурсе (порядка 65-85 тыс.км.)
  • Потребление большого количества бензина
  • Стоимость производства и ремонта
  • Экологичность

Гибридный двигатель

Как работает гибридный вид двигателя? Стоит начать с того, что автомобиль с гибридным мотором набирает всё большую популярность ввиду своей экологичности. Все автомобильные концерны имеют в своей линейке хотя бы одну модель с гибридным видом двигателя.
Принцип работы гибридного мотора заключается во взаимодействии двух видов двигателей — бензинового и электрического.

Всё работает под управление ЭБУ, который решает когда и какой двигатель использовать именно сейчас. К примеру для города обычно используется электрический, сводя к нулю нужду заправляться. Однако на трассе, за городом, обычно система переключается на топливный двигатель. Это обусловлено быстрой разрядкой аккумуляторной батареи. Стоит также упомянуть что во время езды на бензине электрический мотор заряжается. При повышенных нагрузках используются оба вида двигателей.

Гибридный двигатель: плюсы и минусы

Из плюсов можно указать:

  • Высокая экономичность (примерно на 25% ниже от топливных ДВС)
  • Не уступают в мощности моделям из своего класса
  • Меньше шума
  • Заправка происходит таким же образом как у классических автомобилей
  • При езде по городу с частыми остановками экономия вырастает в разы

Учитывая географическую зависимость стоит отметить минусы для гибридного авто в условиях стран бывшего СНГ.

Из минусов можно указать:

  • Очень сложная конструкция
  • Очень дорогой ремонт
  • Коротки срок службы аккумулятора

Гибридный мотор прекрасно подходит для больших городов где находятся специализированные СТО. В маленьких городах и посёлках смысл владения авто с гибридным двигателем сводится к минимуму.

Типы ДВС: Рядный, V образный и оппозитный двигатель. Какой лучше?

В мире существует большое количество видов моторов не только по виду горючей смеси, но и по типу расположения цилиндров. Ниже приведен перечень самых популярных типов двигателей.

Рядный двигатель

Рядные ДВС считаются классическими, так как именно такой тип был применён впервые в ДВС. Соответственно названию, цилиндры расположены в ряд, и приводят в движение 1 коленчатый вал. Также ГБЦ одна для всех камер сгорания. Количество цилиндров может колебаться от одного до десяти. На практике десятицилиндровые ДВС оказались очень сложными при производстве, поэтому наибольшее распространение получили следующие:

  • Одноцилиндровые
  • Двухцилиндровые
  • Четырехцилиндровые
  • Шестицилиндровые

К достоинствам рядных типов двигателя можно отнести простоту в обслуживании и малые габариты. Такие моторы не идеально сбалансированы, однако это не мешает им пользоваться огромной популярностью у производителей и автолюбителей.

V образный двигатель


Данный тип ДВС ничем не отличается от рядной четвёрки кроме расположения цилиндров. У V образного двигателя цилиндры находятся друг напротив друга, из-за чего конструктивно он гораздо сложнее рядного. Здесь две ГБЦ, другая конструкция ГРМ и подача бензина или дизеля. Также, очень большую роль играет угол, под которым расположены цилиндры. В истории встречаются модели как с 1° наклона, так и 180° (как у субару). Как итог, конструкторы пришли к решению что 45°, 60°, 90° градусов самые оптимальные.

Одним из главных достоинств v двигателя является его компактность.

Из минусов можно выделить:

  • Сложность конструкции
  • Повышенная вибронагруженность на 2-х и 4-х цилиндровых ДВС
  • Более дорогой ремонт по сравнение с рядной «четвёркой»

V образные моторы очень востребованы в различных отраслях. Существуют концерны, которые выпускают только данный вид двигателей.

Оппозитный двигатель


По факту, оппозитный ДВС принадлежит к семейству v образных имея угол между цилиндрами в 180 градусов. То есть, они расположены друг напротив друга. Таким решением конструкторы избавили оппозитный мотор от лишних вибраций, и движок стал более плавно работать.
Кроме того, благодаря такой форме, центр тяжести снижается и качественно улучшается управляемость.
Оппозитный мотор, как и v образный зачастую имеет два распредвала и вертикально расположенный ГРМ.

Виды оппозитных двигателей:
— ОРОС
— «Боксер»

ОРОС — В данной конструкции поршни попарно перемещаются по одному цилиндру, двигаясь друг навстречу другу.

«Боксер» — Поршни располагаются друг перед другом, словно боксёры в бою. Когда один поршень находится в ВМТ(верхняя мёртвая точка) его парный поршень находится в НМТ(нижняя мёртвая точка). При работе они словно «обмениваются ударами» из-за чего и получили название.

Из плюсов оппозитного ДВС можно выделить следующее:

  • Отсутствие вибрации
  • Низкий центр тяжести
  • Малые габариты
  • Большой ресурс (300-500 тыс. км до первого капитального ремонта)

Минусы оппозитного двигателя:

  • Высокая стоимость обслуживания
  • Дефицит СТО, где есть специалисты по оппозитным моторам
  • Сложность обслуживания
  • Дороговизна запчастей

Двухтактный и четырёхтактный двигатель

В чём разница между этими двумя видами?

Двухтактные моторы почти не используются на автомобилях в силу своих особенностей. Они гораздо легче и проще в своей конструкции из-за отсутствия газораспределительного механизма. Тяга равномернее, литровая мощность выше, а вес меньше.
Из минусов можно выделить крайнюю неэкологичность, большее потребление бензина и масла.

В карбюраторном 2-тактнике ещё и придётся готовить смесь из масла и бензина или заказывать специальное масло для двухтактных двигателей.
Использование двухтактного ДВС идеально подходит для негабаритных устройств. К примеру газонокосилки, пилы, снегоуборочные машины. В общем там, где нужны более равномерные обороты.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Название ДВС происходит из количества тактов рабочего цикла.
Данный тип используется в большинстве автомобилей из-за своей простоты и лёгкости в обслуживании. Отличаются высокой экологичностью, равномерной работой, при которой не нужно переживать из-за «жора» масла как на двухтактниках.

Пошагово четыре такта делятся на следующие шаги:

1) Камера сгорания заполняется смесью.
Движение поршня в НМТ при котором открывается клапан впуска. Из инжектора или карбюратора топливо всасывается в камеру сгорания. Когда поршень опускается до нижней мертвой точки, впускной клапан закрывается.

2) Сжатие смеси.
Поршень возвращается в верхнюю точку, происходит такт сжатия. Доходя до ВМТ следует взрыв

3) Воспламенение топливной смеси.
Энергия взрыва толкает поршень вниз, происходит механическая работа

4) Расширение газа и очищение цилиндра.
Коленвал возвращает поршень снова вверх, открывается выпускной клапан и сгоревшие газы поступают в выпускной коллектор. Далее снова следует первый такт.

Денис — специалист в сфере автомобилей. Он имеет 5-летний опыт работы на СТО и пишет про новости в мире автомобилей. Теперь он делится своими знаниями с людьми, рассказывает про устройство и ремонт современных авто.

Основные типы ДВС. Бензиновые и дизельные двигатели | «Оптимум Авто» — сеть автосервисов в Москве

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что он преобразует тепловую энергию, образующуюся при воспламенении топлива, в крутящий момент, используемый для вращения ведущих колес.

Существует три типа таких моторов – газовые, бензиновые и дизельные, но наиболее распространенными являются два последних. Они решают одинаковые задачи и используют один и тот же принцип, но имеют конструктивные и эксплуатационные особенности.

В двигателях, работающих на бензине, воспламенение горючей смеси осуществляется с помощью искры, которая возникает между электродами свечи зажигания. При этом сам процесс смесеобразования происходит вне цилиндра (как правило, во впускном тракте).

Дизельные двигатели отличаются не только типом используемого топлива, но и рабочим процессом. Смесеобразование осуществляется непосредственно в цилиндре, а для воспламенения искра не требуется – это происходит за счет высокой температуры находящегося там воздуха. Он прогревается благодаря сжатию, которое создается при движении поршня до верхней мертвой точки. В этот момент форсунки подают топливо, и при смешивании его с горячим воздухом происходит воспламенение.

В дизельных двигателях вместо свечей зажигания применяются свечи накаливания. В сущности, они исполняют функцию предпускового подогревателя, обеспечивая требуемую температуру при запуске холодного мотора. В процессе последующей езды они не задействуются.

Изначально автомобильный двигатель был бензиновым. Первые дизельные машины появились лишь в 30-х годах прошлого века, после чего данное направление получило активное развитие.

Основными преимуществами бензиновых двигателей является хорошая динамика, более простая конструкция, высокий уровень надежности и безотказности. Важное достоинство по сравнению с дизельными моторами – возможность использования при любых морозах, поскольку бензин в отличие от солярки не густеет и не выделяет парафин при низких температурах.

С другой стороны, дизельные автомобили являются намного более экономичными. Например, современный мотор объемом 1,6 л потребляет в среднем 4-5л/100 км при движении в смешанном цикле. Аналогичный бензиновый двигатель при прочих равных условиях расходует около 7,5-8л/100 км.

При использовании качественного топлива дизельные моторы безотказны даже при сильном морозе. Именно на таких двигателях работает большинство грузовых машин, специальная и военная техника, железнодорожный и морской транспорт, и пр.

Ремонт ДВС

Мы осуществляем все виды ремонта ДВС-двигателей, в том числе и капитальный ремонт В ходе капитального ремонта ДВС проводятся таки работы, как полная разборка, мойка , дефектовка, замер компрессии, замена изношенных коренных и шатунных вкладышей, цилиндро-поршневой группы, снятие и установка ГБЦ, турбокомпрессора и другие виды работ. Проводим испытания на стенде. Мы выполняем ремонт двигателей гусеничных экскаваторов, колесных экскаваторов  бульдозеров, экскаваторов-погрузчиков, мини-погрузчиков, грейдеров. Фронтальных погрузчиков, кранов, мини-экскаваторов, складских погрузчиков и другой спецтехники.

ИСТК – это крупнейший в России центр по ремонту двигателей Komatsu: 4D94, 6D95, S6D102, S4D104, S4D106, SAA6D107 , 6D108, SA6D114, SAA6D114-3, SA6D125, SAA6D125-3 , SA6D140 , SAA6D140-3 , SA6D155-4 , SA6D170 , SAA6D170-3

Также мы берем в работу все популярные модели двигателей:

Deutz, Perkens, Kubota, ISUZU (ТСМ,Комацу), 1DZ/14Z (Тойота), TD27T (Ниссан), S4Q/S4S  (Мицубиши), Doosan.

Ремонт ДВС от ИСТК это:

19 лет опыта

современное диагностическое и рабочее оборудование

качественная работа с гарантией

оптимальные сроки

доступная цена

Что включает в себя ремонт ДВС

Ремонт двигателя включает в себя следующие этапы работ :

1.

Демонтаж двигателя, дальнейшая разборка, мойка деталей и узлов.

2.

Дефектовка повреждений, определение степени износа. В ходе осмотра  производится поиск возможных трещин в блоке цилиндров, измерение  зазоров, дефектовка коленвала, измерение геометрии всех трущихся деталей, сравнение с данными завода изготовителя.

3.

В зависимости от выявленных неисправностей – принимается решение о необходимости тех или иных работ.

Ремонт головки блока цилиндров (ГБЦ)

В ходе такого ремонта ликвидируют трещины, производят монтаж новых или восстановление старых направляющих втулок, проводят установку новых или восстановление фасок седел клапанов; маслосъемных колпачков, замену или восстановление  распределительного вала, клапанов, толкателей.

Ремонт блока цилиндров

Ремонт включает в себя расточку, абразивную обработку цилиндров, установку новых гильз, трещины в блоке также подлежат устранению, производится выравнивание привалочной плоскости и другие работы.

Ремонт коленвала

По необходимости выполняют шлифовку коленвала в целом или  только шатунных и коренных шеек и их полировку. В случае необходимости проводится замена заглушек, чистка самого вала. Иногда требуется восстановление накатки, замена подшипника и балансировка коленвала.

4.

Сборка и установка двигателя

Заявка на ремонт

Обслуживание

Наименование работ Комментарии Норма/часов
1.ПРОФИЛИ
1.1. Снятие внешнего соединительного профиля (горизонтальный,верхний) вертикального 1 п/м 0,6
1.2. Установка внешнего соединительного профиля (горизонтальный,верхний) вертикального 1 п/м 1,2
1.3. Снятие внешнего соединительного профиля (горизонтальный,нижнего) 1 п/м 0,8
1.4. Установка внешнего соединительного профиля (горизонтальный,нижнего) 1 п/м 1,6
1.5. Снятие  внешнего соединительного профиля (горизонтальный, переднего, нижнего) 1 шт 1,25
1.6. Установка  внешнего соединительного профиля (горизонтальный, переднего, нижнего) 1 шт 1,75
1.7. Снятие внутреннего соединительного профиля (горизонтальный,верхний) вертикального 1 п/м 0,35
1.8. Установка внутреннего соединительного профиля (горизонтальный,верхний) вертикального 1 п/м 0,75
1.9. Снятие внутреннего соединительного профиля (горизонтальный, нижний) 1 п/м 1,3
1.10. Установка внутреннего соединительного профиля (горизонтальный, нижний) 1 п/м 2
2. МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ
2.1. Частичный демонтаж фургона ( для снятия/установки внешнего соединительного профиля (горизонтальный, передний, нижний)) частично 1,7
2.2. Частичный монтаж фургона частично 2
2.3. Демонтаж — монтаж фургона длиной до 6,5м от надрамника в полном объеме 6,5
2.4. Демонтаж — монтаж фургона длиной до 6,5м от рамы вместе с надрамником в полном объеме 8,5
2.5. Демонтаж — монтаж фургона длиной от 6,5м до 8,5м от рамы с подрамником в полном объеме 10
2.6. Демонтаж — монтаж фургона от рамы на полуприцепах (все кроме Kogel) в полном объеме 15
3. РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ
3.1. Герметизация швов и соединений (крыша) 1 п/м одного шва 0,2
3.2. Герметизация швов и соединений (наружных, внутренних) 1 п/м одного шва 0,1
3.3. Заделка шва между ремонтными вставками пластиковых сендвич-панелей 1 п/м одного шва 3
3.4. Ремонт (вмятины, деформации, разрыва) сендвич-панели до 0,06 кв.м. 3,3-6,1
3.5. Ремонт (вмятины, деформации, разрыва) сендвич-панели от 0,06 кв.м. до 0,3 кв.м. 4,3-9,0
3.6. Окраска поверхности изотермического фургона 1 кв.м. 1,5-2,0
3.7. Окраска облицовочного профиля 1 п/м 0,25-0,5
4. СТЕНКА
4.1. Замена передней стенки полуприцепа (h=2,2м) 1 шт. 7,5
4.2. Замена передней стенки изотермического фургона (h=2,2м) 1 шт. 6
4.3. Замена передней стенки эвтектоидного фургона (толщина=150мм) 1 шт. 8
4.4. Замена передней стенки промтоварного фургона (толщина=30мм) 1 шт. 5
5. СТЕНКА И ПАНЕЛЬ КРЫШИ
5.1. Замена первого одного сегмента металлической сендвич-панели боковой стены, крыши 1 сегмент 12
5.2. Замена каждого последующего одного сегмента металлической сендвич-панели боковой стены, крыши 1 сегмент 8,5
5.3. Замена первого одного квадратного метра пластиковой сендвич-панели боковой стены, крыши 1 кв.м. 6
5.4. Замена каждого последующего одного квадратного метра пластиковой сендвич-панели боковой стены, крыши 1 кв.м. 4
5.5. Замена боковой стены и крыши фургона целиком (L ≤ 6,5м)  в полном объеме 24
5.6. Замена боковой стены и крыши фургона целиком (от  6,5м до 8,5м)  в полном объеме 28
5.7. Замена боковой стены и крыши полуприцепа целиком (L ≤ 13,5м)  в полном объеме 40
6. РАМА ЗАДНИХ ДВЕРЕЙ
6.1. Замена одной стойки проема задних дверей (портала) 1 шт. 12
6.2. Замена проема задних дверей (портала) в сборе  1 шт. 24
7. ЗАДНЯЯ ДВЕРЬ
7.1. Снятие/установка одной задней двери в сборе (таможенные петли) 1 шт. 6
7.2. Снятие/установка одной задней двери в сборе (обычные петли) 1 шт. 1
7.3. Разборка/сборка двери 1 шт.  
7.4. Снятие/установка петли двери фургона (на снятой двери) 1 шт. 0,2
7.5. Снятие/установка замка дверей 1 шт.  
7.6. Снятие/установка запорного механихма (штанга с замком) 1 шт. 0,6
7.7. Снятие/установка ответной части запорного механизма 1 шт. 0,3
7.8. Снятие/установка уплотнителя двери (одного резинового уплотнителя)        1 п/м 0,1
7.9. Снятие/установка ограничителя двери 1 шт. 0,35
8. НАВЕСНЫЕ ДЕТАЛИ СПЕЦ. ОСНАСТКА
8.1. Замена подкрылки 1 шт. 0,5
8.2. Замена кронштейна крепления подкрылки 1 шт. 0,5
8.3. Замена брызговика (резиновый) 1 шт. 0,4
8.4. Замена резинового отбойника 1 шт. 0,5
8.5. Замена кронштейна крепления фургона к надрамнику 1 шт. 0,4
8.6. Замена кронштейна крепления надрамника к раме (шасси) 1 шт. 0,4
8.7. Замена стремянки крепления надрамника к раме (шасси) 1 шт. 0,3
8.8. Замена заднего противоподкатного бруса 1 шт. 1,5
8.9. Замена боковой защиты от въезда в сборе (боковой противоподкатный брус) 1 шт. 1,5
8.10. Замена горизонтальной планки боковой защиты от въезда (балка бокового противоподкатного бруса) 1 шт. 0,5
8.11. Замена инструментального ящика 1 шт. 1,8
8.12. Замена кронштейна инструментального ящика 1 шт. 1,2
8.13. Замена держателя запасного колеса 1 шт. 1,4
9. ПОЛ
9.1. Замена панели пола для фургона до 6,5м в полном объеме 26,4
9.2. Замена пола для фургона до 8,5м в полном объеме 30,8
9.3. Замена панели пола на полуприцепах до 13,5м в полном объеме 43,5
10. ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
10.1. Демонтаж — монтаж холодильного оборудования   14
10.2. Замена топливного холодильного оборудования   5

как российский автопром может завоевать мир

Просто один пример, как это будет работать. В сегодняшнем технологическом укладе автомобили BMW, Mercedes, Audi считаются продуктами самой высокой технологии, вершиной современной конструкторской мысли. В каждом из них примерно 1500 трущихся деталей, требующих длинной и фондоёмкой цепочки оборудования для особо точной обработки различных металлов, много подшипников, масел и тд. Это самые сложные и ответственные элементы автомобиля: двигатели, коробки передач, мосты, карданы, тормозные и рулевые системы и т.д. Для производства автомобилей по традиционной технологии добываются миллионы тонн разных видов руды, уголь, производится метал очень сложных составов со строгими физико-химическими характеристиками, требуется оборудование для дорогостоящих процессов литья, прокатки, штамповки, сварки, окраски…Крутится гигантская производственно-технологическая цепочка с миллионами рабочих мест. Так изготавливается любой автомобиль. Именно поэтому господдержка направляется прежде всего производителям с глубокой локализацией. Но… наступает новый технологический уклад. Появляется один из первых образцов-автомобиль Tesla (Model 3). В этом автомобиле ещё только первого поколения нового технологического уклада — кузов композитный, двигатель электрический. Всего 140-150 трущихся деталей. Это означает, что дорогостоящее оборудование заготовительных производств автозаводов (металлургия, кузница, прессовое, арматурное,) и особо точного механообрабатывающего (двигатели, КПП, мосты, карданы) можно сдать в металлолом. Туда же скоро можно отправить сварку и окраску, поскольку композиты и пластики можно окрашивать при приготовлении массы для формования. Mercedes недавно обнародовал, что инвестиции в строительство его завода в России (пока без мощностей по производству двигателей, КПП и других сложных механических узлов и литейного производства) мощностью 25 000 авто в год составили около €300 миллионов. На мощность 100 000 автомобилей (даже бюджетного сегмента) с полным набором локализации производства традиционных узлов и агрегатов потребуются существенно более высокие инвестиции. Это цена пути углубления традиционной технологии для автопрома. Есть над чем задуматься. Но гораздо более существенные и дорогостоящие изменения автопром потребует от других отраслей. С точки зрения нового технологического уклада производства автомобиля, это означает, что автопрому больше в таких масштабах не нужна прежняя металлургия и традиционная металлообработка, радикально меняются требования к продукции таких отраслей, как химия и нефтегазохимия.

Руководство по выбору двигателей внутреннего сгорания

: типы, характеристики, применение

Двигатели внутреннего сгорания — это машины, использующие тепло и давление реакции сгорания для выработки механической энергии. Большинство двигателей внутреннего сгорания работают, вызывая контролируемое сжигание топлива и воздуха в камере сгорания. Ожог генерирует тепло и давление, которые прямо или косвенно приводят в движение вал, который действительно работает. Механическая энергия, производимая двигателем внутреннего сгорания, может быть вращательной, вибрационной или другой формы в зависимости от конструкции компонентов.Двигатели внутреннего сгорания используются в бесчисленных типах продукции, от автомобилей до крупных промышленных машин.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания классифицируются изначально в зависимости от того, как они сжигают топливо (внутреннее или внешнее). В каждой категории есть несколько различных типов дизайна.

Двигатели внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания — это двигатели внутреннего сгорания, которые сжигают топливо внутри камеры сгорания.

Двухтактные двигатели

Двухтактные двигатели завершают энергетический цикл двумя ходами поршня внутри цилиндра или одним оборотом коленчатого вала. В этих двигателях впускной и выпускной потоки происходят одновременно.

Изображение предоставлено: Procarcare — ALLDATA LLC.

Часто двухтактные двигатели маркируются как более простые по конструкции и имеют более высокое отношение мощности к массе, чем четырехтактные двигатели.Они также считаются менее экономичными и более загрязняющими. Однако есть много исключений из этих обобщений, и производительность сильно варьируется в зависимости от конструкции двигателя. Двухтактные двигатели используются для выработки энергии в самых разных областях, включая небольшие изделия для ландшафтного дизайна (например, бензопилы, триммеры), работу электростанций и большие корабли.

Четырехтактные двигатели

Четырехтактные двигатели завершают энергетический цикл четырьмя тактами поршня внутри цилиндра или двумя оборотами коленчатого вала.В этих двигателях отдельные фазы разделены, а впуск и выпуск происходят отдельно во время цикла мощности.

Изображение предоставлено: Dieselduck.ca, Martin Leduc

Учебник

CDX предоставляет отличное видео, которое дополнительно объясняет работу четырехтактного двигателя.

Четырехтактные двигатели часто более экономичны и чище, чем эквивалентные двухтактные, но могут быть тяжелее и сложнее в конструкции.Они являются наиболее распространенным типом двигателей внутреннего сгорания, используемых в самых разных областях, от автомобилей до промышленного оборудования.

Совет по выбору : Теоретически двухтактный двигатель может генерировать вдвое больше мощности, чем четырехтактный двигатель для того же двигателя и того же числа оборотов. На самом деле это почти верно только для очень больших систем, где соотношение мощностей составляет около 1,8: 1. Средний двухтактный двигатель страдает потерями мощности из-за менее полного впуска и выпуска и более короткого эффективного сжатия и рабочего хода, что делает выходную мощность почти эквивалентной.

Роторные двигатели (Ванкеля)

Роторные двигатели

(Ванкеля) работают с ротором и валом вместо поршня. Вращение вала приводит в движение трехсторонний ротор, который приводит в движение топливо через систему. В этих двигателях разные фазы (впуск, сжатие, мощность и выпуск) происходят в разных местах двигателя. Приводной вал вращается один раз при каждом запуске двигателя в конструкции Ванкеля.

Кредит изображения: Википедия — Y_tambe

Двигатели

Ванкеля часто легче и проще по конструкции, чем аналогичные поршневые двигатели.Кроме того, они обычно более надежны (из-за уменьшения количества движущихся частей) и имеют более высокое отношение мощности к весу. Однако они страдают от менее эффективного уплотнения, что снижает их эффективность и срок службы. Эти двигатели используются в основном в гоночных автомобилях и спортивных автомобилях, где надежность и легкость считаются более важными, чем эффективность и срок службы двигателя.

Турбинные двигатели

Турбинные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания, в которых продукты сгорания направляются в турбину внутри двигателя.Газовый поток вращает лопасти турбины, которая вырабатывает энергию или выполняет другую механическую работу. Они меньше, чем большинство аналогичных поршневых двигателей, и имеют очень высокое отношение мощности к массе. У них также меньше движущихся частей, меньше вибрации и отводится значительное количество отработанного тепла в выхлопных газах, что может быть использовано для других целей отопления. Однако у них также есть затраты, более длительное время запуска и более низкая эффективность на холостом ходу. Чаще всего они используются для питания военно-морских судов.

Реактивные двигатели — это подмножество газотурбинных двигателей, оптимизированных для создания тяги. Для выполнения работы горячие газы, генерируемые источником сгорания, продвигаются через сопло с высокой скоростью. Они используются в качестве силовых установок для самолетов.

Двигатели внешнего сгорания

Двигатели внешнего сгорания — это двигатели внутреннего сгорания, которые сжигают свое топливо извне и используют это тепло для перемещения внутренней жидкости, которая выполняет эту работу.

Двигатели Стирлинга

Двигатели Стирлинга — это однофазные двигатели внешнего сгорания, в которых в качестве рабочего тела используется воздух, гелий или водород. Каждый двигатель Стирлинга имеет герметичный цилиндр, одна часть которого горячая, а другая холодная. Рабочий газ внутри двигателя перемещается механизмом с горячей стороны на холодную. Когда газ находится на горячей стороне, он расширяется и толкает поршень вверх. Когда он возвращается в холодную сторону, он сжимается.Правильно спроектированные двигатели Стирлинга имеют два импульса мощности на оборот, что может обеспечить их очень плавную работу. Двигатели Стирлинга могут достигать гораздо более высокого КПД, чем обычные двигатели внутреннего сгорания, и производить меньше шума и вибрации во время работы. Однако они не могут запускаться мгновенно, как двигатели IC, что делает их менее полезными для таких приложений, как автомобили и самолеты. Чаще всего они используются для систем отопления, охлаждения и подводной энергетики.

Двигатель Стирлинга — Изображение предоставлено: MIT

Паровые двигатели

Паровые двигатели — это двухфазные внешние двигатели, в которых в качестве рабочего тела используется вода (в жидкой и паровой форме).Паровые двигатели также могут использовать источники тепла, не связанные с сжиганием, такие как солнечная энергия, ядерная энергия или геотермальная энергия для нагрева пара. Современные паровые двигатели используются в основном в виде турбин для выработки электроэнергии.

Виды топлива

Двигатели внутреннего сгорания также различаются в зависимости от типа топлива, которое они сжигают.

  • Бензин — жидкое топливо, полученное из нефти (сырой нефти). Сорта бензина различаются в зависимости от октанового числа (премиум или «этилированный» противобычный или «неэтилированный»). Бензин с более высоким октановым числом может выдерживать большее сжатие перед сгоранием и необходим в некоторых двигателях, рассчитанных на более высокую степень сжатия, чтобы предотвратить детонацию (неконтролируемое сгорание в цилиндре). Бензиновые двигатели также называют двигателями с искровым зажиганием, что означает, что топливо сжигается за счет образования искры от свечи зажигания в цилиндре.
  • Дизель — жидкое топливо, состоящее из длинных углеводородов, полученных из сырой нефти. Дизель имеет высокую плотность энергии и, следовательно, имеет лучшую экономию топлива (более чем на 33% более эффективен), чем бензин, но горит более грязно.Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD) является стандартом для дизельного топлива с низким содержанием серы; большинство используемых сегодня марок дизельного топлива относятся к ULSD. Дизельные двигатели — это двигатели с воспламенением от сжатия, то есть топливо сжигается с использованием сжатого воздуха (высокого давления) для повышения температуры выше точки самовоспламенения (самовоспламенения) топлива. Поскольку в них не используется источник зажигания (искра), дизельные двигатели часто требуют прогрева в очень холодных условиях перед использованием. Дизельные двигатели также обеспечивают больший крутящий момент, чем бензиновые.

  • Сжиженный пропан (LPG) представляет собой смесь пропана и бутана, которая при стандартных условиях является газом, но может храниться и превращаться в жидкость при более высоком давлении. Его можно использовать в двигателях внутреннего сгорания в качестве альтернативы бензину (бензину) или дизельному топливу, который горит более чисто, но имеет более низкую плотность энергии (что означает более высокое использование эквивалентного топлива). Некоторые двигатели не подходят для сжиженного нефтяного газа, поскольку он обеспечивает меньшую смазку, чем другие стандартные виды топлива, что вызывает чрезмерный износ клапанов в цилиндрах.

  • Сжатый природный газ (КПГ) представляет собой смесь метана и других углеводородов, хранящуюся в виде газа высокого давления. Природный газ — это относительно чистое горючее с меньшей удельной энергоемкостью, чем бензин и дизельное топливо. Двигатели, работающие на природном газе, аналогичны стандартным бензиновым или дизельным двигателям; но они содержат соединители, которые подают природный газ из баллонов для хранения, и включают регуляторы для снижения давления. Как и СНГ, КПГ не обеспечивает такое же количество смазки, как стандартное жидкое топливо, и двигатели должны проектироваться и обслуживаться соответствующим образом, чтобы предотвратить износ клапанов.

  • Этанол — это спирт, полученный в результате ферментации и дистилляции крахмальных культур, таких как кукуруза, или из целлюлозной биомассы, такой как просо. Часто этанол смешивают с бензином в количестве до девяти или десяти процентов (E10), хотя некоторые двигатели могут быть спроектированы для сжигания смесей с чистотой до 85% этанола (E85). Этанол имеет немного более низкое энергосодержание, чем бензин, что приводит к более высокому расходу условного топлива. Однако этанол выделяет меньше загрязняющих веществ, чем бензин, а также имеет большую устойчивость к детонации двигателя, чем бензин.

  • Реактивное топливо представляет собой смесь различных углеводородов. Он используется специально для газотурбинных двигателей и реактивных двигателей, используемых в авиации. Смеси различаются в зависимости от свойств, требуемых для продукта. В турбинных и дизельных двигателях, используемых в самолетах, используется реактивное топливо на основе керосина, а в самолетах с поршневыми двигателями или двигателями Ванкеля используется так называемый авгаз (авиационный бензин).

Другие виды топлива, которые могут использоваться для питания определенных типов двигателей, включают растительное масло, водород, бутан и древесину (посредством газификации).

Технические характеристики

Наиболее важными характеристиками, которые следует учитывать при выборе двигателей внутреннего сгорания, являются крутящий момент, мощность в лошадиных силах и число оборотов в минуту (частота вращения вала), которые являются взаимозависимыми. Для двигателей внутреннего сгорания также важно учитывать рабочий объем и количество цилиндров.

  • Крутящий момент (τ) — это мера силы вращения, создаваемой на валу двигателя во время рабочего хода, выраженная в единицах измерения расстояния-силы (фут-фунт, дюйм-фунт, м-Н и т. Д.)). Он определяет величину физической нагрузки, которую может создать двигатель. Спецификация крутящего момента обычно является показателем максимального номинального крутящего момента двигателя в соответствии со стандартами SAE. Крутящий момент измеряет способность двигателя выдерживать нагрузки и ускоряться и, возможно, является лучшим показателем его характеристик. Двигатели создают полезный крутящий момент только в ограниченном диапазоне частот вращения (обсуждается ниже). Оптимальное использование крутящего момента двигателя часто в значительной степени зависит от передачи трансмиссии соответствующей системы.

Совет по выбору: Важно проверить стандарты, которые производитель использует для измерения крутящего момента. Рекламируемые рейтинги, не основанные на определенных стандартах, могут быть обманчивыми и неточными.

  • об / мин или частота вращения вала — это скорость вращения вала, диска или ротора в двигателе, измеряемая в об / мин (оборотов в минуту). Поскольку скорость и крутящий момент взаимозависимы, номинальные обороты двигателей часто определяют скорость, при которой достигается максимальный крутящий момент.Автомобильные двигатели обычно работают со скоростью около 2500 об / мин. Остановка происходит, когда двигатели работают ниже минимальной скорости, и при работе выше рекомендованного максимума может произойти повреждение или отказ. Двигатели, работающие на более низких скоростях, могут работать дольше, чем эквивалентные двигатели на более высоких скоростях, поскольку они выполняют меньше циклов и со временем изнашиваются меньше. В автомобилях обороты измеряются тахометром.

  • Мощность (л.с.) — производная спецификация, указывающая на производительность двигателя.В частности, он определяет скорость передачи энергии в двигателе. Как и крутящий момент, номинальная мощность в лошадиных силах дается в диапазоне различных оборотов двигателя. Мощность в лошадиных силах зависит от частоты вращения и крутящего момента двигателя по уравнению:

л.с. = (τ × об / мин) ÷ 5252

где:

л.с. — это

лошадиных сил

τ — крутящий момент в фут-фунтах

об / мин — частота вращения в об / мин

5252 — коэффициент преобразования единиц измерения.

Вот упрощенный пример того, как будут выглядеть кривые крутящего момента и мощности для небольшого двигателя внутреннего сгорания:

Кривые мощности и крутящего момента двигателя. Кредит изображения: Woodbank Communications Ltd

Мощность и крутящий момент увеличиваются с увеличением частоты вращения двигателя и достигают пика, когда начинают действовать физические ограничения. Эти ограничения включают размер / форму впускного и выпускного трактов, эффективность смешивания топлива, скорость распространения пламени, трение и механическую прочность компонентов.

  • Рабочий объем — это объем, перемещаемый всеми поршнями в двигателе внутреннего сгорания за один такт.Обычно он измеряется в кубических сантиметрах (cc), кубических дюймах (CID). Рабочий объем — это основная часть конструкции двигателя, которая определяет, сколько топлива можно впрыснуть или смешать в цилиндре во время каждого цикла мощности. Это существенно влияет на максимальную мощность, которую может выдавать двигатель.

  • Число цилиндров описывает количество цилиндров сгорания в двигателе внутреннего сгорания. Количество цилиндров в двигателе напрямую влияет на количество производимой мощности, поскольку большее количество цилиндров означает больше сгорания топлива и больше рабочих ходов.В результате двигатели с большим количеством цилиндров будут потреблять больше топлива, чем двигатели с меньшим количеством цилиндров.

Другие характеристики двигателя

Помимо основных технических характеристик, покупателям предлагается рассмотреть ряд других технических характеристик и параметров двигателя.

  • Расход топлива — Расход топлива определяет количество израсходованного топлива. Как и крутящий момент и мощность, расход топлива изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя.Производители часто указывают его как диапазон значений на кривой производительности.

  • Эффективность двигателя — Энергоэффективность описывает количество энергии топлива, используемого двигателем для выполнения полезной работы. Для бензиновых двигателей максимальный КПД обычно находится в диапазоне 25-30%, поскольку 70-75% теряется в виде неиспользованной тепловой энергии. Более эффективные двигатели будут иметь лучшую экономию топлива (т.е. меньший общий расход топлива).

  • Выбросы — Газообразные выбросы загрязняющих веществ и твердых частиц выбрасываются в потоки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания после сгорания топлива.Состав выхлопных газов важно учитывать при соблюдении стандартов и требований по загрязнению и выбросам. Факторы, влияющие на выбросы выхлопных газов, включают состав топлива и условия сгорания (например, соотношение воздух-топливо, полностью ли сгорает топливо).

  • Вес — Вес двигателя важен с точки зрения мобильности и размещения. Более легкие двигатели идеально подходят для приложений, где приводная система должна быть портативной или включать транспортировку, поскольку более тяжелые системы требуют большего крутящего момента для перемещения.Для стационарных приложений вес часто не является проблемой.

  • Размеры — Размеры двигателя должны соответствовать требованиям соответствующей системы или среды. Размеры включают ширину, длину и высоту двигателя.

  • Степень сжатия — Отношение максимального объема камеры сгорания двигателя к минимальному объему. Он определяет степень сжатия в камере.Высокая степень сжатия приводит к лучшему смешиванию топлива с воздухом и зажиганию, что приводит к увеличению мощности и повышению общей эффективности двигателя. Однако более высокая степень сжатия делает двигатели более восприимчивыми к детонации при использовании топлива с более низким октановым числом, что может снизить эффективность или вызвать повреждение.

Параметры двигателя

Существует ряд параметров, определяющих различные требования к двигателю, которые необходимо учитывать при выборе.

  • Требования к воздуху — Качество воздуха, используемого в двигателе для смешивания с топливом во время сгорания.Хотя большинство двигателей работают с использованием стандартного окружающего воздуха, в некоторых средах может потребоваться использование фильтров для удаления твердых частиц или нежелательных газов из воздуха.

  • Требования к охлаждению — Двигателям требуется охлаждение для отвода тепла, образующегося во время работы. Двигатели внутреннего сгорания охлаждаются воздухом или жидкостью. Двигатели с воздушным охлаждением могут работать в более широком диапазоне температур, чем некоторые двигатели с жидкостным охлаждением, поскольку воздух не подвержен замерзанию или кипению.Однако системы с жидкостным охлаждением часто более гибки в отношении потребностей в охлаждении различных частей двигателя, уменьшая горячие точки и большие перепады температур. Сегодня большинство двигателей внутреннего сгорания имеют жидкостное охлаждение.

  • Требования к маслу — Двигатели требуют смазки для защиты движущихся частей от чрезмерного износа во время работы. Масло используется для обеспечения этой смазки, помещается либо в независимую систему, либо непосредственно смешивается с сжигаемым топливом. Разным двигателям для правильной работы и обслуживания требуются разные сорта масла и смазки.Кроме того, поскольку смазочные материалы со временем загрязняются и разлагаются, их необходимо регулярно заменять после определенного количества циклов или часов работы.

Характеристики

Двигатели внутреннего сгорания

спроектированы с учетом ряда различных характеристик, которые могут быть важны для рассмотрения в процессе выбора.

  • Карбюраторные двигатели — это двигатели с карбюраторами, предназначенные для смешивания воздушно-топливной смеси в камере сгорания.Карбюраторы используют всасывание, создаваемое всасываемым воздухом, проходящим через трубку Вентури, для втягивания топлива в воздушный поток. По сравнению с топливными форсунками карбюраторы намного проще регулировать, ремонтировать и восстанавливать. Кроме того, они дешевле, чем системы впрыска топлива, и более надежны.

  • Двигатели с впрыском топлива — это двигатели с топливными форсунками, предназначенные для подачи топлива в камеру сгорания. Топливные форсунки распыляют топливо на капли в камере, продавливая его через сопло под высоким давлением.Они полагаются на компьютеры, которые постоянно меняют соотношение воздуха и топлива для оптимизации. По сравнению с карбюраторами топливные форсунки более точные и эффективные, а также менее загрязняющие окружающую среду.

  • Двигатели с турбонаддувом — это двигатели, которые включают турбокомпрессоры, предназначенные для повышения эффективности двигателя внутреннего сгорания. Турбокомпрессоры чаще всего встречаются вместе с бензиновыми и дизельными двигателями внутреннего сгорания.

  • Гибкие топливные или многотопливные двигатели разработаны для совместимости с несколькими различными типами или смесями топлива.Например, двигатель с искровым зажиганием для автомобиля может работать на различных смесях бензина с содержанием этанола до 85% или может иметь добавленные компоненты для сжигания сжатого природного газа.

Стандарты

API RP 7C-11F — Рекомендуемая практика по установке, техническому обслуживанию и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

SAA AS 4591.1 — Двигатели внутреннего сгорания — словарь компонентов и систем — конструкция и внешние оболочки.

Найдите в магазине стандартов IHS дополнительные документы, связанные с двигателями внутреннего сгорания.

Список литературы

Deepscience.com — Двигатели

Электропедия — силовые установки поршневых (поршневых) двигателей

Power Systems Research — Руководство по техническим характеристикам двигателей

Кредит изображения:

Катерпиллар Глобал Петролеум | German-Bliss Equipment, Inc.| Системы питания John Deere


Типы двигателей внутреннего сгорания: поршневые и роторные двигатели

Двигатели внутреннего сгорания, более известные как двигатели внутреннего сгорания, — это двигатели, в которых сгорание топлива происходит внутри самого блока цилиндров. После сгорания топлива вырабатывается много тепловой энергии, которая преобразуется в механическую энергию.

Есть два типа двигателей внутреннего сгорания: роторные и поршневые. В роторных двигателях ротор вращается внутри двигателя, чтобы произвести мощность.В поршневых двигателях поршень совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение колес транспортного средства. В автомобилях используются поршневые двигатели. Это наиболее широко используемый тип двигателя.

Поршневые двигатели подразделяются на два типа: двигатели с искровым зажиганием (SI) и двигатели с воспламенением от сжатия (CI). Поскольку поршневые двигатели являются наиболее широко используемыми двигателями, они стали синонимом названия двигателей IC.По этой причине даже двигатели IC можно разделить на два типа: двигатели SI и двигатели CI.

В двигателях SI сжигание топлива происходит за счет искры, генерируемой свечой зажигания, расположенной в головке блока цилиндров двигателя. В связи с этим их называют двигателями с искровым зажиганием. В этих двигателях используется бензин или бензин, поэтому двигатели SI также известны как бензиновые или бензиновые двигатели.

В двигателях CI сгорание топлива происходит из-за высокого давления, оказываемого на топливо.Топливо сжимается до высокого давления, и оно начинает гореть, поэтому эти двигатели называются двигателями с воспламенением от сжатия. В двигателях CI используется дизельное топливо; поэтому их еще называют дизельными двигателями.

Двигатели SI и CI могут быть двухтактными или четырехтактными. В случае двухтактного двигателя за каждые два хода поршня внутри цилиндра топливо сжигается. Это означает, что при каждом обороте колеса топливо сжигается. В четырехтактных двигателях топливо сжигается за каждые четыре хода поршня внутри цилиндра.Это означает, что каждый раз, когда топливо сгорает, колеса автомобиля совершают два оборота. Ход — это расстояние, пройденное поршнем внутри цилиндра; обычно она равна длине цилиндра.

Поскольку 4-тактные двигатели производят два оборота, в то время как 2-тактные двигатели производят одно вращение при каждом сжигании топлива, эффективность 4-тактных двигателей выше, чем у 2-тактных двигателей. В идеале КПД 4-тактного двигателя должен быть вдвое больше, чем у 2-тактного двигателя, но на самом деле это не так.

Двигатель внутреннего сгорания — энергетическое образование

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

Закон идеального газа

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

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

Поршни и турбины

Рисунок 1. Схема газотурбинного двигателя. [3]

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

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

Двигатель четырехтактный

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

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

  1. Топливо впрыскивается в камеру.
  2. Топливо загорается (в дизельном двигателе это происходит иначе, чем в бензиновом).
  3. Этот огонь толкает поршень, что является полезным движением.
  4. Отходы химикатов, по объему (или массе) это в основном водяной пар и углекислый газ. В результате неполного сгорания могут присутствовать такие загрязнители, как окись углерода.

Двухтактный двигатель

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

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

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

Роторный двигатель (Ванкеля)

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

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

Для дальнейшего чтения

Список литературы

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

Двигатель внутреннего сгорания — обзор

1 ВВЕДЕНИЕ

Топливная эффективность двигателя внутреннего сгорания может быть увеличена за счет снижения механических потерь, в первую очередь вызванных трением.Использование соответствующих масел снижает трение, увеличивает топливную экономичность и в то же время поддерживает низкий износ. Существует два подхода, с помощью которых можно достичь снижения трения в двигателях внутреннего сгорания: за счет уменьшения вязкости масла, что приводит к снижению трения в режиме смазки жидкой пленкой, и за счет использования присадок, снижающих трение, которые минимизируют трение в смешанной / граничной смазке. режим при контакте неровностей поверхности [1].

Очень важным классом присадок, снижающих трение, широко используемых в составах картерных масел, являются молибденосодержащие соединения, такие как диалкилдитиокарбамат молибдена (MoDTC).Общее количество присадок в масле может составлять от 5 до 25% [2], а эффективность MoDTC в снижении трения сильно зависит от синергетических или антагонистических эффектов с другими присадками, особенно с диалкилдитиофосфатом цинка (ZDDP) [3– 5]. Присадка ZDDP, помимо антиоксидантных свойств, как известно, очень эффективна для защиты поверхностей от износа в условиях граничной смазки; свойства, которые делают его незаменимым ингредиентом в подавляющем большинстве текущих составов масел [6].Таким образом, понимание взаимодействия ZDDP и MoDTC в трибологических характеристиках, являющихся двумя ключевыми компонентами масел, имеет важное значение для достижения оптимальных характеристик. Предыдущая работа [7] также указала на необходимость усовершенствования математических моделей смазки клапанного механизма, чтобы повысить их чувствительность к характеристикам состава масла. Такие улучшения станут возможными только за счет лучшего понимания образования трибопленки, структуры, химических и морфологических свойств и их соотнесения с приработкой систем клапанного механизма.

MoDTC зарегистрировано для уменьшения трения за счет образования пленки, содержащей MoS 2 , на металлических поверхностях [8–12]. Было замечено, что трение уменьшилось через определенное время, определяемое как фаза индукции, после чего трение упало с высоких значений примерно 0,12 до уменьшенных значений порядка 0,05. Ямамото и Гондо [9, 13, 14] в своей работе с использованием рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) предположили, что для образования MoS 2 необходимо предварительное формирование слоя MoO 3 .Было видно, что образование M0S 2 из MoDTC происходит в результате контакта твердое тело-твердое тело [15]. Образование MoO 3 до любого падения трения предполагает, что может произойти увеличение шероховатости, которое может способствовать образованию M0S2, что указывает на физический эффект MoO 3 на образование M0S 2 . Хотя в нескольких работах [9, 11, 15] было показано, что только MoDTC эффективен в снижении трения, есть сообщения, которые показывают, что MoDTC может быть эффективным в снижении трения только в присутствии добавки ZDDP [3–5].Sogawa et al. [16] показал, что присутствие ZDDP способствует образованию M0S 2 из MoDTC. Они обнаружили, что при использовании модельного масла, содержащего как ZDDP, так и MoDTC, около 40% S из ZDDP было использовано для образования трибопленки M0S 2 в рубце износа, но точный механизм не был исследован. С другой стороны, Martin et al. [17] предложил реакцию элиминирования M0O3 фосфатом цинка, генерируемым из ZDDP, в соответствии с принципом жестких и мягких кислот и оснований (HSAB).Устранение M0O 3 считалось причиной того, почему система ZDDP / MoDTC более эффективна в снижении трения, чем один MoDTC — химический эффект ZDDP на снижение трения MoDTC. Однако топографический анализ трибопленок ZDDP подтвердил высокую шероховатость этой пленки [18, 19], что свидетельствует о влиянии ZDDP на образование M0S 2 , имеющее физическую природу .

Хотя указание на виды, образующиеся при использовании добавки MoDTC, можно получить из анализа работы, проделанной несколькими группами, последовательность реакций, с помощью которых MoDTC образует M0S 2 , еще не установлена ​​и не доказана экспериментально.Кроме того, влияние ZDDP на механизм образования M0S 2 от MoDTC до сих пор полностью не изучено. В данной статье представлена ​​полная характеристика с точки зрения химических и топографических свойств трибопленок, образовавшихся до падения трения, и обсуждаются условия, благоприятные для образования M0S 2 и, следовательно, снижения трения. Процедура испытания, включающая замену масла одной модели на другую, использовалась для того, чтобы понять, имеют ли взаимодействия ZDDP / MoDTC физическую природу или химическую или их комбинацию.

Двигатели внутреннего сгорания — обзор

2.1 Введение

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и реактивные двигатели являются важными силовыми установками для гражданского и военного применения. Эти двигатели — это машины, которые преобразуют тепло, выделяемое при сгорании, в механическую или кинетическую энергию. В настоящее время ДВС и реактивные двигатели по-прежнему работают на ископаемом топливе и в основном полагаются на него. Растущая озабоченность по поводу экологической и энергетической безопасности привлекает внимание к альтернативным видам топлива (AFs).Существует два типа ДВС, а именно двигатели с искровым зажиганием (SI) и двигатели с воспламенением от сжатия (CI), обычно соответствующие бензиновым двигателям и дизельным двигателям. Двигатели SI широко используются в качестве источников энергии для легковых автомобилей и мотоциклов, в то время как двигатели CI в основном используются для грузовиков, кораблей и внедорожников из-за их более высокой энергоэффективности и удельной мощности по сравнению с бензиновыми двигателями [1].

Преобладающие АФ, задействованные в ДВС, охватывают широкий спектр нетрадиционных видов топлива, включая биотопливо, полученное из биомассы, сжиженного нефтяного газа (СНГ), преобразования угля в жидкие углеводороды (CtL) и водорода (H 2 ).Биотопливо считается более чистым, чем обычное топливо для ДВС, с точки зрения выбросов вредных газообразных веществ и твердых частиц (ТЧ) [2,3]. Хотя все еще существуют некоторые технологические барьеры при использовании H 2 в ДВС, H 2 по-прежнему является одним из перспективных видов топлива для будущих двигателей, которое будет кратко описано в разделе 2.2. LPG и CtL обычно получают из ископаемого топлива [4], и они обычно классифицируются как альтернативные виды топлива, но не как биотопливо. В этой главе основное внимание уделяется технологии и производству биотоплива, а сжиженный нефтяной газ и CtL также вскоре будут представлены в разделе 2.2.

Биотопливо, которое в настоящее время применяется в транспортных средствах во всем мире, — это биодизель и биоспирт [5]. Биодизель — это кислородсодержащее топливо на основе сложных эфиров, состоящее из длинноцепочечных жирных кислот, полученных из растительных масел (как пищевых, так и несъедобных) или животных жиров, и оно невзрывоопасно, биоразлагаемо, негорючо, возобновляемо и нетоксично. Его можно использовать в дизельном двигателе в качестве альтернативы дизельному топливу без существенной модификации двигателя с такими же или лучшими характеристиками по сравнению с обычным дизельным топливом [6–8].С другой стороны, биоспирты производятся из ряда сельскохозяйственных культур, таких как картофель, сахарный тростник, зерна, кукуруза, сорго и т. Д. Этанол и бутанол являются наиболее часто используемыми альтернативными видами топлива в ДВС [9]. Таким образом, биодизель используется для замены дизельного топлива в двигателях CI, тогда как биоспирты используются для смешивания с бензином в двигателях SI. Сообщается, что сжигание биодизеля может привести к заметному снижению выбросов ТЧ из-за присутствия атомов кислорода и более полному сгоранию [10,11].

Пластинки графена выглядят более искаженными и имеют более длинные разделительные расстояния.Кроме того, выбросы NO x несколько увеличиваются, в то время как выбросы углеводородов (HC) и оксида углерода (CO) уменьшаются по сравнению со сжиганием нефтяного дизельного топлива. Это можно объяснить более высокой температурой камеры сгорания при сжигании биодизеля. Биобутанол и обычные смеси дизельного топлива, по-видимому, способны эффективно снизить выбросы ТЧ, а выбросы NO x немного ниже, чем при сжигании чистого дизельного топлива. Более высокий уровень смешивания может привести к большему снижению. Аналогичная тенденция наблюдается и при использовании топлива, смешанного с биоэтанолом.Тенденция выбросов углеводородов диаметрально противоположна выбросам NO x . Однако влияние биоспиртов на выбросы CO все еще остается спорным и требует дальнейшего объяснения [12–14].

Реактивные двигатели можно разделить на четыре типа: турбореактивные двигатели, турбовентиляторные двигатели, турбовальные двигатели и турбовинтовые двигатели, работающие на реактивном топливе со строгими стандартами [15]. Альтернативные виды топлива для реактивных двигателей получают из ископаемых источников, таких как уголь и природный газ, экологически чистого сырья растений или животных или других потенциальных углеводородных материалов.Как правило, альтернативные реактивные топлива получают с использованием следующих методов: газификация биомассы, синтез с использованием процесса Фишера-Тропша (F-T) и гидрообработка растительных масел и жиров (гидрообработанные сложные эфиры и жирные кислоты) [16]. Синтез F-T, который был предложен и разработан Францем Фишером и Гансом Тропшем в 1925 году [17], включает серию химических реакций и позволяет преобразовывать синтез-газ (CO и H 2 ) в жидкие углеводороды. Sasol и Shell поставляют коммерчески доступные виды топлива F-T по всему миру.Sasol производит топливо F-T с помощью процесса преобразования угля в жидкость (CtL), а Shell — с помощью процесса преобразования газа в жидкость (GtL).

Большинство альтернативных видов топлива содержат большую долю изопарафинов и нормальных парафинов, не содержат ароматических углеводородов и серы. Более высокое содержание парафинов в альтернативных видах топлива приводит к более высокому содержанию C и H и, следовательно, к более высокому уровню выбросов CO 2 и H 2 O. Для большинства альтернативных видов топлива можно найти сокращение выбросов CO примерно на 20%. Нет существенной разницы в выбросах NO x , потому что образование NO x обычно является тепловым.Выбросы SOx напрямую связаны с содержанием серы в топливе. Ароматические углеводороды являются важными предшественниками сажи. Предыдущие экспериментальные работы показали, что сжигание альтернативных видов топлива может снизить образование сажи на 60–95%, особенно при более низкой мощности [18].

Эта глава демонстрирует классификацию альтернативных видов топлива и знакомит с их характеристиками выбросов по сравнению с обычными видами топлива. Во-первых, альтернативные виды топлива для ДВС и реактивных двигателей будут обсуждаться в разделах 2 и 3, где будут рассмотрены пути производства топлива и сырье.Далее, выбросы газообразных и твердых частиц (ТЧ) от ДВС, работающих на альтернативных видах топлива, будут объяснены в разделах 4 и 5. Наконец, характеристики выбросов газообразных и ТЧ реактивных двигателей будут рассмотрены в разделах 6 и 7.

Список типов Двигатели внутреннего сгорания [Детали, работа, применение] PDF

В этой статье вы узнаете, что такое Двигатели внутреннего сгорания и его детали , принцип работы , Типы двигателей внутреннего сгорания. И разница между двигателем и двигателем IC.

А также , загрузите файл PDF этой статьи в конце.

Двигатели внутреннего сгорания

Как следует из названия, двигатели внутреннего сгорания (кратко обозначаемые как I.C. Двигатель ) — это те двигатели, в которых сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя.

Другими словами, двигатели внутреннего сгорания — это те двигатели, в которых сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя за счет искры.Это бензиновые, дизельные и газовые двигатели.

Двигатель — это устройство, которое, используя химическую энергию топлива, преобразует ее в тепловую энергию путем сгорания, чтобы произвести механическую работу. Мы видели в паровых двигателях, что топливо подается в цилиндр. Это в виде пара. Которая уже нагрета и готова к работе в цикле сгорания двигателя.

Различия между паровыми двигателями и двигателями внутреннего сгорания.

Ниже приведены различия между паровым двигателем и двигателем внутреннего сгорания:

Типы двигателей
  1. Двигатели внешнего сгорания (ЕС)
  2. Двигатели внутреннего сгорания (IC)

Двигатели внешнего сгорания — Если сгорание топлива происходит вне цилиндра двигателя, это двигатель внешнего сгорания.Пример: паровая турбина, газовая турбина, паровая турбина и т. Д.

Двигатели внутреннего сгорания — Если топливо сгорает внутри цилиндра двигателя, это двигатель внутреннего сгорания. Пример: бензиновый двигатель, дизельный двигатель.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Ниже приводится список типов двигателей внутреннего сгорания (классифицируются по разным методам):

  1. Используемый рабочий цикл
    1. Двухтактный двигатель
    2. Четырехтактный двигатель
  2. Используемое топливо
    1. Бензин
    2. Дизель
    3. Газовый двигатель
  3. Характер используемого термодинамического цикла
    1. Цикл Отто
    2. Цикл Дизеля
    3. Двойной цикл
  4. Охлаждение 901 901 водой
  5. Скорость двигателя
    1. Высокоскоростной двигатель
    2. Среднеоборотный двигатель
    3. Низкооборотный двигатель
  6. Область применения
    1. Стационарный двигатель
    2. Автомобильный двигатель
    3. Портативный двигатель
    4. Aero Engine
    5. 905
    6. Метод зажигания
      1. Двигатель с искровым зажиганием
      2. Двигатель с воспламенением от сжатия
    7. Расположение цилиндра двигателя
      1. Горизонтальный двигатель
      2. Вертикальный двигатель
      3. Радиальный двигатель
      4. V-образный двигатель

    Части двигателей внутреннего сгорания

    0

    9 Следующие

    0

    9 Основные части двигателя внутреннего сгорания:

    1.Цилиндр
    • Цилиндр изготовлен из стали или алюминиевых сплавов.
    • В этом поршень совершает движение для увеличения мощности.
    • Выдерживает высокое давление и температуру.

    2. Головка цилиндра
    • Головка цилиндра установлена ​​в верхней части цилиндра.
    • Изготовлен из стали или алюминиевых сплавов.
    • Изготовлен методом литья.
    • Прокладка из меди или асбеста предусмотрена между цилиндром и головкой цилиндра для обеспечения герметичности.

    3. Поршень
    • Изготовлен из алюминиевых сплавов.
    • Основная функция — передача силы, возникающей при сгорании заряда, на шатун.

    4. Поршневые кольца
    • Это круглые кольца, изготовленные из специальных стальных сплавов.
    • они размещаются в кольцевых канавках поршня.
    • Предусмотрены два набора колец, с верхним кольцом для предотвращения утечки сгоревших газов в нижнюю часть и нижним кольцом для предотвращения утечки масла в цилиндр двигателя.
    • Они сохраняют эластичные свойства даже при более высоких температурах.
    • Кольца снабжены герметичным уплотнением.

    Читайте также: Поршневые кольца: Типы поршневых колец

    5. Клапаны
    • Они расположены на головке блока цилиндров,
    • Впускной клапан используется для подачи свежей смеси в цилиндр.
    • Выпускной клапан используется для вывода отработанных газов из цилиндра.

    6. Шатун
    • Это связь между поршнем и коленчатым валом.
    • Шатун предназначен для передачи усилия от поршня к коленчатому валу.

    7. Коленчатый вал
    • Изготовлен из специальных стальных сплавов.
    • Коленчатый вал предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное с помощью шатуна.

    8. Картер двигателя
    • Картер выполнен из чугуна.
    • Он удерживает цилиндр и коленчатый вал двигателя.
    • Также служит отстойником (местом хранения) смазочного масла.

    9. Маховик
    • Это большое твердое колесо, установленное на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания.
    • Основная функция маховика — поддерживать постоянную скорость.
    • Он накапливает избыточную энергию во время подачи питания и отдает во время такта сжатия.

    Принцип работы двигателей внутреннего сгорания

    В двигателях внутреннего сгорания (двигателях внутреннего сгорания) сгорание происходит внутри цилиндра, поэтому тепловая энергия топлива напрямую преобразуется в механическую работу.

    Двигатель внутреннего сгорания имеет более высокий тепловой КПД, чем тепловой КПД двигателей с электронным управлением. В двигателях внутреннего сгорания, когда двигатель внутреннего сгорания работает непрерывно, мы можем рассматривать цикл, начинающийся с любых тактов.

    Мы знаем, что когда двигатель возвращается к такту, с которого он был запущен, мы говорим, что один цикл был завершен. Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре этапа для завершения одного цикла, а именно:

    Ход всасывания В этом такте пар топлива в правильной пропорции подается в цилиндр двигателя.

    Ход сжатия В этом такте пары топлива сжимаются в цилиндре двигателя.

    Ход расширения В этом такте сжигание паров топлива за счет свечи зажигания происходит в верхней части цилиндра двигателя. при сгорании топлива давление резко повышается из-за расширения продуктов сгорания в цилиндре двигателя. Повышение давления толкает поршень с большим усилием и вращает коленчатый вал.Коленчатый вал, в свою очередь, приводит в движение подключенную к нему машину.

    Ход выхлопа В этом такте отработавшие газы выпускаются из цилиндра двигателя, чтобы освободить место для свежих паров топлива.

    Разница между бензиновым двигателем и дизельным двигателем

    Основное различие между бензиновым двигателем и дизельным двигателем заключается в том, что бензиновый двигатель всасывает смесь бензина и воздуха во время такта всасывания. А дизельный двигатель во время такта всасывания втягивает только воздух.

    Бензиновый двигатель работает по циклу Отто. Его легко запустить, он легче и дешевле, он отличается высокими эксплуатационными расходами и низкими затратами на обслуживание.

    Дизельный двигатель работает по дизельному циклу. Его сложно запустить, он тяжелее и дороже, он имеет низкие эксплуатационные расходы и высокую стоимость обслуживания.

    Тепловой КПД бензиновых двигателей составляет около 26%. Это высокоскоростные двигатели, которые используются в легковых автомобилях. У дизельных двигателей тепловой КПД составляет около 40%. Это тихоходные двигатели, которые используются в автомобилях большой грузоподъемности.

    Применение двигателей внутреннего сгорания

    Ниже приводится применение двигателей внутреннего сгорания:

    1. Двигатели внутреннего сгорания используются в дорожных транспортных средствах, таких как скутеры, мотоциклы, автобусы и т. Д.
    2. Он также используется в самолетах.
    3. Двигатель внутреннего сгорания обычно используется на моторных лодках.
    4. Двигатель IC находит широкое применение в небольших машинах, таких как газонокосилки, бензопилы и переносные двигатели-генераторы.

    Итак, теперь мы надеемся, что мы развеяли все ваши сомнения относительно двигателя внутреннего сгорания.Если у вас все еще есть сомнения по поводу « типов двигателей внутреннего сгорания », вы можете задать их в комментариях.

    Спасибо, что прочитали. Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями.

    Загрузите PDF-файл этой статьи:

    Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем новые статьи.

    Читать далее:

    Двигатели внутреннего сгорания

    Двигатели внутреннего сгорания

    Шон Кэссиди


    10 декабря 2016

    Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2016 г.

    Введение

    Фиг.1: Цикл Отто для искрового зажигания Двигатель. [2] (Источник: С. Кэссиди)

    Двигатель внутреннего сгорания — один из самых важные изобретения в истории человечества. Он произвел революцию в путешествиях благодаря на машине, поезде, на лодке и по воздуху. Есть два основных типа двигатели внутреннего сгорания (IC): прерывистое и непрерывное сгорание двигатели. Например, четырехтактный поршневой двигатель — это прерывистый двигатель. Двигатель внутреннего сгорания, в то время как газотурбинный двигатель использует непрерывное сгорание.IC двигатели используют сгорание топлива с окислителем для преобразования химическая энергия в разумную энергию и работу. После зажигания высокотемпературный газ оказывает давление на поршень или турбину, поскольку расширяется, принося полезную работу. Основной экзотермический углеводород реакцию горения (на воздухе) можно записать [1]

    C x H y + w O 2 + 3,76 w N 2 → a CO 2 + b H 2 O + c O 2 + d N 2 + ε

    , где w, a, b, c и d представляют молярный коэффициенты, зависящие от конкретного углеводородного реагента и количество воздуха, реагенты wO 2 + 3.76wN 2 представляют собой инженерный воздух, а ε представляет энергию. [1] Однако на практике углекислый газ, азот, и кислород — не единственные продукты сгорания. Такие виды, как оксид азота (NO), диоксид азота (NO 2 ) и углерод монооксид (CO) также являются обычными продуктами реакции и могут быть обнаружены в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания. [1] Краткий обзор двух двигателей IC Здесь представлены: поршневой двигатель с искровым зажиганием и газотурбинный жиклер. двигатель.

    Двигатель с искровым зажиганием

    Термодинамический цикл Отто описывает идеальный двигатель с искровым зажиганием. Топливно-воздушная смесь втягивается в поршень на постоянное давление (1-2), а затем сжимается изоэнтропически до тех пор, пока поршень достигает верхней мертвой точки (2-3). Искровое зажигание смеси моделируется как добавление тепла постоянного объема в рабочую жидкость (3-4), который затем изоэнтропически расширяется (4-5), пока не достигнет дна мертвая точка (BDC).В BDC тепло отводится при постоянном объеме, и Затем выхлопные газы удаляются при постоянном давлении. Схема Цикл Отто показан на рис. 1. Идеальный рабочий результат цикла равен область, ограниченная технологическим трактом.

    В настоящем двигателе с искровым зажиганием идеализированный добавление тепла постоянного объема заменяется сжиганием топлива. В чтобы приблизиться к идеальным условиям, текущие исследования стремятся гомогенизировать топливной смеси в камере сгорания, а также изучить время задержки воспламенения, распространение пламени и другие виды горения характеристики.

    Газотурбинный двигатель

    Рис.2: Цикл Брайтона для газовой турбины Двигатель. [2] (Источник: С. Кэссиди)

    Газотурбинный двигатель идеально моделируется Термодинамический цикл Брайтона. [2] Воздух поступает через впускное отверстие, сжато изоэнтропически (1-2) и смешано с топливом. [2] Тепло добавлено при постоянном давлении в процессе, моделирующем идеальное сгорание топливо (2-3), и газ адиабатически расширяется через сопло (3-4).[2] Процесс показан на рис. 2. Как и в случае с циклом Отто, идеальный результат работы — это область, ограниченная технологическим трактом.

    Настоящий газотурбинный двигатель имеет впускное отверстие, компрессор, камера сгорания, турбина и сопло. [3] Турбина подключена к компрессору, так что газ, проходящий через турбину, приводит в движение ступень сжатия двигателя. [3] Воздух поступает через впускное отверстие и подается в компрессор. Сжатие часто происходит в нескольких этапы.После сжатия воздух смешивается с топливом и поступает в камера сгорания. [3] Высокотемпературный газ устремляется через турбина и расширяется через сопло. [3] Весь процесс происходит непрерывно, при этом газ проходит через двигатель без перебоев. [3]

    Заключение

    Термодинамический анализ искрового зажигания и газа газотурбинные двигатели раскрывают общие процессы, с помощью которых каждый преобразователь химическая потенциальная энергия в двигательную работу.Понимание настоящего химические реакции, происходящие внутри двигателей, дают представление о сам процесс горения, а также образование токсичных и экологически чистых вредные газы. Повышение эффективности и сокращение выбросов будут требуют инновационных исследований с глубоким пониманием термодинамики и газовая динамика, участвующая в системах двигателей внутреннего сгорания.

    © Шон Кэссиди. Автор дает разрешение на копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде, с ссылка на автора, только в некоммерческих целях.Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

    Список литературы

    [1] K. Wark, Advanced Thermodynamics for Инженеры (McGraw-Hill, 1995), гл. 10.

    [2] Y. Cengel and M. Boles Термодинамика: An Инженерный подход , 7-е издание (McGraw-Hill, 2011), гл. 9.

    [3] С. Фарохи, Движение самолета , 2-й Издание (Wiley, 2014), гл.4.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *