Меню Закрыть

Силовой агрегат автомобиля это: 404 — Henkel Adhesives

Содержание

НЕСинонимы двигателя — журнал «АБС-авто»

Незабвенный Виктор Степанович… Помните – «Никогда так не было, и вот опять». Вечно живая цитата. А применительно к нашим профильным СМИ вообще живее всех живых. Ребята, за терминологией все же надо следить.

Возьмем моторную тему. Пишущая братия без конца путает понятия «двигатель» и «силовой агрегат». Считает их синонимами. А ведь это не так – с маховика нужный крутящий момент (аналог «силы») вы не возьмете. Попробуйте тронуться на прямой передаче – сами поймете.

Двигателю нужны сцепление и коробка переключения передач – вот тогда будет силовой агрегат. И один и тот же мотор в принципе может комплектоваться механической коробкой, вариатором или АКПП с гидротрансформатором. А в итоге мы получим три разных силовых агрегата.

Но это еще не все. Есть в нашей прессе вещи и пострашнее. По ссылке https://hightech.fm/2017/09/13/mercedes-hydrogen откроем статью «Mercedes в 2019 году выпустит подзаряжаемый гибрид на водороде».

Само название ресурса, hightech, настраивает на серьезный лад. Это вам не автомурзилка какая-нибудь. Хайтек! Высокие технологии!

И вдруг читаем: «объем водородного двигателя – 4,4 кг». То есть автор уверен, что:

• объем двигателя измеряется в килограммах;

• на автомобиле установлен какой-то «водородный двигатель».

И становится грустно, как волку из мультика: «шо, опять?». Время идет, инженеры и ученые работают, а журналисты так и не удосужились понять, что у автомобилей с водородными топливными элементами никаких «водородных двигателей» нет. А что есть?

Прежде чем ответить, зададим другой вопрос: что такое двигатель? Ответ известен: двигатель – устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу.

Двигатель у означенного Mercedes, конечно же, имеется. Куда ж без двигателя? Но какую энергию он преобразует в механическую работу? Электрическую! А электричество вырабатывает электрохимический генератор – те самые водородные топливные элементы.

Есть там и батарея, и возможность внешней подзарядки, и управляющая электроника, и силовая электроника – последняя предназначена для коммутации силовых электрических цепей. Но двигатель в этом Mercedes электрический.

Иными словами, перед нами электромобиль с автономной электростанцией на борту. И этот факт отражен в стандартах.

Откроем Международный стандарт IEC/TS62282–1:2010 «Технологии топливных элементов. Часть 1. Терминология». В нем дается четкое определение транспортного средства на топливных элементах (ТСТЭ). По-английски – fuel cell vehicle (FCV).

Цитируем: «ТСТЭ представляет собой электрическое транспортное средство (электромобиль), в котором энергетическая система на топливных элементах подает питание на электродвигатель для приведения транспортного средства в движение».

Аналогичное определение имеется и в на­шем национальном стандарте. Так что извините за повтор, автомобиль на топливных элементах – это электромобиль. И двигатель у него – электрический, а не «водородный».

Ситуацию в прессе, в том числе и по упомянутой статье, весьма точно прокомментировал автор нашего журнала эксперт по водородным технологиям Александр Раменский: «Незнание стандартов не освобождает от глупости».

Ну и в заключение, как положено, резюме по двум затронутым темам. Итак:

• силовой агрегат не синоним двигателя. Силовой агрегат – это двигатель в сборе со сцеплением и коробкой переключения передач.

• система топливных элементов – не синоним двигателя. Это генератор электрической энергии для электродвигателя. А автомобиль с топливными элементами (FCV) – это электромобиль.

Оформление замены двигателя: что нужно знать?

Не все автовладельцы знают о том, что у них есть возможность законно сменить силовой агрегат на своём автомобиле. Замена может осуществляться на аналогичный или более мощный контрактный мотор. Все это допускается только при регистрации в ГИБДД.

Кому доверить оформление документации?

Процесс оформления документов весьма непростой и предполагает решение массы трудностей. Оформление замены двигателя лучше доверить профессионалам oformitavto.ru. Они посоветуют лучшие сервисы и предоставят услуги по юридическому оформлению изменений. Займутся подготовкой документации, требуемой для регистрации транспорта в ГИБДД, а также сопровождением на всех стадиях переоборудования.

Процедура оформления документов

Двигатель автомобиля, внесенный в категорию запасных частей, имеет определенный ресурс эксплуатации, который устанавливает производитель. При износе силового агрегата авто или в случае неисправности по другой причине капитальный ремонт может оказаться для автовладельца более дорогостоящей процедурой, чем полная замена агрегата. Единственной проблемой для автовладельца является необходимость своевременно зарегистрировать замену двигателя.

Когда возникает необходимость в оформлении замены мотора?

Оформление является обязательным в таких случаях:

  • Агрегат заменён аналогичным по параметрам или модели мотором;
  • Силовая установка заменена на узел с иными характеристиками по причине отсутствия аналогичного агрегата;
  • Замена произведена на контрактный мотор.
    В таких случаях обязательно наличие таможенной декларации;
  • Замена на более мощный двигатель.

Специалисты компании оформят требуемые документы за один день. Оформление газового оборудования на автомобиль также не потребует много времени. Всё будет зависеть от сложности и особенности процесса. Спешка не всегда уместно, так как есть риск совершения ошибок. Поэтому к возможному увеличению сроков стоит отнестись с пониманием.

На что могут рассчитывать клиенты oformitavto.ru?

Во-первых, речь идёт о стопроцентной гарантию регистрации доработки на основании документации. Во-вторых, квалифицированную юридическую поддержку и оформление всех бумаг без ошибок. В-третьих, оперативное согласование изменений.

Оформление переоборудования автомобиля в компании «А-Сервис» является юридически чистой процедурой, поэтому не стоит переживать за её законность. Так клиенты могут сэкономить много времени и денежных средств, избежать всевозможных неприятностей.

 

На правах рекламы

Бензиновые двигатели: виды, принцип работы, преимущества бензиновых двигателей

Бензиновые двигательные агрегаты представляют собой особую разновидность двигателей внутреннего сгорания. В них изначально сжатая топливовоздушная смесь поджигается электроискрой, что приводит к ее воспламенению и расширению.

Практически все крупные автопроизводители (и модели, представленные в ГК Favorit Motors — не исключение) сегодня оснащают часть моделей (или комплектаций одной модели) именно двигателями, работающим на бензине класса А-92 или А-95.

Двигательная установка, потребляющая бензиновое топливо, состоит из следующих компонентов:

  • искровые свечи зажигания;
  • цилиндры;
  • клапаны;
  • поршень;
  • шатун;
  • коленвал.

Основным узлом бензинового двигателя является блок цилиндров с поршнями. Количество цилиндров зависит от модификации двигателя, их может быть четыре, шесть, восемь и более. Поршень, находящийся в каждом цилиндре, через шатун присоединяется к коленчатому валу. Сверху блок цилиндров закрыт головкой, в ней расположены впускные и выпускные клапаны – по паре на каждый цилиндр. Через них осуществляется подача топливовоздушной смеси и отвод отработанных газов.

Искровая свеча зажигания отвечает за воспламенение горючей смеси. При сгорании газы расширяются и приводят поршень вместе с головкой шатуна в поступательное движение «вверх-вниз». А головка шатуна, прикрепленная к коленвалу, осуществляет при этом вращательные движения по часовой стрелке.

Коленвал проворачивается на 360 градусов за два хода поршня в цилиндре (вверх и вниз). К коленвалу жестко крепится маховик, а к нему корзина сцепления – через нее крутящий момент мотора передается на коробку передач.

Мощностью бензинового двигателя управляют при помощи специальной дроссельной заслонки (дросселя). Дроссель регулирует подачу воздуха в цилиндры и образование воздушно-топливной смеси.

В старых автомобилях управление заслонкой осуществляется при помощи педали газа. А вот современные бензиновые силовые агрегаты – это высокотехнологичные механизмы, работой которых «руководит» электронный блок управления (в народе известный, как «мозги»). Дроссельная заслонка в таких авто изменяет свое положение при помощи электромотора, которым управляет электронный блок. А в педальном блоке имеется потенциометр, который изменяет силу сопротивления в зависимости от силы нажатия на педаль газа и посылает соответствующий сигнал на блок управления двигателем.

Особенности бензиновых двигателей

Автомобили, оснащенные бензиновыми силовыми агрегатами, имеют множество достоинств:

  • отменные динамические характеристики;
  • устойчивость к низким температурам;
  • низкий уровень вибраций и шума;
  • экономичность обслуживания;
  • долговечность моторов.

При одном и том же объеме мощность бензинового двигателя будет, как правило, выше, чем у дизельного мотора. Поэтому авто, работающее на бензине, станет отличным выбором для тех, кто любит чувствовать себя королем автострады. Кстати, недаром спорткары в подавляющем большинстве оснащаются именно бензиновыми моторами.

Бензиновые агрегаты дешевле в обслуживании, чем дизельные моторы. Периодичность ТО у них реже, чем у дизелей. И, кроме того, расходные материалы стоят дешевле.

Силовые агрегаты, работающие на бензине, менее требовательны к качеству топлива, чем дизели. Конечно, от низкокачественного горючего ухудшится динамика, но авто будет ехать. В худшем случае, придется через некоторое время чистить форсунки.

К особенностям современных бензиновых двигателей можно отнести еще и установку электропривода для повышения/понижения мощности вместо классического тросика на педали. Эта опция устанавливается практически на все модели с круиз-контролем и позволяет распределять топливо в оптимальном варианте.

Современная история бензиновых двигателей

Бензиновые двигатели нового поколения отличаются большим разнообразием – от самых простых до мощнейших. На моделях — как новых, так и б/у, — представленных в автосалоне ГК Favorit Motors, можно встретить силовые агрегаты различного объема и мощности, работающие на бензине. Каждый из них основывается на выработке механической энергии посредством поглощения топливовоздушной смеси.

Стоит заметить, что мощность и объем силового агрегата могут значительно различаться в зависимости от того, какие цели ставил перед собой завод-изготовитель. К примеру, Kia Venga оснащена бензиновым двигателем 1.4 литра мощностью в 90 лошадиных сил. Для городского компактного хэтчбэка этой мощности вполне хватит, чтобы владелец авто уверенно чувствовал себя на дорогах мегаполиса. А дорогостоящий Chevrolet Corvette имеет очень мощный силовой агрегат в 466 л.с., объемом 6.2 литра. Это позволяет ему не только брать быстрый старт, но и быть лидером на трассах.

Подборка б/у автомобилей Chevrolet

Как сохранить работоспособность бензинового двигателя при многолетней эксплуатации?

Надежность и износостойкость бензинового агрегата практически во всех случаях определяются применяемыми на производстве технологиями. Однако не все зависит от производителя.

Автовладелец должен внимательно следить за состоянием двигателя:

  • своевременно проводить техническое обслуживание;
  • контролировать качество потребляемого бензина и заливаемых в мотор расходных материалов;
  • выбирать умеренный стиль езды;
  • выполнять профилактические работы, предупреждающие появление дефектов.

Внешне неисправности бензинового силового агрегата могут проявляться следующим образом:

  • появление посторонних звуков и вибрации;
  • ухудшение динамических характеристик;
  • увеличение расхода топлива;
  • повышенный расход масла;
  • быстрое падение уровня охлаждающей жидкости;
  • изменение цвета выхлопа;
  • неустойчивая работа;
  • отказ запуска.

Сегодня в интернете достаточно информации, чтобы автолюбитель получил минимальные знания о своем двигателе и мог своевременно замечать начавшиеся неполадки. Разумеется, самостоятельно производить ремонтные работы не рекомендуется, так как можно только усугубить положение. Вне зависимости от того способа, по которому образуется топливовоздушная смесь (то есть карбюраторный двигатель или инжекторный), можно быстро и без ущерба для своего кошелька выполнить диагностику и ремонт руками профессионалов.

Никаких проблем с проведением диагностики и ремонта бензинового двигателя не возникнет, если обратиться в ГК Favorit Motors. Специалисты компании обладают необходимым опытом работы, а также сертификацией, подтверждающий уровень их компетенции. Доверив нам автомобиль, можно не беспокоиться о грамотности и качестве любой проводимой операции — от стандартной диагностики до сложных ремонтных работ на двигателе. Все работы выполняются в строгом соответствии с регламентом производителей.

В зависимости от типа повреждений, после проведения диагностических работ выбирается методика ремонта или корректировки текущих настроек в двигателе. Как уже было сказано, бензиновые двигатели изначально обладают более простым устройством, чем дизельные, а потому восстановительные работы не затянутся надолго и не обернутся большими затратами.

Услуги, предоставляемые ГК Favorit Motors, полностью соответствуют золотому правилу «цена-качество», благодаря чему можно провести необходимые работы выгодно и в максимально короткий срок.


Международная премия «Двигатель года» за 2,7-литровый оппозитный двигатель

Штуттгарт. Шестицилиндровый оппозитный двигатель Porsche вновь награжден премией «Двигатель года». В этом году международное жюри наградило престижной премией 2,7-литровый двигатель автомобилей Boxster и Cayman, заявленный в категории двигателей объемом от 2,5 до трех литров. «Отличный двигатель для отличного автомобиля. Это «сердце» Porsche сочетает в себе техническое совершенство, спортивные характеристики и впечатляющую экономичность», — так обосновывает решение жюри Дин Славнич, представляющий журнал «Engine Technology International Magazine». Этот британский журнал вручает награды за выдающиеся двигатели уже 15 лет. Жюри отметило также эластичность, технические характеристики и плавность работы самого маленького по объему оппозитного двигателя Porsche.

Этот спортивный двигатель с уменьшенным рабочим объемом создан на базе 3,4-литрового двигателя. В Cayman он работает вместе с коробкой передач Doppelkupplung (PDK) и развивает мощность 275 л.с. (202 кВт), расходуя в цикле NEFZ 7,7 л топлива на 100 км (180 г/км CO2). По своей литровой мощности, составляющей 101,6 л.с./л, этот шестицилиндровый двигатель превосходит установленный для спортивных двигатель магический предел — 100 л.с. на литр объема.

Таким образом оппозитный двигатель Porsche уже в четвертый раз стал победителем среди лучших двигателей в мире. В 2007 году компания Porsche одержала победу в категории двигателей объемом от трех до четырех литров, представив на суд жюри силовой агрегат Porsche 911 Turbo. В 2008 году победу в классе двигателей без ограничения рабочего объема одержал 3,6- литровый оппозитный двигатель с наддувом мощностью 480 л.с. В 2009 году премию «Лучший новый двигатель» получил 3,8-литровый шестицилиндровый двигатель 911 Carrera S. Лучшие двигатели года в различных категориях определяли 87 авторитетных журналистов специализированных изданий из 35 стран. Помимо мощности, расхода топлива, технических характеристик и комфорта журналисты оценивали и используемые перспективные технологии.

Преимущества: компактный и легкий, раскручивающийся до высоких оборотов и плавный в работе – на протяжении 50 лет

В этом году свое 50-летие отмечают Porsche 911 и шестицилиндровый оппозитный двигатель. Главными преимуществами двигателя являются плоская форма, небольшой вес и компактность. Шестицилиндровый оппозитный двигатель отличается плавной работой. В нем отсутствуют так называемые свободные моменты и силы. Помимо этого оппозитные двигатели очень хорошо подходят для того, чтобы снизить центр тяжести автомобиля. Этому способствуют и расположенные горизонтально цилиндры. А чем ниже расположен центр тяжести, тем спортивнее будут ходовые характеристики автомобиля.

Одной из самых примечательных характеристик шестицилиндровых оппозитных двигателей Porsche был и остается пониженный расход топлива по сравнению с мощностью двигателя. В основе этой отличной эффективности лежит общая концепция, взятая из автоспорта. Эта концепция предполагает применение облегченных конструкций, легкую раскручиваемость до высоких оборотов и высокую удельную мощность благодаря усовершенствованному процессу газообмена.

Именно базовые характеристики этих двигателей стали причиной принятия решения в пользу оппозитного шестицилиндрового двигателя при появлении первого 911. В результате был разработан шестицилиндровый оппозитный двигатель с воздушным охлаждением, с осевым вентилятором – ввиду высокой частоты вращения и для обеспечения повышенной плавности работы – и распределительными валами верхнего расположения. Для рабочего объема двигателя сначала были выбраны два литра с возможностью последующего увеличения до 2,7 литра. На тот момент ни один из специалистов компании Porsche не мог даже предположить, что двигатель этого типа в своей базовой форме просуществует до 1998 года и что его рабочий объем увеличится до 3,8 литра.

Мировая премьера 1963 года: двухлитровый двигатель мощностью 130 л.с.

Во время своей мировой премьеры на международной выставке во Франкфурте-на-Майне IAA в 1963 году первый 911, называвшийся тогда еще 901, был оснащен двухлитровым шестицилиндровым оппозитным двигателем мощностью 130 л.с. при 6100 об/мин. Успех этого нового спорткара заставил подумать компанию Porsche о более мощном двигателе, и уже в 1967 году состоялся дебют 911 S с двигателем мощностью 160 л.с. при 6600 об/мин. Вскоре после этого базовая модель получила обозначение 911 L, а позднее – 911 Е. Особую гордость у инженеров тогда вызывал тот факт, что, несмотря на более мощный двигатель и литровую мощность 90 л. с., срок службы силового агрегата 911 S не сократился.

911 занял прочные позиции на мировом рынке не только благодаря своему мощному двигателю, но и за счет прогрессивных технологий. В 1968 году впервые для рынка США компания Porsche выпустила спортивный автомобиль, оснащенный двигателем с низким уровнем токсичности ОГ.

При этом компании Porsche удалось это сделать не в ущерб мощности и с обеспечением практически такого же комфорта, а также выполнить требования американских законов к токсичности ОГ, а именно особенно строгие положения, действующие в Калифорнии. Снижение токсичности происходило за счет отвода отработавших газов в систему впуска и в термореакторы. Компания Porsche стала первым европейским предприятием, на котором для проведения конструкторских работ были установлены испытательные стенды для контроля ОГ.

К осени 1968 года компания Porsche стала выпускать системы механического впрыска бензинового топлива с шестиплунжерным насосом. Вместе с увеличением рабочего объема своих двигателей она увеличила их мощность и крутящий момент. В 1969 году шестицилиндровый двигатель сначала стал 2,2-литровым, а спустя два года – 2,4-литровым. В результате мощность двигателей 911 S возросла сначала до 180 л.с., а затем – до 190 л.с. В 1971 году была понижена степень сжатия для того, чтобы все 911 могли ездить по всему миру на бензине с октановым числом 91. В тесном сотрудничестве с компанией Bosch Porsche разработала улучшенную систему постоянного впрыска K-Jetronic, которая впервые стала применяться в 1972 году в предназначенных для рынка США моделях.

В 1974 году состоялся дебют первого серийного спортивного автомобиля с турбонагнетателем 911 Turbo

В 1973 году на модели G поколения 911 стали устанавливаться двигатели с рабочим объемом 2,7 литра, способные работать на неэтилированном бензине с октановым числом 91. Тем самым компания Porsche еще раз подтвердила, что и спортивные автомобили могут быть экологически безопасными. В 1974 году состоялась премьера легендарного автомобиля: компания Porsche представила 911 Turbo – первый серийный спортивный автомобиль с турбонагнетателем. Инженеры компании применили свой богатый опыт работы над двигателями гоночных автомобилей при разработке двигателей с наддувом для серийных автомобилей. За основу двигателя был взят силовой агрегат 911 Carrera RS 3.0 мощностью 260 л.с., с крутящим моментом 343 Нм, разгоняющий автомобиль до максимальной скорости более 250 км/ч.

Работы над дальнейшим совершенствованием шестицилиндрового двигателя сопровождались постепенным увеличением рабочего объема и мощности с применением самых современных технологий очистки отработавших газов. Первые оппозитные двигатели с нейтрализатором и функцией регулировки состава отработавших газов компания Porsche выпустила в 1980 году. Через три года она представила новое поколение атмосферных двигателей с рабочим объемом 3,2 литра и с цифровой электроникой. Теперь все двигатели были подготовлены к работе на неэтилированном бензине с октановым числом 91 – во многих европейских странах этого топлива тогда еще не было. Однако при его появлении можно было быстро приспособиться к новым условиям. В 1988 году компания Porsche еще раз усовершенствовала процессы сгорания и разработала головку цилиндра с двумя свечами зажигания на цилиндр.

Вершиной технического прогресса стал оппозитный атмосферный двигатель с воздушным охлаждением с рабочим объемом 3,8 литра для серии 993, который в топовой модели 1995 года 911 Carrera RS развивал 300 л.с. Небольшой серией был выпущен 911 GT2, разработанный на основе опыта, полученного при участии в автогонках. Сначала его 3,6-литровый двигатель с двойным турбонаддувом развивал 430 л.с., а двигатель модельного ряда 1998 года развивал уже 450 л.с. Двумя системами турбонаддува был оснащен и 911 Turbo. Оснащенный к тому же системой контроля токсичности отработавших газов OBD II, он стал настоящей мировой премьерой. Двигатель мощностью 408 л.с. был разработан на основе 3,6-литрового атмосферного двигателя. Однако он подвергся такой всесторонней модификации, что можно сказать, что он имел свою индивидуальную конструкцию.

В 1996 году состоялась мировая премьера первого шестицилиндрового оппозитного двигателя Porsche с водяным охлаждением

Настоящим прорывом в истории создания шестицилиндровых оппозитных двигателей Porsche стал привод нового модельного ряда Boxter, мировая премьера которого состоялась в 1996 году. Впервые компания Porsche применила силовой агрегат с водяным охлаждением с рабочим объемом 2,5 литра и мощностью 204 л.с. Более не связанные ограничениями, обусловленными бывшим шестицилиндровым двигателем с воздушным охлаждением, разработчики установили на новый силовой агрегат головку цилиндров с двумя распределительными валами и четырьмя клапанами на цилиндр. Годом позже появился новый 911 модельного ряда 996, оснащенный также двигателем с водяным охлаждением. Этот 3,4-литровый силовой агрегат был значительно короче своего предшественника и, прежде всего, более плоским. Его мощность составляла 300 л.с., а его частота вращения была намного выше по сравнению с атмосферным двигателем. К тому же имелась возможность регулировки распределительных валов на впуске, и появилась система регулировки фаз газораспределения VarioCam. Через два года эта система была дополнена системой переключения хода клапанов. С тех пор она носит название VarioCam Plus. Однако важнейшие характеристики остались неизменными: шестицилиндровый двигатель, коленчатый вал на семи опорах, двухмассовый маховик и разделенный в продольном направлении корпус двигателя. На водяное охлаждение был переведен и новый 911 Turbo. В 2000 году на него был установлен новый двигатель мощностью 420 л.с. Свое продолжение получили работы над увеличением рабочего объема и мощности, в результате которых в середине 2000-х годов появились 3,6- и 3,8-литровые оппозитные двигатели мощностью 355 л.с.

В 2008 году 911 Carrera и 911 Carrera S получили разработанные с чистого листа бензиновые двигатели с непосредственным впрыском. При том же рабочем объеме они развивали 345 л.с. и 385 л.с. Из этого же семейства были взяты и двигатели для Boxster и Cayman. Уменьшение рабочего объема двигателей для повышения эффективности расхода топлива стало, начиная примерно с 2008 года, главной задачей разработчиков двигателей. На базе взятых из различных областей знаний компания Porsche разработала новую технику для 911-го модельного ряда 991, который появился в 2011 году: так оппозитный двигатель в 911 Carrera мощностью 350 л.с. получил рабочий объем 3,4 литра вместо прежних 3,6 литра. А двигатель Carrera S мощностью 400 л.с. стал 3,8-литровым. Обе модели дают понять, что модельный ряд 991 был ориентирован на максимальную эффективность с точки зрения расхода топлива: по удельной массе, составляющей 3,5 килограмма на л.с., новый 911 Carrera S опережает своих главных конкурентов. Высочайшие показатели 911 Carrera и 911 Carrera S демонстрируют и по расходу топлива в цикле NEFZ: у 911 Carrera он составляет 8,2 литра на 100 километров (194 г/км CO2), а у 911 Carrera S он составляет 8,7 литра на 100 километров (205 г/км CO2) при работе каждого из них с коробкой передач Porsche Doppelkupplung.

Boxster и Cayman представлены в сегменте двухместных родстеров и купе и имеют двигатели с аналогичными техническими характеристиками. За свои 2,7-литровые двигатели они стали победителями в своей категории и были награждены премией «Двигатель года». В Boxster работает двигатель мощностью 265 л.с. и расходует столько же топлива, сколько силовой агрегат у Cayman с аналогичной мощностью. Boxster S и Cayman S оснащены 3,4- литровым двигателем, который в родстере развивает 315 л.с., а в спортивном купе – 325 л.с. С коробкой передач PDK они расходуют в цикле NEFZ 8,0 л/100 км (188 г/км CO2).

Всем этим компания Porsche доказывает: шестицилиндровый оппозитный двигатель – это не вчерашний день. А отличная база для разработки эффективных спортивных двигателей будущего.

Porsche Boxster/Cayman: расход топлива в городском цикле 12,2 – 10,6 л/100 км; за городом 6,9 – 5,9 л/100 км; в смешанном цикле 8,8 – 7,7 л/100 км; выбросы CO2 206 – 180 г/км

GO

Примечание: фотоматериал находится в распоряжении аккредитованных журналистов в банке данных для прессы Porsche в интернете по адресу https://presse.porsche.de

Турбированные моторы & атмосферные: устройства и принцип работы | Справочная информация

Классические бензиновые и дизельные силовые агрегаты в последние несколько лет стали сдавать позиции лидеров в автомобилестроении. На смену им и в дополнение приходят турбированные и атмосферные двигатели, которые всего пару десятилетий назад можно было встретить только на гоночных болидах.

Сегодня очень часто при выборе современных моделей транспортных средств, автолюбители не знают, на каком силовом агрегате лучше всего остановиться — купить автомобиль с «атмосферником» или турбиной? У каждого из этих механизмов есть свои специфические особенности, а также плюсы и минусы в эксплуатации.

Устройство и принцип работы турбированного двигателя

Турбированный силовой агрегат считается одним из самых старых среди двигателей внутреннего сгорания, так как был придуман почти столетие назад. Принцип его работы заключается в том, в цилиндры подается увеличенное количество воздуха, для этого используется нагнетающее устройство – турбокомпрессор («турбина»). Это создает лучшие условия для сгорания топлива и, соответственно, увеличивает мощность двигателя.

По принципу работы турбированный двигатель не отличается от обычного атмосферного двигателя. А нагнетание дополнительного воздуха позволяет эффективнее использовать полный объем поступающей горючей смеси, что положительно сказывается на динамических характеристиках автомобиля.

Турбокомпрессор использует для работы энергию выхлопных газов. Он подсоединяется к выхлопной системе, в результате чего часть отработанных газов поступает на лопасти турбины и вращает крыльчатку компрессора.

Для охлаждения силового агрегата с турбокомпрессором используют интеркуллер. Это обычный радиатор, но вместо охлаждающей жидкости в нем циркулирует воздух.

Достоинства турбодвигателя

Главный козырь турбированных силовых агрегатов — это, конечно же, их высокая мощность. Двигатели с турбокомпрессором по динамике разгона значительно превосходят своих атмосферных «собратьев» при одинаковом объеме. При этом потребление топлива увеличивается ненамного, так как турбина использует энергию уже отработавших газов, а не тратит горючее на создание новых.

Еще одно достоинство турбированного агрегата – снижение содержания вредных газов в выхлопе, поскольку топливовоздушная смесь сгорает значительно эффективнее. Кроме того, мотор с турбокомпрессором работает менее шумно, чем «атмосферник».

Недостатки турбодвигателя

В отличие от атмосферного двигателя, турбодвигатель очень привередлив к качеству потребляемого горючего. Если не контролировать этот вопрос, то турбина очень скоро может выйти из строя. Кроме того, из-за специфики конструкции двигатели с турбонаддувом следует прогревать в любое время года.

Этот тип силовых агрегатов нуждается в особой заботе в вопросах использования смазочных материалов. Обычные минеральные и синтетические масла категорически запрещается заливать в двигатель с турбиной. Для них предназначаются специальные виды масел, которые достаточно дорого стоят. Кроме того, как отмечают специалисты автосервиса Favorit Motors, замена масла рекомендуется каждые 10 тысяч километров (при эксплуатации в городских условиях).

Устройство и принцип работы атмосферного двигателя

Система запитывания атмосферного двигателя основана на инжекторном или карбюраторном механизме. Топливовоздушная смесь формируется в строгой пропорции: 1 часть бензина + 14 частей воздуха.

Принцип работы «атмосферника» заключается в том, что топливо впрыскивается в цилиндр без сопротивления. Это стало возможным благодаря сложным и тонким настройкам в распределительном валу, который открывает впускающий клапан. После впрыска смесь сгорает, а выделившиеся газы приводят в движение поршни.

Атмосферный двигательный аппарат назван так потому, что давление воздуха при попадании в мотор, равняется одной атмосфере. В его конструкции не используются турбонагнетатели, он функционирует при стандартном атмосферном давлении.

Преимущество в использовании атмосферного двигателя заключается в том, что на каких бы оборотах он не работал в данный момент, у него всегда будет определенный запас мощности. Это позволяет максимально быстро ускоряться при любой начальной скорости движения. До максимально возможного количества оборотов атмосферный силовой агрегат «раскрутится» за считанные секунды.

Достоинства атмосферного двигателя

Рано или поздно даже самый надежный мотор может потребовать вложений и качественного ремонта. Атмосферный агрегат имеет более простое строение, чем турбированный мотор, а потому и проведение ремонтных работ обойдется дешевле.

Срок службы атмосферника гораздо выше, чем у турбированного мотора. Это обусловлено более мягкими условиями эксплуатации и отсутствием повышенных нагрузок. Поэтому рабочий ресурс атмосферного двигателя в среднем вдвое выше, чем у турбины.

В качестве приятного бонуса для автовладельцев специалисты ГК Favorit Motors могут привести следующий факт. Атмосферные агрегаты не требуют постоянно контроля смазки и менее требовательны к качеству используемых масел. В их конструкции отсутствуют устройства, которые нуждаются в дополнительной смазке. Это же касается и выбора топлива: атмосферный двигательный агрегат менее требователен к качеству горючего. Кроме того, замена смазочной жидкости производится реже — каждые 15-20 тысяч километров пробега.

И еще один плюс «атмосферника». Российские водители уже смогли убедиться, что атмосферный силовой агрегат даже зимой прогревается быстрее, чем его турбированный собрат.

Недостатки атмосферного двигателя

Самым главным минусом такого двигателя можно считать отсутствие высоких крутящих моментов. Атмосферный агрегат проигрывает турбированному в плане мощности. Такой автомобиль будет идеальным для неспешных поездок по городу, но в качестве трассового авто для молодежных гонок явно не подойдет.

Расход топлива для такого двигателя будет достаточно высок. Как отмечают специалисты ГК Favorit Motors, в среднем автомобиль с атмосферным двигателем потребляет не менее 11-12 литров горючего на 100 километров пути.

Итоги

Выбирать автомобиль с турбированным или атмосферным агрегатом стоит, исходя из своих личных предпочтений и возможностей. У каждого из этих типов моторов есть свои плюсы и минусы. Турбодвигатель будет мощнее и динамичнее, однако требователен в уходе и обходится дороже. Атмосферный двигатель не такой мощный, зато гораздо дешевле в плане эксплуатации и ремонта.

В наличии в компании Favorit Motors имеется множество разных моделей автомобилей как с атмосферными двигателями, так и с турбированными. Компетентный персонал поможет подобрать автомобиль, исходя из пожеланий и предпочтений каждого клиента.

Как турбированный, так и атмосферный силовой агрегат со временем может начать работать с перебоями или вообще отказать. Современные модели автомобилей оснащены высокотехнологичными электронными системами управления двигателем, поэтому диагностику и ремонт моторов следует выполнять только в специализированных автосервисах.

Автосервис Favorit Motors оснащен полным комплексом диагностического и ремонтного оборудования для диагностики и устранения неисправностей турбированных и атмосферных силовых агрегатов. Для обслуживания и ремонта здесь используются только качественные сертифицированные запчасти, а мастера техцентра обладают многолетним опытом работ. Все операции выполняются в соответствии с технологическими картами заводов-изготовителей, что обеспечивает высокое качество и сжатые сроки ремонта. На все детали и ремонтно-восстановительные работы предоставляется гарантия.

Специалисты компании Favorit Motors напоминают, что своевременное регламентное обслуживание способно значительно продлить срок эксплуатации силового агрегата. Необходимо регулярно менять масло в соответствии с пробегом и устранять выявленные неисправности.

Подборка б/у автомобилей Skoda Octavia

2017 год > Новые автомобили Audi

«Пятицилиндровые двигатели неразрывно связаны с брендом Audi вот уже более 40 лет, и мы продолжаем совершенствовать их, — заявил Петер Мертенс (Peter Mertens), член правления AUDI AG, ответственный за техническое развитие. — В прошлом году мы представили Audi ТТ RS, для которого был создан совершенно новый пятицилиндровый силовой агрегат с алюминиевым блоком цилиндров».

Члены жюри оценили не только выдающуюся производительность пятицилиндрового двигателя, но и его уникальное звучание. Его характерная тональность напоминает звучание раллийных автомобилей, выступавших в группе В в 1980-х годах. Пятицилиндровый двигатель текущего поколения стал на 26 кг легче предшественника — главным образом благодаря блоку цилиндров, изготовленному из легкого сплава. Это позволило инженерам Audi дополнительно оптимизировать распределение массы по осям и улучшить управляемость.

Двигатель 2.5 TFSI устанавливают на модели Audi TT RS Coupé (расход топлива в смешанном цикле, л/100 км: 8,4–8,2; выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км: 192–187), Audi TT RS Roadster (расход топлива в смешанном цикле, л/100 км: 8,5–8,3; выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км: 194–189), а также Audi RS 3 Sedan (расход топлива в смешанном цикле, л/100 км: 8,4–8,3; выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км: 191–188) и Audi RS 3 Sportback (расход топлива в смешанном цикле, л/100 км: 8,4–8,3; выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км: 192–189). Мощность двигателя составляет 400 л. с., а крутящий момент 400 Н·м. Двигатель 2.5 TFSI является самым мощным серийным пятицилиндровым силовым агрегатом в мире и разгоняет Audi RS 3 Sportback до 100 км/ч за 4,1 секунды. В стандартной комплектации максимальная скорость Audi RS 3 Sedan и Audi RS 3 Sportback ограничена отметкой 250 км/ч, по заказу ее можно увеличить до 280 км/ч.

Международная премия «Двигатель года» присуждается ежегодно с 1999 года. Международное жюри в составе 65 журналистов автоспортивных изданий выбирает лучшие силовые агрегаты в различных категориях. Компания Audi удостоилась этой престижной награды уже в тринадцатый раз.

Названы семь ошибок, которые могут «убить» двигатель автомобиля

Специалисты издания «Российская газета» рассказали о том, какие ошибки могут вывести из строя силовой агрегат автомобиля.

Прежде всего эксперты указали на то, что двигателю вредят экстремально высокие и низкие обороты. Если регулярно ездить на повышенных оборотах раскручивая двигатель до отсечки, то не стоит удивляться быстрому износу силового агрегата. Также не исключено, что на таких машинах мотор в конечном итоге может просто заклинить, а произойдет это из-за перегрева поршневой и коленчатого вала. Если же ездить внатяг, на малых оборотах, то нагрузка на двигатель также повышается. При такой езде нагрузка на двигатель большая, а давление масла низкое. Как следствие, появляются задиры поршневой и шеек коленчатого вала.

От многих проблем с двигателем может спасти соблюдение регламента его обслуживания. Не стоит забывать вовремя менять масло, свечи и ремень ГРМ. Также не рекомендуется использовать самые дешевые запчасти и смазочные материалы, ведь их качество нередко оставляет желать лучшего.

Не стоит забывать прогревать двигатель. Многие автопроизводители поддерживают миф о том, что прогревать мотор не обязательно. Холодное масло в двигателе становится более вязким, а значит не так эффективно смазывает подвижные элементы, что снижает их ресурс. При регулярном отказе от прогрева износ силового агрегата резко увеличится, причем это касается в первую очередь турбированных моторов.

Проблемы с двигателем могут возникнуть, если помыть его «Керхером». Напор воды может повредить проводку и датчики, а контакты могут окислиться. Также не стоит забывать, что если «залить» генератор, то может начаться коррозия диодного моста, окисление контактов диодов и в конечном счете выход генераторного устройства из строя. Поэтому следует перед мойкой закрыть незащищенные элементы скотчем, пленкой, фольгой или хотя бы целлофановым пакетом, а давление на самом «Керхере» не должно превышать 100 бар.

Увы, далеко не все водители в курсе, что глубокие лужи и тем более броды следует проезжать с большой осторожностью. Вода может попасть в камеры сгорания и конечно же это не сулит ничего хорошего. Когда жидкость попадает в поршневую группу на такте сжатия, то поршень двигаясь вверх упирается в водную преграду. Тут и происходит гидроудар, соответственно критическая поломка мотора, обычно это погнутые шатуны, сломанные поршни или пальцы поршней. В некоторых случаях может произойти даже разрыв блока двигателя. Аналогичная ситуация может сложиться, если пробита прокладка ГБЦ, когда в цилиндр попадет охлаждающая жидкость.

Внимание следует уделять радиатору, поскольку листья, пух деревьев, насекомые и прочий мелкий мусор могут забить решетку радиатора, что конечно же мешает его охлаждению и нормальному функционированию. Следует промывать данный элемент как минимум раз в год.

Заезжая на АЗС стоит помнить о рекомендациях автопроизводителя и заправляться только регламентированным для автомобиля топливом. Если залить в старый автомобиль горючее с высоким октановым числом, то можно столкнуться с рядом серьезных проблем. Высокооктановое топливо не успевает сгорать во время такта рабочего хода и мотор начинает работать на крайне высокой температуре. В таком случае возникает риск прогорания клапанов и выпускных седел. Проблемы могут возникнуть, если лить низкооктановый бензин при минимально разрешенном 95-м, а то и 98-м. Неизбежна детонация в силовом агрегате, а также может начаться самопроизвольное воспламенение топлива, что может спровоцировать разрушительные процессы в поршнях, а также прогорание клапанов.

автомобильных силовых агрегатов «Формулы-1»

автомобильных силовых агрегатов «Формулы-1»

Сиддхарт Гупта


17 декабря 2017

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2017 г.

Введение

Формула 1 считается вершиной автоспорта. Машины — одни из самых быстрых машин, способных двигаться по трассе и конкуренты тренируются десятилетиями, чтобы достичь этого уровня мастерства. Тысячи часов потрачены на совершенствование различных частей автомобиля: аэродинамики, вес, а главное силовой агрегат.

Текущая конфигурация

До 2013 года автомобили Формулы 1 оснащались двигателем V8. двигатели, ориентированные на чистую выходную мощность и создающие максимальную ревущий шум. Однако в начале 2014 года этому виду спорта было приказано использовать более энергоэффективные двигатели V6. Это изменение было сделано для увеличения упор на сохранение шин и топлива. Каждый двигатель — 6-цилиндровый, 1,6-литровый. литровый двигатель с турбонаддувом мощностью около 600 лошадиных сил.Удивительно, но на прямых машинах даже быстрее, чем предыдущие. 8-цилиндровые автомобили со скоростью до 230 миль в час, все время будучи примерно на треть меньше голодных. [1]

В верхней части первичного двигателя находится рекуперация энергии. Система, которая собирает тепловую энергию из выхлопных газов и тормозов и разворачивает это для большей мощности. ERS добавляет дополнительные 160 лошадиных сил. Система состоит из двух частей — МГУ-К, который находится на задней оси, и MGU-H, который стоит на турбомоторе.[2] На рис. 1 показан двигатель Honda. с системой ERS, которую использовал бывший чемпион мира Фернандо Алонсо. ERS система является продолжением оригинальной системы рекуперации кинетической энергии в предыдущие годы, что позволяло только водителям использовать дополнительную мощность во время ограниченных отрезков гонки. [3]

Будущие изменения

С 2021 года двигатели Формулы-1 будут незначительно доработан, чтобы угодить фанатам и сделать его более равным для конкуренты.Автомобили по-прежнему будут использовать 1,6-литровый V6 Turbo Hybrid, но будут работать на 3000 об / мин выше для лучшего шума. [4] МГУ-Х, часть гибридная система, которая восстанавливает энергию от турбонагнетателя, также будет удален, так как это устройство бормочет звук текущего двигателя. В правила также потребуют, чтобы все команды использовали один турбо конкретные габариты и стандартный аккумулятор. Также будет плотнее нормы топлива, чтобы сделать двигатели более эффективными. [5] Надежда с все эти изменения заключаются в том, что менее обеспеченные команды смогут соревноваться против таких, как Ferrari или Mercedes (у которых сотни миллионов потратить на НИОКР) по двигателю и дизайну передней части.В будущем F1 может даже использовать электрические двигатели и аккумуляторные технологии от Формулы E до делать машины еще быстрее.

© Сиддхарт Гупта. Автор гарантирует, что работа принадлежит автору, и Стэнфордский университет не предоставил никаких материалов кроме инструкций по набору и ссылкам. Автор грантов разрешение на копирование, распространение и отображение этой работы в неизмененном виде, со ссылкой на автора, только для некоммерческих целей.Все другие права, в том числе коммерческие, принадлежат автор.

Список литературы

[1] B Сперджен, «Формула «Поворачивает за угол в эпоху проблем», Нью-Йорк Таймс, 26 ноября. 16.

[2] А. Бенсон, «Формула 1: есть McLaren-Honda нашли ответ на проблемы с двигателем?, BBC Sport, 6 ноября 15.

[3] А Саркар, «Кинетический Системы рекуперации энергии в формуле 1, Physics 240, Стэнфорд. Университет, осень 2015 года.

[4] «Формула Один набор для более громких и недорогих двигателей в 2021 году », USA Today, 31 октября 17,

[5] А. Бенсон, «Формула 1: Новинка Формула двигателя с 2021 года Анонсирована, BBC Sport, 31 октября 17:00.

Hybrid F1 power: как это работает?

► Объяснение гибридных двигателей Формулы-1
► Сколько мощности потребляет 1,6
► И как электронная энергия приходит на помощь

F1, говорят они, является вершиной автоспорта, используя самые современные и дорогие средства для создания гоночного автомобиля.На протяжении всей своей истории F1 использовала технологии для увеличения мощности относительно небольших двигателей. В 2014 году FIA представила в Формуле 1 силовой агрегат нового поколения, чрезвычайно сложный и, как известно, сложный в освоении. Текущий двигатель внутреннего сгорания и гибридные системы могут похвастаться мощностью 1000 л.с., но остаются непопулярными в некоторых кругах из-за отсутствия шума выхлопных газов и затрат. Возможно, эти устройства неправильно понимают, поскольку они действительно представляют собой невероятные образцы инженерной мысли.

К концу 2013 года автомобили Формулы 1 оснащались двумя двигателями.Двигатель V8 объемом 4 л с простой гибридной системой. Пиковая мощность около 850 л.с. была типичной, хотя двигатели были ограничены по технологии, оборотам и сроку службы. В рамках перезагрузки технологии F1 они были заменены двигателями совершенно нового поколения.

Гибридные автомобили: дополнительная литература

Текущая формула двигателя будет эксплуатироваться как минимум до 2022 года. Таким образом, есть небольшой двигатель внутреннего сгорания — 1600-кубовый V6 с турбонаддувом и прямым впрыском топлива.Хотя это может быть рецептом возврата к двигателям восьмидесятых годов с высоким наддувом мощностью 1500 л.с., двигатель вместо этого ограничен расходомером топлива, а головокружительная высота V8 середины 2000-х годов 20 000 об / мин сдерживается ограничением расхода топлива и Максимальный предел оборотов всего 15000 об / мин.

С двигателем внутреннего сгорания связаны две гибридные системы: одна восстанавливает кинетическую энергию автомобиля при торможении (ERS-K), а другая восстанавливает кинетическую энергию турбонагнетателя, хотя в типичном сбивающем с толку языке F1 это рекуперация тепла и Применяемое прозвище H означает есть, поэтому оно называется ERS-H.

В совокупности эти технологии позволяют водителю F1 иметь около 1000 л.с. на педали всякий раз, когда это необходимо на круге, с небольшими дополнительными возможностями для квалификации. Несмотря на такую ​​огромную мощность, гоночный автомобиль сжигает всего 110 кг топлива в гонке (менее 135 литров), что на треть меньше, чем у последнего из V8.

Что касается мощности, система ERS ограничена 161 л.с. (120 кВт), поэтому двигатель V6 выдает почти 850 л.с., несмотря на его обедненную подачу топлива.

Технология сжигания Formula 1

Очевидный способ увеличить мощность гоночного двигателя — это увеличить как можно больше оборотов, а если нет, то запустить много наддува.Тем не менее, правила PU 2014 года были написаны для предотвращения именно такого рода методов путем применения регулирования расхода топлива. У двигателя просто нет топлива, чтобы разогнаться выше 12500 об / мин или позволить огромное количество наддува.

В 2014 году производителям нужно было придумать, как заставить двигатель производить мощность при нехватке топлива. Более того, химический состав топлива также был ограничен, поэтому было невозможно просто производить ракетное топливо, которое было столь успешным с турбонаддувом в начале восьмидесятых.Работа на обедненной смеси означает, что двигатель находится на грани детонации, работа на слишком бедной смеси в конечном итоге приведет к поломке двигателя. Большинство производителей играли с легальными добавками, чтобы уменьшить этот эффект, одним из которых был ферроцен, состав на основе железа, который буквально заставлял внутренности выхлопной трубы выглядеть ржаво-красными.

Между тем «Мерседес

» нашла небольшую серебряную пулю: форкамерное зажигание. В обычной камере сгорания свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, и создаваемое пламя распространяется наружу к краю камеры, сжигая при этом всю топливно-воздушную смесь.Это нормально, когда топлива достаточно для смешивания в правильном соотношении по всей камере сгорания. Когда нетрудно добиться полного сгорания.

Уловка Mercedes разделяет топливно-воздушную смесь на два места; основная камера сгорания имеет слабую смесь топлива и воздуха, но более богатая смесь удерживается в небольшой камере вокруг свечи зажигания. При такой настройке форкамеры свеча зажигает богатую смесь. Когда он расширяется, он направляется через небольшие отверстия между форкамерой в нижнюю камеру сгорания, эти струи пламени полностью воспламеняют даже слабую смесь для полного сгорания.

Благодаря этой технологии форкамеры Mercedes в 2014 году опередил соперников, их соперникам потребовалось время, чтобы догнать их, и они удерживали преимущество вплоть до 2019 года.

Что касается комплектации двигателя внутреннего сгорания, турбо- и гибридной систем, то существует два основных варианта компоновки. Правила уже определяют положение болтов крепления двигателя, угол V, максимальный размер поршня и расстояние между ними. Ограничиваясь базовой архитектурой двигателя, была доступна только свобода размещения одного турбонагнетателя над двигателем и вдоль его центральной линии.Было разумно разместить турбонагнетатель в задней части двигателя, удерживая тепло турбины подальше от впускной камеры и области топливного бака в передней части двигателя. Хотя это действительно дало некоторые проблемы с прокладкой охлаждающих трубок от компрессора до промежуточного охладителя в боковой панели.

Использование нестандартного подхода было мантрой Mercedes, поэтому они разработали уникальную установку. Желая установить компактный промежуточный охладитель переднего турбонагнетателя и уменьшить тепловое воздействие турбонаддува, установленного сзади, они использовали оба варианта.Традиционный турбоагрегат разделен, турбина с приводом от горячего выхлопа находится в задней части двигателя, а более холодный компрессор — спереди, рядом с боковыми опорами. Две части соединены длинным валом, проходящим через «V» двигателя. Этот вал был бы ключевой причиной отказа от такого подхода, разница в скорости подъема и спуска двух отдельных узлов создает огромные скручивающие нагрузки на соединительный вал. Это означало, что либо вал был очень жестким и тяжелым для передачи нагрузок. Мерседес выбрал путь к гибкому валу, скручивание которого по оси компенсировало разницу в инерции двух рабочих колес. Renault и Ferrari начали и сохранили обычные задние турбины, в то время как Honda присоединилась к решению, больше похожему на Mercedes, позже развиваясь во что-то намного более близкое к первоначальной конструкции раздельного турбокомпрессора Mercedes.

Наряду с размещением турбонагнетателя охлаждение наддувочного воздуха разделено между командами. Когда турбокомпрессор сжимает воздух, воздух нагревается. Командам будет нужен более холодный и плотный воздух, поступающий в камеру сгорания, поэтому воздух должен проходить через теплообменник, чтобы охладить его.Для этого используется интеркулер, в F1 используются два типа. Большинство людей узнают промежуточный охладитель воздух-воздух, работающий так же, как радиатор: горячий сжатый воздух внутри сердечника охлаждается более холодным окружающим воздухом, проходящим снаружи. Они простые и легкие, но занимают много места внутри боковин, что плохо сказывается на всей важной аэродинамике автомобиля. Некоторые команды использовали интеркулер другого типа, типа вода-воздух. Теперь сжатый воздух внутри сердечника охлаждается внешней водой.Это дает немного меньшее охлаждение, но более стабильное, поскольку на него меньше влияет скорость автомобиля (поскольку через боковую подножку проходит меньше воздуха), особенно в критические моменты перед началом гонки. Однако вода в рубашке вокруг промежуточного охладителя нуждается в охлаждении в отдельном водяном радиаторе. Это делает установку более тяжелой и сложной, но водяной радиатор занимает меньше места на боковых опорах, так что это аэродинамический выигрыш по сравнению с установкой воздух-воздух.

Только Ferrari и Mercedes постоянно использовали систему подачи воды в воздух, хотя Lotus действительно эксплуатировал ее в течение одного года в 2014 году.Их главный соперник, Red Bull, может поддерживать крошечные боковые блоки, несмотря на наличие больших промежуточных охладителей воздух-воздух в каждом боковом блоке.

Если правильно: смесь топлива, технология сгорания, упаковка и охлаждение, двигатель выдает около 530 л. с. на литр. Даже с меньшим расходом топлива и меньшим объемом, текущий двигатель внутреннего сгорания создает больше лошадиных сил, чем старые двигатели V8, которые он заменил.

Гибридная технология F1

Наличие в автомобиле двух гибридных систем значительно усложняет нынешний силовой агрегат.Хотя в разбивке его проще понять, он основан на той же технологии, что и гибридные / электрические дорожные автомобили, и даже похож на игрушечные автомобили с дистанционным управлением. Для связи между ними есть аккумулятор (ES-Energy Store), мотор-генератор (MGU) и управляющая электроника (CE).

MGU — бесщеточный электродвигатель переменного тока с постоянными магнитами. Он будет приводить в действие автомобиль, используя накопленную энергию, или он может работать как генератор, возвращая энергию в аккумулятор. Батарея представляет собой набор литий-ионных элементов, которые способны быстро передавать или сохранять большое количество энергии в MGU.Между этими двумя находится управляющий электронный блок, который преобразует электрический ток переменного тока MGU в постоянный ток батареи.

Циклическое включение электричества через каждое из этих устройств создает тепло, поэтому каждый элемент требует жидкостного охлаждения — диэлектрической жидкости, предписанной FIA для батареи — для предотвращения риска поражения электрическим током в случае ее повреждения, в то время как более эффективная вода / гликоль обычно используется для МГУ и СЕ. Таким образом, обе системы охлаждения нуждаются в том, чтобы насосы и радиаторы располагались в моторном отсеке.

При одинаковой базовой архитектуре две гибридные системы работают совершенно по-разному. Сначала возьмем более простой ERS-K. MGU прикреплен к передней части коленчатого вала двигателя, в этом положении блок может как приводить в движение, так и приводиться в движение двигателем. При развертывании энергии электричество от батареи проходит через CE в MGU. Это дает 161 л.с. через трансмиссию, чтобы помочь автомобилю разгоняться.

Уроки этого более мощного приложения были извлечены с 2014 года.На ранних этапах испытаний в течение первого года работы силового агрегата были обнаружены проблемы с поломкой валов и шестерен из-за внезапного сброса крутящего момента от MGU. С тех пор производители нашли более мягкие способы приложения крутящего момента и создали крутящийся вал между MGU и двигателем, чтобы поглотить скачки мощности.

В обратном направлении ERS-K восстанавливает энергию при торможении. Когда водитель тормозит, программное обеспечение ECU переключает MGU в режим генератора, который видит, что MGU вращается трансмиссией, и при этом вырабатывает и отправляет электричество в аккумулятор.Возникающее при этом сопротивление создает «тормоза» трансмиссии до такой степени, что задние тормоза практически не используются на более низких скоростях.

Правила

ограничивают возможности ERS-K. В моторном режиме он может выдавать только 161 л.с., в то время как генераторный режим может сэкономить батарее только 2 мДж энергии. Это означает, что двигатель имеет энергию только примерно на 33 секунды разгона на круге. Хотя в аккумуляторе можно сохранить до 4 мДж энергии, можно сэкономить на восстановлении за один круг и использовать его как двойной импульс на одном круге.

Если ERS-K можно понять по более простым режимам двигателя и генератора, то ERS-H намного сложнее. Это еще одна установка MGU и CE, но она подключается как к батарее, так и к MGU-K напрямую. Однако двигатель напрямую подключен к турбонагнетателю, поэтому агрегат вращается со скоростью до 125 000 об / мин (максимальная частота вращения для турбонагнетателя), что само по себе является огромной инженерной проблемой.

В качестве двигателя MGU может помочь раскрутить турбонаддув, но не создавать наддува при открытии дроссельной заслонки, как если бы это был электрический нагнетатель.Вместо этого двигатель может поддерживать высокие обороты турбонагнетателя при выключенном дросселе, чтобы действовать как система Anti Lag (ALS). Это отнимает энергию у батареи, забирая ее у других потенциальных применений, но, учитывая нехватку доступного топлива, это по-прежнему привлекательно, поскольку обычные стратегии ALS, потребляющие топливо, сжигают топливо в выхлопе, чтобы турбо вращалось.

В режиме генератора ERS-H можно использовать несколькими способами; некоторые простые, другие более сложные, а некоторые, вероятно, все еще секретные.

На типичном турбонагнетателе проблема заключается в том, что турбонагнетатель создает слишком большой наддув, так как давление выхлопных газов слишком быстро вращает турбонагнетатель на полном газу.Это контролируется выпускным клапаном, называемым вестгейтом, который сбрасывает давление выхлопных газов, снижает турбо-скорость и сбрасывает избыточные выхлопные газы в отдельную выхлопную трубу. Эта система работает хорошо, но энергия выхлопных газов тратится впустую, поэтому F1 позволяет MGU действовать в режиме генератора, замедляя турбо, создавая при этом электричество.

В отличие от ERS-K, здесь нет ограничения на количество энергии, которое может быть восстановлено от MGU. Батарея будет иметь емкость 2 мДж как для ERS-K, так и для ERS-H.Таким образом, чем больше они могут ее использовать, тем больше они могут выполнять другие «моторные» задачи с восстановленной энергией. Очевидное применение для этого — удерживать дроссельную заслонку от турбонаддува с турбонаддувом MGU-H. Но правила разрешают питание ERS-K от энергии, полученной от Turbo. Таким образом, чем больше команды могут восстанавливать турбо-энергию, тем больше они могут перенаправить ее на ERS-K и увеличить мощность в 161 л.с.

Недостаточно просто рекуперации энергии из турбонагнетателя, когда бы ни потребовался эффект вестгейта.Большинство команд начали 2014 год (и дебют Honda в 2015 году) с турбонаддувом, рассчитанным на обычный режим работы двигателя. Опять же, Mercedes поняла, что здесь есть выгода. Еще в 2014 году Mercedes установил турбокомпрессор размером с обеденную тарелку на передней части двигателя. Увеличенный турбонагнетатель может быть полезен, даже если он не нужен для создаваемого им дополнительного «наддува», но для более мощного турбонаддува потребуется больше времени для открытия «перепускного клапана», чтобы предотвратить чрезмерное ускорение двигателя. Таким образом, MGU можно вращать в течение более длительных периодов времени и эффективно собирать больше энергии; даже если эффект противодавления турбонаддува может препятствовать максимальной мощности, полученная многоразовая энергия может быть использована в другом месте на трассе для сокращения времени прохождения круга.Одна из используемых стратегий заключается в том, что на прямых участках при полной мощности энергия, рекуперированная из турбонагнетателя, направляется непосредственно в MGU-K для дополнительного наддува на 161 л.с.

В 2014 году Ferrari упустила этот трюк. У него даже был перепускной клапан, рассчитанный на больший поток, чтобы уменьшить противодавление, считая, что мощность сгорания более важна, чем рекуперация энергии. Вскоре компания пересмотрела эту стратегию, и в 2015 году стратегия вестгейта и ERS-H была больше похожа на Mercedes. Honda также пропустила стратегию Mercedes и вернулась в Формулу-1 в 2015 году с двигателем, разработанным для очень плотной упаковки.Турбокомпрессор был уменьшен по размеру, чтобы уместиться в V-образной форме двигателя, что затруднило его стратегию ERS-H. Honda, как и большинство производителей, потребовалось время, чтобы довести до совершенства конструкцию MGU-H, высокие обороты и тепловая нагрузка, которым она подвергается, сделали ее одним из самых сложных аспектов ERS для освоения.

Это дошло до того, что на большинстве трасс у команд достаточно энергии для использования 161 л.с. почти на всем круге, где она может быть использована, далеко за пределами развертывания 33s ERS-K.

Это развертывание энергии больше не представляет собой простую кнопку на рулевом колесе, которая использовалась в старом KERS (2009-2013 гг.), Вместо этого программное обеспечение команд ECU решает, когда применять усиление ERS.Водитель может переключаться между различными картами, которые передают мощность ERS нажатием педали газа.

Имея регулярную мощность более 1000 л.с., скудный запас топлива и всего три силовых агрегата, рассчитанных на полный сезон из более чем 20 гонок, они действительно являются вершиной технологий. Заглядывая в будущее, F1 приняла стратегическое решение о разделении энергии сгорания на электроэнергию. Маловероятно, что в обозримом будущем производство двигателей внутреннего сгорания станет полностью электрическим, но конец пути для двигателей внутреннего сгорания может быть близок.F1, как и всегда, должна отражать изменяющийся мир, в котором она живет. Эти нынешние силовые агрегаты — шаг на пути в будущее.

Гибридные автомобили: дополнительная литература

Как работает двигатель внутреннего сгорания Формулы-1

Текущее поколение автомобилей Формулы-1 оснащено мощными гибридными силовыми агрегатами уменьшенных размеров с турбонаддувом и электрифицированными двигателями. На этой неделе мы рассмотрим механическое сердце силового агрегата Mercedes-AMG Petronas, двигатель внутреннего сгорания и его путь разработки двигателей для Формулы-1 с 2014 года.

Какие элементы составляют силовой агрегат Формулы-1?

FIA различает шесть элементов современного силового агрегата F1. В основе ПУ лежит двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Это структурный элемент автомобиля, соединяющий шасси с коробкой передач. Текущие двигатели F1 представляют собой шестицилиндровые двигатели, построенные в V-образной конфигурации под углом 90 градусов, с рабочим объемом 1,6 литра. Второй элемент — турбонагнетатель (ТК), который увеличивает плотность воздуха, потребляемого двигателем, тем самым увеличивая мощность двигателя.Современный двигатель F1 — это гибридный двигатель, в котором две электрические машины восстанавливают и передают энергию. Есть мотор-генератор-кинетический блок (MGU-K), который использует кинетическую энергию при торможении автомобиля, и мотор-генератор-блок-тепло (MGU-H), который подключен к турбонагнетателю и использует избыточную энергию выхлопных газов. Оба двигателя-генератора преобразуют соответствующие источники энергии в электрическую энергию, которая затем может использоваться для приведения в движение автомобиля. Электроэнергия хранится в пятом элементе энергоблока — большой аккумуляторной батарее, известной как накопитель энергии (ES).Эта сложная система из различных компонентов управляется шестым и последним элементом, управляющей электроникой (CE). В течение сезона водителям разрешается использовать три ICE, MGU-H и TC и два ES, CE и MGU-K, но на автомобиль можно установить любую комбинацию деталей. Если водитель превышает этот предел, он получает штраф сетки.

Как работает процесс сгорания в двигателе внутреннего сгорания Формулы 1?

В основе ДВС лежит процесс сгорания, при котором топливо и воздух смешиваются и воспламеняются для высвобождения энергии.Этот процесс работает так же, как и на вашем дорожном автомобиле; однако системы немного сложнее. Если взглянуть на это более подробно, воздух для горения подается в двигатель через воздуховод, который находится за ободом валков. Давление воздуха повышается компрессором, который является частью турбонагнетателя. Этот процесс также увеличивает температуру воздуха, поэтому воздух необходимо снова охладить в охладителе наддувочного воздуха, прежде чем он попадет в нагнетательные камеры в верхней части двигателя. Оттуда он проходит через шесть впускных отверстий и мимо двух впускных клапанов в цилиндры.Вот тут-то и вступает в силу горючее. Двигатели F1 имеют непосредственный впрыск, как и большинство современных дорожных автомобилей, поэтому топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Топливо впрыскивается под давлением не более 500 бар, что ограничено правилами. Хотя это больше, чем вы найдете на бензиновом двигателе с прямым впрыском в дорожном автомобиле, который обычно имеет давление до 350 бар, на самом деле это немного меньше, чем вы можете найти в современном дизельном двигателе, где давление топлива может доходят до 2500 бар.Топливно-воздушная смесь сжимается поршнем до того, как свеча зажигания воспламеняет его. Сила сгорания толкает вниз поршень, который соединен с коленчатым валом через шатун и, следовательно, может приводить в движение коленчатый вал. Когда поршень возвращается в исходное положение, выпускные клапаны открываются для выпуска выхлопных газов из двигателя, так что весь процесс может начинаться заново — максимум 15 000 раз в минуту (или до 250 раз в секунду). Выхлопные газы используются для привода турбинного колеса турбонагнетателя, которое, в свою очередь, приводит в движение компрессор.То, что осталось, затем выходит через выхлопную трубу в задней части автомобиля, при этом система перепускных клапанов используется для контроля давления на этом этапе.

Какие еще системы входят в состав двигателя внутреннего сгорания?

Очень замысловатые и сложные масляные и водяные системы также используются в двигателе, переплетаясь между различными элементами. Они обеспечивают бесперебойную работу двигателя и регулируют температуру, что невероятно важно, если учесть, что температура газа в камере сгорания может достигать 2600 ° C.Основная задача водяной системы — регулировать температуру множества различных элементов и материалов, из которых состоит силовой блок F1. От картера до верхней части головки блока цилиндров — все дело в том, чтобы двигатель не перегревался. Для этого требуется много инженерных разработок, от управления потоком воды до эффективности насоса.

Какие успехи удалось добиться команде Mercedes-AMG Petronas с 2014 года?

Правила для силовых агрегатов оставались довольно стабильными с момента их введения в начале сезона 2014 года, поэтому общая философия PU не сильно отличается от первоначальной версии, дебютировавшей пять лет назад.Однако благодаря многочисленным изменениям во многих областях команда Mercedes-AMG High Performance Powertrains в Бриксворте смогла улучшить каждый элемент силового агрегата, увеличив мощность и повысив тепловую эффективность. В 2014 году ПУ выдавал чуть более 900 л.с. и имел тепловой КПД 44%. Это означает, что 44% энергии топлива было преобразовано в полезную работу для приведения автомобиля в движение. В течение следующих лет термический КПД неуклонно улучшался, в конечном итоге преодолев 50% барьер тепловой эффективности на стенде в 2017 году.

Выполняла ли команда какие-либо другие работы с потоком газа в двигателе?

Еще одной важной областью, требующей улучшения, была выхлопная система. Его форма, длина и диаметр оказывают огромное влияние на производительность двигателя, потому что чем быстрее выхлопные газы процесса сгорания могут быть вытолкнуты из камеры сгорания, тем быстрее может начаться новый цикл зажигания. В 2014 году команда использовала облегченную выхлопную систему, которая проходила по кратчайшему пути от головки блока цилиндров до турбины турбонагнетателя.У этой системы было два преимущества: она не добавляла большого веса, а короткие трубы означали, что не было больших потерь тепла на пути к турбине турбонагнетателя и MGU-H. Однако в 2015 году команда представила более сложную систему, которая помогла увеличить выходную мощность двигателя. В этом настроенном выхлопе первичные трубы — шесть труб, идущих прямо от головки блока цилиндров, — были одинаковой длины, но вторичная труба была длиннее, что изменяло кривую мощности и выходную мощность двигателя.С тех пор команда каждый год вводит новую выхлопную систему, каждый раз извлекая больше из двигателя.

На каких еще областях движка сосредоточилась команда?

Еще одна область, в которой команда внесла улучшения, — это материалы, которые мы используем. Большие части двигателя металлические (например, головка блока цилиндров сделана из алюминия), но в правилах не всегда оговаривается, какие металлы следует использовать. Выбор правильных сплавов для правильных компонентов может повлиять как на надежность, так и на производительность двигателя.Еще одна область, над которой команда постоянно работает, — это снижение трения. Трение забирает мощность, а энергия уходит на отвод тепла. Именно здесь смазочные материалы PETRONAS играют важную роль, поскольку масляная пленка между нагруженными компонентами снижает трение и, следовательно, увеличивает мощность, но также снижает износ и повышает надежность. Доставка масла к месту в двигателе и обратно, где оно необходимо, также является областью разработки. На двигатель действует огромная сила тяжести, он может испытывать в четыре-пять раз больше силы тяжести, когда автомобиль тормозит, ускоряется или бросает в поворот.Чтобы масло достигло всех компонентов, которые в нем нуждаются, но для того, чтобы снова вывести его из двигателя, требуется очень сложная система продувки. В нижней части двигателя имеется около десяти масляных насосов, откачивающих масло из головки блока цилиндров, коленчатого вала, а также некоторых вспомогательных агрегатов, чтобы гарантировать, что масляный бак никогда не будет работать всухую.

Какую роль играет топливо в погоне за производительностью?

Топливо находится в самом центре процесса сгорания и оказывает значительное влияние на производительность двигателя.Правила гласят, что топливо должно быть неэтилированным, поэтому оно похоже на топливо, которое вы использовали бы в дорожном автомобиле. Означает ли это, что вы потенциально можете запустить силовой агрегат F1 на обычном автомобильном бензине с местной заправочной станции? Вы могли бы, но это потребовало бы некоторых изменений в калибровке, например, в зажигании. Вы также испытаете очень заметное падение производительности. Почему? Потому что топливо PETRONAS Primax, которое использует команда, было разработано в течение последних восьми лет и тщательно откалибровано для идеальной работы с силовым агрегатом Mercedes.Группа инженеров PETRONAS постоянно работает над химическим составом топлива, чтобы его характеристики соответствовали характеристикам двигателя. Эти опытно-конструкторские работы выполняются в тесном сотрудничестве с инженерами-термодинамиками ГЭС.

Сколько времени нужно, чтобы построить силовой агрегат Формулы 1 и каков процесс?

Блоки питания

— это сложные машины, и чем мощнее они становятся, тем сложнее они становятся. Еще в 2014 году команде из двух человек понадобилось около двух недель, чтобы построить энергоблок.Перенесемся в 2019 год, и та же задача займет около трех недель с тем же количеством людей. Поэтому команде Brixworth пришлось попытаться сократить это время, чтобы не терять драгоценное время разработки на процесс сборки, и для этого они добавили больше людей в процесс сборки. Итак, две недели были сохранены, но с привлечением дополнительного человека.

Где команда добилась более высоких результатов в последние годы?

За последние пять лет команда исследовала каждую деталь двигателя, чтобы найти более высокую производительность и лучшую эффективность.Одна из областей, над которой команда проделала большую работу, — это поток газов в двигателе — как в виде воздуха для горения, подаваемого в двигатель, так и в виде выхлопных газов, выходящих из него. Что касается воздухозаборника, одним из важнейших направлений развития были пленумы. Они располагаются на верхней части двигателя между охладителем наддувочного воздуха и впускными клапанами. Две камеры статического давления, по одной для каждого ряда цилиндров, удерживают сжатый воздух, поступающий из компрессора, обеспечивая стабильный источник сжатого воздуха, несмотря на изменяющуюся подачу (из-за различных скоростей компрессора) и потребность (двигатель на холостом ходу требует меньше воздуха, чем один работающий на полном газу).Воздух для горения через различные впускные системы поступает из нагнетательных камер в цилиндры. Правила 2014 года требовали фиксированной геометрической системы пленумов, оставляя мало места для увеличения производительности. Это правило изменилось в следующем сезоне, предоставив инженерам новый путь для развития. В результате пленумы не только увеличились в размерах, но и стали содержать гораздо более сложную систему труб. Эти трубчатые воздуховоды различаются по длине и, таким образом, согласовывают настроенную длину с частотой вращения двигателя и помогают максимизировать количество воздуха, подаваемого в двигатель.В 2015 году трубы превратились в нечто похожее на тромбон, в котором труба на входе скользит вверх и вниз по системе портов, изменяя длину системы впуска при каждом движении. Это означает, что трубная система и, следовательно, воздушный поток могут быть адаптированы к частоте вращения двигателя, обеспечивая лучшую длину для различных оборотов в минуту для получения максимальной мощности. Часть этой эволюции видна даже со стороны: с 2015 года камеры статического давления с каждым годом увеличивались в размерах, теперь углеродное волокно простирается по всей длине двигателя и даже выталкивает кузов вокруг крышки двигателя.Вот почему вы можете увидеть небольшие неровности на каждой стороне кожуха двигателя.

Силовые агрегаты, выигравшие чемпионат Формулы-1 за последние пять лет: Mercedes-AMG F1 M09 EQ Power + (2018), Mercedes-AMG F1 M08 EQ Power + (2017), Mercedes-Benz PU106C Hybrid (2016), Mercedes-Benz PU106B Hybrid (2015), Mercedes-Benz PU106A Гибрид (2014)

Как работают электромобили?

Полностью электрические транспортные средства (EV), также называемые аккумуляторными электромобилями, имеют электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания.В транспортном средстве используется большая тяговая аккумуляторная батарея для питания электродвигателя, и его необходимо подключать к розетке или зарядному устройству, также называемому питающим оборудованием для электромобилей (EVSE). Поскольку он работает на электричестве, автомобиль не выпускает выхлопных газов из выхлопной трубы и не содержит типичных компонентов жидкого топлива, таких как топливный насос, топливопровод или топливный бак. Узнайте больше об электромобилях.

Изображение в высоком разрешении

Ключевые компоненты полностью электрического автомобиля

Батарея (полностью электрическая вспомогательная): В транспортном средстве с электрическим приводом вспомогательная батарея обеспечивает электроэнергией аксессуары транспортного средства.

Порт зарядки: Порт зарядки позволяет автомобилю подключаться к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумулятора.

Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы аксессуаров автомобиля и подзарядки вспомогательной батареи.

Тяговый электродвигатель: Используя мощность от тягового аккумулятора, этот электродвигатель приводит в движение колеса транспортного средства.В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.

Бортовое зарядное устройство: Принимает входящую электроэнергию переменного тока, подаваемую через порт зарядки, и преобразует ее в мощность постоянного тока для зарядки тягового аккумулятора. Он также обменивается данными с зарядным оборудованием и отслеживает характеристики аккумулятора, такие как напряжение, ток, температуру и состояние заряда, во время зарядки аккумулятора.

Контроллер силовой электроники: Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговой батареей, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.

Тепловая система (охлаждение): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.

Блок тяговой аккумуляторной батареи: Накапливает электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.

Трансмиссия (электрическая): Трансмиссия передает механическую энергию от тягового электродвигателя для привода колес.

Вспомогательная силовая установка

— обзор

12.3.2 Вспомогательная силовая установка для воздушных и водных транспортных средств

Обычная ВСУ в самолете представляет собой небольшую газотурбинную систему, которая обеспечивает пневматическую и электрическую энергию для различных операций, таких как запуск основных двигателей, освещение и т. Д. и кондиционер. SOFC-APU может решить проблемы обычных авиационных APU, включая низкий КПД (20% на суше и 40% в воздухе) и высокий уровень шума и загрязнения.Для дальних путешествий целевая мощность по выработке электроэнергии составляет от 400 до 977 кВт [73].

Из-за высокой стоимости разработка авиационного ТОТЭ-ВСУ была ограничена моделированием, которое показало, что система ТОТЭ-ГТ (рис. 12.2A) может быть подходящей конфигурацией [55,74–78]. Одно из имитационных исследований показало, что система ТОТЭ – ГТ может достичь общего теплового КПД 62%. Модель также показала, что высокая температура на входе в турбину и низкий коэффициент давления могут привести к высокому тепловому КПД.

В другом исследовании моделирования система ТОТЭ-ГТ (рис. 12.12) была спроектирована для выработки полезной электрической мощности 440 кВт для дальнемагистрального самолета вместимостью 300 пассажиров [76]. Считалось, что операции на уровне моря и крейсерском уровне (12 500 м) учитывают изменения температуры и давления окружающей среды. Масса системы ТОТЭ-ГТ была значительно выше на уровне моря, чем на крейсерском уровне (1912 кг против 1396 кг), потому что для удовлетворения более высоких требований к мощности на уровне моря требовался больший объем ТОТЭ, поскольку турбина не могла так сильно расширять газ. под давлением окружающей среды.Система, предназначенная для работы на уровне моря, также имела значительно более низкий тепловой КПД, чем на крейсерском уровне (42% против 73%), поскольку предварительно сжатый воздух из системы экологического контроля можно было использовать на крейсерском уровне.

Рисунок 12.12. Система твердооксидный топливный элемент – газовая турбина как вспомогательная силовая установка самолета [76].

В другом исследовании с помощью моделирования изучались две конфигурации системы ТОТЭ – ГТ (рис. 12.13) в качестве ВСУ 300-местного самолета дальнего действия [78]. Как и в вышеупомянутом исследовании, целевая потребность в электроэнергии составляла 440 кВт.При аналогичных рабочих условиях конфигурация 1 привела к немного более высокому КПД цикла, чем конфигурация 2 (58% против 54%), поскольку рабочая температура ТОТЭ в конфигурации 1 была выше, чем в конфигурации 2 (944 ° C против 832 ° C), и производительность ТОТЭ увеличивалась с увеличением температуры. Более высокая рабочая температура ТОТЭ в конфигурации 1 была результатом усиленного нагрева топлива паром с низким массовым расходом (рис. 12.13A). Анализ чувствительности (рис. 12.14) показывает, что высокий общий коэффициент теплопередачи и низкий расход воздуха могут привести к высокой эффективности цикла.

Рисунок 12.13. Системы твердооксидный топливный элемент – газовая турбина в качестве вспомогательной силовой установки самолета: (А) конфигурация 1; (B) конфигурация 2 [78].

Рисунок 12.14. Влияние расхода воздуха и общего коэффициента теплопередачи (UA) на КПД цикла [78].

Хотя был запущен один прототип, разработка SOFC-APU для морских приложений в значительной степени основана на моделировании [79–82]. В одном исследовании с использованием моделирования изучалась система трех поколений ТОТЭ – ГТ, в которой выходная мощность блока ТОТЭ – ГТ составляла 250 кВт [79].Три-генерация, также известная как комбинированное нагревание, охлаждение и мощность, представляет собой интегрированную энергетическую систему, в которой выхлоп обеспечивает нагрев, а осушитель обеспечивает охлаждение. Результаты моделирования показывают, что система SOFC – GT с адсорбционным охладителем двойного действия, осушающим колесом, системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) (рис. 12.15) имела самый высокий общий КПД системы (68%) среди различных конфигураций. Эта система может производить на 25–47% больше электроэнергии, чем система ТОТЭ – ГТ только с отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха.Это улучшение производительности связано с абсорбционным охладителем, который может использовать отходящее тепло от системы SOFC – GT. Кроме того, при использовании абсорбционного чиллера двойного действия достигается большее охлаждение, и, следовательно, система отопления, вентиляции и кондиционирования использует меньше электроэнергии для охлаждения.

Рисунок 12.15. Твердооксидный топливный элемент — абсорбционный охладитель газовой турбины, осушающее колесо, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха [79].

В другом исследовании моделирования система ТОТЭ на дизельном топливе была разработана для обеспечения 120 кВт вспомогательной энергии для военного надводного корабля [80].При целевой выходной электрической мощности 120 кВт полезный КПД системы ТОТЭ на дизельном топливе был значительно выше, чем у судового дизельного двигателя (55% против 25%). Расход CO 2 системы ТОТЭ был меньше половины работы судового дизельного двигателя (423 г CO 2 / кВт · ч против 890 гCO 2 / кВт · ч). Кроме того, система ТОТЭ была значительно легче судового дизельного двигателя (520 кг против 3400 кг) и производила гораздо меньше шума (50 дБ против 100 дБ).

Одним из важных достижений в области SOFC-APU является прототип мощностью 50 кВт, разработанный компанией Sunfire GmbH в рамках проекта SchiffsIntegration BrennstoffZelle (SchiBZ) [81–83].Первоначальное моделирование предполагает, что система ТОТЭ (рис. 12.16) имеет преимущества перед другими системами ТЭ с точки зрения инвестиционных затрат и эффективности системы [81]. Более поздние эксперименты продемонстрировали надежность аналогичной системы ТОТЭ солнечного огня с меньшей выходной мощностью (3,8 кВт), поскольку снижение напряжения за 1000 часов работы было незначительным [83]. Прототип мощностью 50 кВт был установлен на испытательном судне Reederei Braren, чтобы обеспечить 25% -50% бортовой мощности [82]. Электрический и общий КПД прототипа составляли более 50% и 90% соответственно.

Рисунок 12.16. Система твердооксидных топливных элементов на дизельном топливе [81].

Встречайте RA621H | Формула 1

В 2021 году Red Bull Racing и Scuderia AlphaTauri будут оснащаться силовым агрегатом Honda Challenger RA621H.

Ежегодно с начала чемпионата мира в 1950 году до конца 2013 года автомобили Формулы-1 оснащались двигателями внутреннего сгорания, по существу такой же движущей силой, что и в большинстве дорожных автомобилей. Однако с 2014 года, отражая отход от ископаемого топлива, Формула 1 смешала мощность бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с системами рекуперации энергии (ERS), в результате чего получился гибридный силовой агрегат (PU.) Чрезвычайно мощный и высокоэффективный, он действительно является сердцем и душой современного гоночного автомобиля Формулы-1.


Усовершенствованные гибридные электрические системы изобретательно перерабатывают энергию, вырабатываемую тормозами и выхлопными газами. Оптимизация мощности за счет этой передовой эффективности создает решения, которые стимулируют инновации от гоночной трассы до линейки дорожных автомобилей Honda. Взгляните на отдельные элементы — и решающие роли, которые они играют в современном энергоблоке — ниже.



V6 ICE

Каждая гонка начинается здесь. Текущие правила определяют 6-цилиндровый двигатель объемом 1600 куб. См с цилиндрами, разделенными на два ряда по 3, выровненных в V-образной форме. Используемое топливо строго регламентировано и по сути аналогично тому, которое покупается в насосах для дорожных автомобилей.



ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ТУРБО

В современных двигателях внутреннего сгорания также используется турбонагнетатель, так что помимо электроэнергии, увеличивающей мощность двигателя от гибридной системы, дополнительная мощность поступает от турбонагнетателя, который работает, отбирая горячие газы из выхлопная система двигателя и использует их для вращения компрессора, который увеличивает количество воздуха и топливной смеси, поступающей в двигатель.Для сжигания топлива нужен кислород, а для эффективного сжигания топлива требуется еще больше, особенно если учесть ограничение до 110 кг топлива на гонку. Наше турбонагнетатель просто помогает двигателю «дышать» быстрее — это удобно, когда он вращается со скоростью примерно 100 000 оборотов в минуту.

Турбина также улучшилась благодаря работе MGU-H и MGU-K.



MGU-K

MGU-K — Мотор-генератор, кинетический — это одна из самых сложных частей силового агрегата F1, выполняющая несколько функций.

Торможение в Формуле-1 выделяет огромное количество тепла — настолько сильного, что тормозные колодки светятся красным цветом со всей энергией, которую они вынуждены поглощать. Работая при температуре около 1000 градусов по Фаренгейту, MGU-K может принимать эту энергию и регенерировать ее в электричество, которое можно подавать в ES (накопитель энергии).



MGU-K — это не просто генератор, но он также передает энергию от ES к трансмиссии, давая автомобилю до 160 л.с. дополнительной мощности, когда это необходимо. Эта энергия также может быть передана в MGU-H для поддержки турбо.



MGU-H

MGU-H — Мотор-генератор, тепло — использует тепло отработанных выхлопных газов автомобиля для привода генератора — точно так же, как MGU-K использует энергию. Эта преобразованная энергия может быть отправлена ​​непосредственно на ES или MGU-K.

MGU-H может работать в обоих направлениях. Он может высасывать или возвращать энергию. В первую очередь, он работает для поддержки турбо, помогая компрессору вернуться к скорости, когда вы снова нажимаете ногой на акселератор, сводя к минимуму турбо-задержку и максимизируя производительность.



ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МАГАЗИН

Энергетический накопитель — это специальная батарея, предназначенная для каждого энергоблока Формулы 1, в которой хранится электроэнергия, полученная от MGU-K и MGU-H.

Поскольку электрическая энергия генерируется как экстремальными силами, возникающими при торможении, так и теплом, выделяемым выхлопными газами, она является важным источником энергии. Сохранение рекуперированной энергии в автомобиле — необходимость, чтобы ее можно было использовать при необходимости. За один круг максимальное количество энергии, которое может быть передано от ES к задним колесам, составляет 4 МДж.Это дает примерно 30 дополнительных секунд мощности на круг.

Без ES у нас не было бы гибридных автомобилей, которыми мы пользуемся сегодня.



ЭЛЕКТРОНИКА УПРАВЛЕНИЯ

Электронный блок управления (ЭБУ) силовых агрегатов проверяет и контролирует электрические элементы ПУ миллионы раз в секунду. Это очень важно для обеспечения того, чтобы водитель имел нужное количество мощности в нужное время на протяжении всей гонки. Управляя вводом, выводом и генерацией энергии, ЭБУ позволяет всему блоку создавать свою мощность.



Учебное пособие по напряжению, току и сопротивлению, относящееся к автомобильным гусеницам

Начинающим гонщикам на игровых автоматах понятие напряжения, тока (силы тока) и сопротивления может показаться вам чуждым. Я попытаюсь объяснить эти концепции ниже в терминах непрофессионала:

Если мы можем провести аналогию между схемой слот-машины и водяной системой, вы увидите следующее:

Напряжение от источника питания слот-машины эквивалентно воде давление; Точно так же, как более высокое давление воды заставляет воду течь быстрее, когда вы открываете кран, более высокое напряжение заставляет слот-машину быстрее бегать по трассе.Напряжение измеряется в вольтах, например, слотовые автомобили HO обычно работают в диапазоне 18-19 В.

Сила тока эквивалентна тому, сколько воды течет по вашим трубам в минуту; ток измеряется в амперах, поэтому его также называют амперами. Вы также должны знать, что мощность, потребляемая вашим двигателем, является произведением напряжения на двигателе и тока, протекающего через двигатель. Таким образом, чем выше напряжение на двигателе, тем быстрее едет машина; чем выше ток, протекающий через двигатель, тем быстрее он работает.Подробнее об этом позже.

Сопротивление соответствует размеру ваших водопроводных труб или степени их засорения; водопроводная труба меньшего размера или более засоренная водопроводная труба заставят воду течь медленнее при том же давлении воды, а цепь с более высоким сопротивлением заставит ваш игровой автомат потреблять меньше тока или силы тока при том же напряжении. Сопротивление измеряется в Ом. Резистор — это компонент, который нужно добавить в схему для изменения сопротивления цепи. Ваш контроллер можно рассматривать как устройство для изменения сопротивления в цепи слот-машины, чтобы вы могли изменять силу тока двигателя слот-машины, что в конечном итоге изменяет мощность и скорость двигателя.

Теперь мы готовы изучить закон Ома. Это фундаментальный закон физики, который в основном гласит, что ток, протекающий через цепь или любую часть цепи, является отношением напряжения к сопротивлению, относящемуся к рассматриваемой части цепи. Итак, если мы посмотрим на полную схему автомобильной гусеницы, напряжение — это то, что вы подаете от источника питания, а сопротивление — это общее сопротивление, которое вы добавляете в систему, включая сопротивление от каждой дорожки и стыков гусениц и от вашего двигателя .

Теперь давайте применим эти концепции к треку слот-машины.

Хороший регулируемый источник питания похож на хорошую компанию по водоснабжению со стабильным давлением воды. Напряжение не должно изменяться, когда вы добавляете больше машинок в вашу систему, точно так же, как все больше домов включают водопроводные краны, не должно изменять давление воды . Для этого необходимо, чтобы источник питания имел хорошую регулировку. Не менее важно, чтобы источник питания имел достаточно высокий номинальный ток. Почему это так? Давайте посмотрим, что будет, если у компании водоснабжения не будет достаточно воды, например.грамм. у вас есть колодец, который снабжает 2-4 семьи. Если все семьи включат воду одновременно, колодец не выдержит, и, увы, давление воды упадет. То же самое может произойти с многополосной трассой, которая питается от источника питания с менее чем достаточным номинальным током. Вот почему всегда полезно получить блок питания с более высоким номинальным током, чем вам нужно.

Теперь давайте посмотрим на длинный трек, который у вас может быть. Каждая полоса движения и ваша игровая машина замыкают круг. Напряжение от источника питания не совпадает с напряжением на двигателе слот-машины.Это связано с тем, что каждое соединение дорожки действует как резистор, даже если у вас хорошее соединение, закон Ома гласит, что при прохождении тока на каждом из стыков будет падение напряжения. Чем больше стыков гусениц у вас будет между точкой подачи напряжения питания и местом, где находится ваш автомобиль, тем больше будет падение напряжения. Вот почему машина тормозит на дальней стороне трассы, и почему вам нужно добавлять вкладки мощности через каждые 12-15 стыков. Тем самым вы уменьшаете эффективное сопротивление в вашей цепи.По той же причине, если у вас есть автомобиль, который требует более высокого тока, необходимо увеличить количество бустеров или переключателей мощности.

А теперь взглянем на автомобильные моторы. Автомобильные двигатели — это не простые резисторы, это нелинейные устройства, а это означает, что ток, протекающий через двигатель, не прямо пропорционален напряжению, приложенному к двигателям. Двигатель постоянного тока имеет рабочее напряжение, которое обычно находится в диапазоне. Если вы работаете над ним, двигатель работает слишком быстро и выделяет слишком много тепла, он может очень быстро сгореть.Если вы попытаетесь эксплуатировать двигатель при напряжении ниже напряжения, это также может быть опасным, особенно если двигатель нагружен и должен преодолеть определенный уровень трения. Двигатель может не работать и действовать как прямое короткое замыкание, что также может привести к его быстрому сгоранию. Другой важной характеристикой двигателя является его номинальная мощность или номинальный ток. Чем выше номинальный ток, тем больше тока он будет потреблять при том же подаваемом напряжении, что обычно заставляет слот-машину работать быстрее. Для того же двигателя увеличение напряжения также заставит его работать быстрее, но потенциально может сократить срок его службы.Для двигателя с высокими рабочими характеристиками обычно требуется источник питания с более высоким выходным током.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *