Какие бывают двигатели ДВС?

Какие бывают двигатели ДВС

Какие бывают двигатели ДВС?

23.11.2015

Многих интересуют вопросы, какие бывают типы двигателей для спецтехники, в чем их принципиальное отличие друг от друга. В этой статье мы поговорим про виды и типы двигателей для спецтехники.

Типы дизельных двигателей

Бывает несколько типов дизельных двигателей. Друг от друга они отличаются конструкцией камеры сгорания. В двигателях с неразделенной камерой (с непосредственным впрыском) камера сгорания выполнена в поршне, а дизельное топливо впрыскивается в надпоршневое пространство. В двигателе дизельного типа с разделенной камерой топливо подается в дополнительную камеру, а не в цилиндр.

Дизельный двигатель в разрезе

В вихрекамерных дизелях камера связана с цилиндром каналом таким образом, чтобы попадая в нее, воздух интенсивно закручивался. Благодаря этому воздух и топливо хорошо смешиваются, а смесь хорошо воспламеняется. Говоря про типы дизельных двигателей, нельзя не упомянуть предкамерный.

Он снабжен вставной форкамерой, которая при помощи отверстий или каналов связана с цилиндром.

Сечение отверстий подбирается таким образом, чтобы во время хода поршня между цилиндром и форкамерой наступал перепад давления, которое в свою очередь вызывало бы стремительное течение газов сквозь эти отверстия. Существуют определенные типы систем питания дизельных двигателей.

Это одноточечный впрыск, многоточечный впрыск, механическая система впрыска, комбинированный электронно-механический впрыск, электронно-управляемый впрыск, непосредственный впрыск. Бывают двухтактные и четырехтактные дизели.

Четырехтактный дизельный двигатель

Первый этап (поршень направляется вниз) – такт пуска. Через открытый впускной клапан в цилиндр втягивается порция воздуха. Второй этап (поршень направляется вверх) – такт сжатия.

За то время, пока выпускной и впускной клапаны закрыты, происходит сжатие воздуха в 17 раз по сравнению с объемом цилиндра. Воздух разогревается и становится горячим.

Перед третьим тактом (поршень направляется вниз) через распылитель форсунки в камеру сгорания впрыскивается топливо и распыляется на мельчайшие частицы. Эти частицы равномерно смешиваются с сжатым воздухом. Так появляется самовоспламеняемая смесь.

Когда поршень начинает двигаться, при сгорании происходит высвобождение энергии. Впрыск продолжается, в результате чего поддерживается постоянное давление. В начале четвертого этапа (поршень движется вверх) открывается выпускной клапан и через него проходят выхлопные газы.

Двухтактный дизельный двигатель

Принцип работы следующий. В нижней мертвой точке (обозначается, как НМТ) располагается поршень, а цилиндр по умолчанию наполнен воздухом. Во время движения поршня вверх воздух сжимается, а вблизи верхней мертвой точки впрыскивается и воспламеняется топливо. Далее происходит следующее: расширяясь, продукты сгорания передают высвобождаемую энергию поршню.

Поршень в свою очередь движется вниз. Около НМТ происходит продувка – свежий воздух замещает собой продукты сгорания. Для продувки около НМТ в нижней части цилиндра установлены специальные продувочные окна. Поршень внизу – окна открыты, вверху – закрыты. При двухтактном цикле вдвое чаще происходят рабочие ходы.

Следовательно, дизельный двигатель с двухтактным циклом значительно мощнее четырехтактного.

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

К преимуществам в первую очередь стоит отнести высокую эффективность. Стандартный дизель имеет КПД 30—40, а то и 50 %. Бензиновый двигатель довольно неэффективен: он преобразовывает 20—30 % энергии в полезную. За счет того, что дизель использует впрыск высокого давления, требования к летучести топлива фактически отсутствуют.

Другими словами, в нем можно использовать даже тяжелые низкосортные масла. Дизель не имеет дроссельной заслонки, из-за чего мощность регулируется количеством впрыскиваемого топлива. На низких оборотах давление в цилиндрах не снижается, что и позволяет двигателю давать высокий вращающий момент даже на низких оборотах.

В результате, машина на дизеле более отзывчива при движении. Именно поэтому тягачи, самосвалы и другая спецтехника оснащаются дизелями. В выхлопах дизеля по сравнению с выхлопами бензинового двигателя меньше окиси углерода. Соответственно, дизельное топливо менее токсично.

Еще одно достоинство: дизельное топливо нелетучее, благодаря чему вероятность возгорания на дизелях значительно ниже. Теперь о недостатках. К ним относятся:

  • необходимость применения мощного стартера;
  • застывание и помутнение топлива при отрицательных температурах;
  • сложность в ремонте (насосы высокого давления – высокоточные устройства, что и накладывает определенный отпечаток на процессе ремонта).

В автопромышленности широко используются не только дизельные, но и бензиновые двигатели.

Типы бензиновых двигателей

Бензиновые двигатели различают по типу поставки топлива в цилиндр. Бывают карбюраторные и инжекторные двигатели. Инжекторный тип двигателя. Впрыск топлива производят форсунки.

К ним бензин подается дозами (за это отвечает электронный блок, подавая импульсы тока на форсунку) и под давлением. Карбюраторный тип двигателя. Впрыск топлива производится в карбюраторе.

Смешивание воздуха с топливом происходит благодаря вызываемым энергией воздушного потока аэродинамическим силам.

Турбо или атмосферный двигатель?

Атмосферный ДВС – двигатель, в котором воздух, смешиваясь с бензином, образует топливную смесь (в соотношении 1:14 – 1 часть бензина, 14 – воздуха). Плюсы атмосферника: большой моторесурс (300-500 тыс.

км без капремонта), надежность эксплуатации («кушает» даже плохой бензин и неплохо при этом работает), высокая ремонтопригодность (ремонт обходится дешевле, чем в случае двигателя с турбонадувом). Недостатки: большая масса, меньшая (по сравнению с турбо) мощность, худшая динамика.

В турбированном ДВС выхлопные газы используются для создания давления воздуха, попадающего в цилиндры. В результате мощность увеличивается по сравнению с атмосферником в среднем на 10 %. Преимущества турбированных двигателей: высокая мощность и крутящий момент, экологичность, меньший уровень шума.

Недостатки – сложность в эксплуатации (чувствительность к качеству масла и топлива), малый срок службы масляного фильтра и масла, зависимость от состояния воздушного фильтра, высокий расход топлива.

Виды поршневых двигателей

Поршневой двигатель — ДВС, в котором образовавшаяся в результате сгорания топлива энергия преобразуется в механическую работу движения поршня. По способу смесеобразования делятся на: двигатели с внешним смесеобразованием, компрессионные карбюраторные двигатели, калильные карбюраторные двигатели, двигатели с внутренним смесеобразованием (калоризаторные, дизельные).

Виды забойных двигателей

Забойный двигатель — погружная машина, которая преобразует пневматическую, гидравлическую или электрическую энергию в работу долота при бурении.

К забойным двигателям относятся винтовые двигатели, турбобуры и турбовинтовые двигатели.

На сегодняшний день выпускается нескольких видов забойных двигателей: турбинные (типов Т и А), редукторные турбинные (тип ТР), винтовые забойные двигатели (тип Д) и турбинно-винтовые двигатели (ТВД).

Виды двигателей внутреннего сгорания их различия

Рассмотрим виды двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

  • Поршневой двигатель. В его цилиндре содержится камера сгорания. Энергия тепла трансформируется в механическую благодаря кривошипно-шатунному механизму. Поршневые двигатели работают на дизельном топливе, бензине. Поршневой двигатель используется в строительной и сельскохозяйственной технике.
  • Газовая турбина. Энергию преобразует ротор с клиновидными лопатками. Такие турбины используются на судах, танках и локомотивах. Воздушно-реактивный и жидкостно-реактивный двигатель. Они трансформируют энергию топлива в энергию газовой струи. Применяется в авиастроительной и ракетной промышленности.
  • Роторно-поршневые двигатели. Энергия преобразуется благодаря вращению ротора специального профиля рабочими газами. Такие двигатели также востребованы в основном в авиапромышленности. Предпринимались попытки их установки на автомобили, но они не увенчались успехом по двум причинам. Первая: приходилось добавлять в топливо масло, что негативно отражалось на экологии. Вторая: такой ДВС сильно нагревался и быстро изнашивался.

Важно: спецтехника и самосвалы работают только на дизельных двигателях внутреннего сгорания. Мы рассмотрели виды двигателей внутреннего сгорания и их устройство. Идем дальше.

Виды двигателей внешнего сгорания

Двигатель Стирлинга

В двигателях внешнего сгорания процесс сгорания топлива или источник тепла отделены от рабочего тела. Двигатели внешнего сгорания – это паровые турбины, паровые машины, газовые турбины внешнего сгорания, двигатели Стирлинга.

Классификация двигателей по классам Евро

Евро-5 — экологический стандарт, который регулирует содержание вредных веществ в выхлопных газах. Стандарт обязателен для всех ввозимых в Россию автомобилей с 1 января 2014 года. Модели двигателей, соответствующие Евро-5, можно посмотреть здесь.

Нормы по выбросам: СН до 0,05 г/км, CO до 0,8 г/км и NOy до 0,06 г/км. Евро-4 — экологический стандарт, введенный в 2005 году в Евросоюзе. Действует с 1 января 2013 года. Нормы выброса ужесточились по сравнению с Евро-3 – они составляют 75 %. Евро-3 – экологический стандарт, введенный в 1999 году в Евросоюзе.

Начиная с 1 января 2008 года все ввозимые в Россию ТС должны соответствовать требованиям стандарта Евро-3. Стандарт снизил уровень выбросов на 30-40 % по сравнению с Евро–2. Максимальный выброс – СО 0,64 г. Евро-2 — стандарт, введенный в 1995 году (в России – в 2005 году).

В стандарте Евро–2 нормы по содержанию в выхлопе углеводородов были ужесточены почти в 3 раза, до 0,29 г/км. Стандарт Евро–1 предусматривает выброс СО в размере до 2,72 г/км, углеводородов (СН) – не более 0,72 г/км, оксидов азота (NO) – не более 0,27 г/км. Стандарт действовал с 1992 по 1995.

Сейчас разрешен ввоз в Россию только Евро-5 (самосвалы, тягачи, автобетономешалки и т.п.) А у бульдозеров и погрузчиков можно завозить Евро-2.

Как определить тип двигателя

Многие спрашивают: как узнать тип двигателя? Нет ничего проще. Вся информация содержится на металлической табличке, прикрепленной к самому двигателю. Если таблички нет, то можно изучить двигатель в разобранном виде. Все типы китайских двигателей вы найдете в нашем каталоге.

Источник: http://UniDvigatel.ru/kakie-byvayut-dvigateli-dvs.html

Типы двигателей внутреннего сгорания

Какие бывают двигатели ДВС?

8 Апреля, 2017 / Статьи  ДВС — это двигатель, работающий по принципу сжигания различного топлива непосредственно внутри самого агрегата.

В отличие от двигателей другого типа, ДВС лишены: любых элементов передающих тепло для дальнейшего преобразования в механическую энергию, преобразование происходит непосредственно от сгорания топлива; значительно компактнее; имеют малый вес относительно агрегатов другого типа со сравнимой мощностью; требуют использования определенного топлива с жесткими характеристиками температуры горения, степени испаряемости, октановым числом и т. д.  Схема работы четырехтактного ДВС     В автомобилестроении применяются четырехтактные моторы:

 1. Впуск;

 2. Сжатие;

 3. Рабочий ход;

 4. Выпуск.

Но существуют и двухтактные версии двигателей внутреннего сгорания, но в современном мире, они имеют ограниченное применение.  В данной статье будут рассмотрены только моторы, устанавливающиеся на автомобили.

 Разновидности двигателей по использующемуся топливу

 Бензиновые моторы, как понятно из названия используют в качестве топлива для работы — бензин с различным октановым числом, и имеют систему принудительного поджига топливной смеси при помощи электрической искры.

 Могут разделяться по типу впуска на карбюраторные и инжекторные.

Карбюраторные моторы уже пропадают из производства из-за сложности в точной настройке, высокого потребления бензина, неэффективности смешивания топливной смеси и несоответствия современным жестким экологическим требованиям.

В таких моторах, смешивание горючей смеси начинается в камерах карбюратора и заканчивается по пути во впускном коллекторе. 

    Инжекторные агрегаты развиваются большими темпами, и система впрыска топлива улучшается с каждым поколением. Первые инжектора имели «моновпрыск» с единственной форсункой. По сути, это была модернизация карбюраторных моторов. Со временем, на большинстве агрегатов, начали использоваться системы с отдельными форсунками на каждый цилиндр. Использование форсунок в системе впуска, позволило точнее контролировать пропорции топлива и воздуха в разных режимах работы агрегата, снизить расход топлива, увеличить качество топливной смеси, увеличить мощность и экологичность силовых агрегатов.

 Современные форсунки, устанавливающиеся на силовые агрегаты с системой непосредственного впрыска топлива в цилиндры, способны производить несколько отдельных впрысков топлива за один такт. Это позволяет еще улучшить качество топливной смеси и добиваться максимальной отдачи энергии от используемого количества бензина. То есть, еще больше увеличилась экономия и производительность моторов. 

Схема Дизельного ДВС     Дизельные агрегаты — используют принцип воспламенения смеси дизельного топлива и воздуха при нагреве от сильного сжатия. При этом, в дизельных агрегатах не используются системы принудительного поджига. Данные моторы имеют ряд преимуществ перед бензиновыми, в первую очередь — это экономность топлива (до 20%), при сравнительной мощности. Топливо меньше расходуется из-за большей степени сжатия в цилиндрах, что улучшает характеристики горения и отдачи энергии топливной смеси, а следовательно, и топлива необходимо меньшее количество для достижения таких же результатов. Кроме этого, дизельные агрегаты не используют дроссельные заслонки, что улучшает поступление воздуха в силовой агрегат, что еще уменьшает расход топлива. Дизеля развивают больший крутящий момент, и на более низких оборотах коленчатого вала.  Не обошлось без недостатков. Из-за увеличенной нагрузки на стенки цилиндров, конструкторам пришлось использовать более надежные материалы, и увеличивать размеры конструкции (увеличение веса и удорожание производства). Кроме этого, работа дизельного силового агрегата — громкая из-за особенностей воспламенения топлива. А увеличенная масса деталей не позволяет мотору развивать высокие обороты с такой же скоростью, как и бензиновые, и максимальное значение оборотов коленчатого вала — ниже, чем у бензиновых агрегатов.

Гибридный силовой агрегат

 Данный тип автомобиля начала набирать популярность в последние года. Благодаря своей эффективности экономии топлива и увеличению общей мощности автомобиля благодаря комбинированию двух типов агрегатов.

По сути, данная конструкция представляет собой два отдельных агрегата — небольшой ДВС (чаще всего дизельный) и электромотор (или несколько электромоторов) с аккумуляторной батареей большой емкости.

  Схема гибридной силовой установки     Преимущества комбинирования выражаются в способности совмещать энергию двух агрегатов при разгоне, или использование каждого типа двигателя по отдельности, в зависимости от необходимости. К примеру, при движении в городской пробке — может работать только электродвигатель, экономя дизельное топливо.

При движении по загородным дорогам, работает ДВС, как более выносливый, мощный и с большим запасом хода агрегат.  При этом, специальная батарея для электромоторов, способна подзарядиться от генератора, или используя систему рекуперации при торможении, что позволяет экономить не только топливо, но и электричество, необходимое для зарядки батареи.

 Роторно-поршневой мотор

 Роторно-поршневой мотор построен по уникальной схеме движения поршня-ротора, который перемещается внутри цилиндра не по возвратно-поступательной траектории, а вокруг своей оси.

Это осуществляется благодаря особой треугольной конструкции поршня и особенному расположению впускных и выпускных отверстий в цилиндре.  Вид треугольного поршня в цилиндре     Благодаря такой конструкции, двигатель быстро набирает обороты, что увеличивает динамические характеристики автомобиля.

Но с развитием классической конструкции ДВС, двигателя Ванкеля начали терять свою актуальность из-за конструктивных ограничений. Принцип движения поршня не позволяет добиться большой степени сжатия топливной смеси, что исключает использование дизельного топлива.

А малый ресурс, сложность обслуживания и ремонта, а также — слабые экологические показатели не позволяют автопроизводителям развивать данное направление.

 Разновидности силовых агрегатов по компоновке

 Из-за необходимости уменьшения веса и габаритов, а также, размещения большего числа поршней в одном агрегате привело к появлению разновидностей моторов по компоновке.

 Рядные моторы

  Четырехцилиндровый рядный двигатель  Рядный двигатель — это самый классический вариант силового агрегата. В котором все поршни и цилиндры располагаются в один ряд.

При этом, современные моторы с рядной компоновкой вмещают в себе не более шести цилиндров. Но именно шестицилиндровые рядные двигатели, имеют наилучшие показатели по уравновешиванию вибрации при работе.

Единственный минус — это значительная длина мотора, относительно других компоновок.

 V-образные моторы

Расположение поршневой группы в V-образном ДВС
 Данные моторы появились в следствии желания конструкторов уменьшить габариты двигателей, и необходимости разместить более шести поршней в одном блоке.

В данных моторах, цилиндры находятся в разных плоскостях. Визуально, расположение цилиндров образует букву «V», откуда и пошло название.

Угол между двумя рядами называется углом развала, и варьируется в широком диапазоне, разделяя данный тип моторов на подгруппы.

 Оппозитные моторы

Вид оппозитного двигателя с автомобиля марки Subaru
 Оппозитные двигателя, получили максимальный угол развала в 180 градусов. Что позволило конструкторам снизить высоту агрегата до минимальных размеров, и распределить нагрузку на коленчатый вал, увеличивая его ресурс.

 VR моторы

Расположение цилиндров у VR-двигателей
 Это комбинация свойств рядных и V-образных агрегатов. Угол развала в таких двигателях достигает 15 градусов, что позволяет использовать одну головку блока цилиндров с единым механизмом газораспределения.

 W-образные моторы

W-образный двигателя
 Одни из самых мощных и «экстремальных» конструкций ДВС. Могут иметь три ряда цилиндров с большим углом развала, или два совмещенных VR блока. На сегодняшний день, распространение получили моторы на восемь и двенадцать цилиндров, но конструкция позволяет использовать и большее количество цилиндров.

 Характеристики двигателя внутреннего сгорания

 Просмотрев множество информации про различные автомобили, любой интересующийся человек, увидит определенные основные параметры мотора:  • Мощность силового агрегата, измеряющуюся в л.с.

(или кВт*ч);  • Максимальный крутящий момент развиваемый силовым агрегатом, измеряющийся в Н/м;  Большинство автолюбителей, разделяют силовые агрегаты, только по мощности. Но данное разделение не совсем верное. Безусловно, агрегат в 200 «лошадей», предпочтительнее двигателя в 100 «лошадей» на тяжелом кроссовере.

А для легкого городского хэтчбека, хватит и 100 сильного мотора. Но есть некоторые нюансы.  Максимальная мощность, указанная в технической документации, достигается при определенных оборотах коленвала. Но используя автомобиль в городских условиях, водитель редко раскручивает мотор выше 2 500 оборотов в минуту.

Поэтому, большее время эксплуатации машины, задействована только часть потенциальной мощности.  Но, часто, бывают случаи на дороге. Когда необходимо резко увеличить скорость для обгона, или для ухода от аварийной ситуации. Именно максимальный крутящий момент влияет на способность агрегата быстро набрать требуемые обороты и мощность.

Если сказать проще, крутящий момент влияет на динамику автомобиля.

 Стоит отметить небольшую разницу между бензиновыми и дизельными моторами.

Двигатель работающий на бензине — выдает максимальный крутящий момент при оборотах коленчатого вала от 3 500 до 6 000 в минуту, а дизельные моторы могут достигать максимальных параметров при более низких оборотах. Поэтому, многим кажется. Что дизельные агрегаты мощнее и лучше «тянут». Но, большинство самых мощных агрегатов используют бензиновое топливо, так как они способны развить большее число оборотов в минуту. 

Наглядный пример разницы бензинового и дизельного двигателя     А для подробного понимания термина крутящий момент, следует посмотреть на единицы его измерения: Ньютоны умноженные на метры. Другими словами, крутящий момент определяет силу, с которой поршень давит на коленчатый вал, а тот в свою очередь передает мощность на коробку передач, и в конечном итоге — на колеса.

 Также, можно упомянуть про мощную технику, у которой максимальный крутящий момент может достигаться при оборотах в 1 500 в минуту. В основном — это трактора, мощные самосвалы, и некоторые дизельные вездеходы. Естественно, таким машинам нет необходимости раскручивать мотор до максимальных значений оборотов. 

    Основываясь на приведенной информации, можно сделать вывод, что крутящий момент зависит от объема силового агрегата, его габаритов, размеров деталей и их веса. Чем тяжелее все эти элементы, тем более преобладает крутящий момент на низких оборотах. Дизельные агрегаты имеют больший крутящий момент и меньшие обороты коленчатого вала (большая инертность тяжелого коленвала и других элементов не позволяют развивать больших оборотов).

 Мощность автомобильного двигателя

 Стоит признать, что мощность и крутящий момент — это взаимосвязанные параметры, зависящие друг от друга. Мощность — это определенное количество работы, произведенная мотором за время. В свою очередь, работа мотора — это крутящий момент. Поэтому, мощность характеризуется как количество крутящего момента за единицу времени.

 Существует известная формула, характеризующая отношение мощности и крутящего момента:  Мощность = крутящий момент * обороты в минуту / 9549  В итоге, получим значение мощности в киловаттах. Но естественно, просматривая характеристики автомобилей, нам привычнее видеть показатели в «л.с.». Для перевода киловатт в л.с.

необходимо умножить получившееся значение на 1,36.

 Вывод

 Как стало понятно из данной статьи, автомобильные двигатели внутреннего сгорания могут иметь множество отличий друг от друга.

А выбирая автомобиль для постоянного использования — необходимо изучить все нюансы конструкции, характеристик, экономности, экологичности, мощности и надежности силового агрегата. Также, будет полезно изучить информацию о ремонтопригодности мотора.

Так как многие современные агрегаты используют сложные системы газораспределения, впрыска топлива и выхлопа, что может усложнить их ремонт.

Элемент 228470 не найден.

Другие материалы на эту тему:

© 2007-2018 Продажа автомобилей, автоновости, каталог авто с ценами.
Сетевое издание «CarsWeek» зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25 апреля 2017 года. Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС77-69477. Учредитель: Богачков Сергей Григорьевич.

Главный редактор: С. Г. Богачков. Электронная почта редакции: bogachs@yandex.ru. Телефон редакции: +7-915-979-14-25.                                                                                                                                Использование материалов сайта разрешается только с установкой активной гиперссылки на CarsWeek.ru.

16+

Источник: https://carsweek.ru/articles/tipy-avtomobilnykh-dvigateley/

Виды двигателей внутреннего сгорания

Какие бывают двигатели ДВС?

Мало кто знает, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён ещё 5 веков назад, легендарным инженером и конструктором Леонардо да Винчи. Но, после первого чертежа потребовалось ещё 300 лет, чтобы были созданы первые прототипы, которые могли полноценно работать.

Виды двигателей

Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.

Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.

Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:

  • Паровая машина
  • Бензиновый двигатель
  • Карбюраторная система впрыска
  • Инжектор
  • Дизельные двигатели
  • Газовый двигатель
  • Электрические моторы
  • Роторно-поршневые ДВС

Паровая машина

Первым представителем полноценного двигателя внутреннего сгорания следует считать паровую машину, которая устанавливалась на все транспортные средства 19 века, до момента изобретения остальных видов моторов.

На то время паровыми движками оснащались паровозы, автомобили и даже примитивные трёхколёсные самоходные машины (напоминающие мотоциклы). Изобретение такого класса завоевало весь мир, но к концу 19 — начало 20 века стало неэффективное, поскольку транспортные средства на пару не могли развивать достаточно большую скорость.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого является бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического или электрического) на систему впрыска. Итак, рассмотрим, какие бывают типы бензиновых моторов:

  • С карбюратором.
  • Инжекторного типа.

Современный мир привык, что большинство автомобилей имеет электронную систему впрыска топлива (инжектор).

Карбюраторная система впрыска

Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с дальнейшим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был разработан в Германии ещё в конце 19 века и имеет почти 100 летнюю историю развития.

Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Кроме этого существует достаточно много прототипов.

Принцип работы карбюратора достаточно простой: бензонасос подаёт топливо в поплавковую камеру, где бензин проходит сквозь жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого топлива регулирует водитель при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недостатком карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а также не соответствует экологическим международным нормам.

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Дизельные двигатели

Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.

На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.

Дизель с турбонаддувом

Одним из подвидов дизельного ДВС считается турбодизель. На этом моторе установлена турбина, которая имеет вид улитки. При помощи турбины в мотор подаётся больше количество сжатого воздуха, который даёт больше детонационный эффект, за счёт чего движок можно быстрее разогнать.

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Электрические моторы

Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.

Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.

Гибриды

Наверное, самые желаемые двигатели на сегодняшний день. Это смесь бензинового двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Существует несколько вариантов работы такого движка.

  1. Мотор может работать на попеременном питании. Сначала движение производится на бензине, пока генератор заряжает батарею, а затем водитель может переключиться на электропитание.
  2. Двигатель и электромотор работают одновременно, что помогает сэкономить расход горючего на одно, и тоже расстояние с другими типами ДВС.

Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.

Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.

Водородный мотор

НОУ-ХАУ современного мира считается водородный двигатель. В автомобиль устанавливается установка водородного типа. Отличие от бензиновых моторов заключается в подаче топлива. Если у бензина топливо подаётся вовремя возврата поршня в ВТМ, то у водородного силового агрегата в момент, когда поршень возвращается к НТМ.

В будущем планируется создать водородный двигатель закрытого типа, когда не будет требоваться выброс отработанных газов, а также на 500 км автолюбитель сможет забить о заправке автомобиле.

Стоит понимать, что автомобили с таким мотором будут стоить весьма не дёшево, пока они полностью не вытеснят бензинового брата.

Вывод

Двигатели внутреннего сгорания имеют достаточно большое количество видов и типов, на любой вкус. Так, самыми популярными, по мировой статистике, считают бензиновые, дизельные и гибридные силовые агрегата. Но, все движется к тому, что человек хочет отойти от использования бензина и его аналогов и перейти полностью на электрику.

Источник: http://AvtoDvigateli.com/vidy/vidy-dvs.html

Разновидности ДВС: какие существуют двигатели внутреннего сгорания

Какие бывают двигатели ДВС?

Поршневой ДВС (двигатель внутреннего сгорания) является тепловой машиной и работает по принципу сжигания смеси топлива и воздуха в камере сгорания. Главной задачей такого устройства выступает преобразование энергии сгорания топливного заряда в механическую полезную работу.

Не смотря на общий принцип действия, сегодня существует большое количество агрегатов, которые существенно отличаются друг от друга благодаря целому ряду индивидуальных конструктивных особенностей. В этой статье мы поговорим о том, какие бывают двигатели внутреннего сгорания, а также в чем состоят их главные особенности и отличия.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Начнем с того, что ДВС может быть двухтактным и четырехтактным. Что касается автомобильных моторов, указанные агрегаты четырехтактные. Такты работы двигателя представляют собой:

  • впуск топливно-воздушной смеси или воздуха (что зависит от типа ДВС);
  • сжатие смеси горючего и воздуха;
  • сгорание топливного заряда и рабочий ход;
  • выпуск из камеры сгорания отработавших газов;

По такому принципу работают как бензиновые, так и дизельные поршневые моторы, которые нашли широкое применение в автомобилях и на другой технике. Также стоит упомянуть и агрегаты на газу, в которых газовое топливо сжигается аналогично дизтопливу или бензину.

Бензиновые силовые агрегаты

Что касается поршневых бензиновых моторов, такие двигатели имеют систему зажигания для воспламенения рабочей смеси от искры. Системы питания в таких агрегатах могут быть карбюраторными или инжекторными (впрысковыми).

Приготовление рабочей смеси в карбюраторных ДВС происходит в карбюраторе, далее смешанный бензин и воздух подаются во впускной коллектор. Сегодня такие системы считаются устаревшими, так как не способны обеспечить двигателю должную экологичность и экономичность.

Впрысковые ДВС по типу конструкции системы питания бывают моноинжекторными (моновпрыск) или системами с распределенным впрыском. В первом случае схема предполагает наличие только одной форсунки, которая впрыскивает горючее во впускной коллектор. Решения с распределенным впрыском имеют отдельную форсунку на каждый цилиндр, которая установлена рядом с впускными клапанами.

Такая система питания, особенно распределенный впрыск, позволяет увеличить мощность мотора, при этом достигается топливная экономичность и происходит снижение токсичности отработавших газов. Это стало возможным благодаря точной дозировке подаваемого топлива под управлением ЭСУД (электронная система управления двигателем).

Дальнейшее развитие систем топливоподачи привело к появлению моторов с прямым (непосредственным) впрыском. Главным их отличием от предшественников является то, что воздух и топливо подается в камеру сгорания отдельно. Другими словами, форсунка устанавливается не над впускными клапанами, а монтируется прямо в цилиндр.

Подобное решение позволяет подавать топливо напрямую, причем сама подача разделена на несколько этапов (подвпрысков). В результате удается добиться максимально эффективного и полноценного сгорания топливного заряда, двигатель получает возможность  работать на бедной смеси (например, моторы семейства GDI), падает расход топлива, снижается токсичность выхлопа и т.д.

Дизельные моторы

Дизельный двигатель работает на дизтопливе, а также в значительной мере отличается от бензинового. Основное отличие заключается в отсутствии искровой системы зажигания.  Воспламенение смеси топлива и воздуха в дизеле происходит от сжатия.

Если просто, сначала в цилиндрах сжимается воздух, который сильно нагревается. В последний момент происходит впрыск солярки прямо в камеру сгорания, после чего нагретая и сильно сжатая смесь воспламеняется самостоятельно.

Если сравнивать дизельные и бензиновые ДВС, дизель отличается более высокой экономичностью, лучшим КПД и максимумом крутящего момента, который доступен на низких оборотах. С учетом того, что дизели развивают больше тяги при меньших оборотах коленвала, на практике такой мотор не нужно «крутить» на старте, а также можно рассчитывать на уверенный подхват с самых «низов».

Однако в списке минусов таких агрегатов можно выделить чувствительную топливную систему, а также больший вес и меньшие скорости в режиме максимальных оборотов. Дело в том, что дизель изначально «тихоходный» и имеет меньшую частоту вращения коленчатого вала по сравнению с бензиновыми ДВС.

Дизели также отличаются большей массой, так как особенности воспламенения от сжатия предполагают более серьезные нагрузки на все элементы такого агрегата. Другими словами, детали в дизельном моторе более прочные и тяжелые. Также дизельные моторы более шумные, что обусловлено процессом воспламенения и сгорания дизельного топлива.

Роторный двигатель

Двигатель Ванкеля (роторно-поршневой двигатель) представляет собой принципиально иную силовую установку.  В таком ДВС привычные поршни, которые совершают возвратно-поступательные движения в цилиндре, попросту отсутствуют. Главным элементом роторного мотора является ротор.

Указанный ротор вращается по заданной траектории. Роторные ДВС бензиновые, так как подобная конструкция не способна обеспечить высокую степень сжатия рабочей смеси.

К плюсам относят компактность, большую мощность при незначительном рабочем объеме, а также способность быстро раскручиваться до высоких оборотов. В результате автомобили с таким ДВС обладают выдающимися разгонными характеристиками.

Если говорить о минусах, то стоит выделить заметно сниженный ресурс сравнительно с поршневыми агрегатами, а также высокий расход топлива. Также роторный двигатель отличается повышенной токсичностью, то есть не совсем вписывается в современные экологические стандарты.

Гибридный двигатель

Гибридный силовой агрегат фактически является сочетанием поршневого бензинового или дизельного ДВС и электромотора. Также в конструкции присутствует тяговая аккумуляторная батарея, которая питает электродвигатель.

Гибрид работает по принципу максимальной экономии топлива, то есть двигатель внутреннего сгорания задействуется только в определенных режимах. При спокойной езде колеса вращает электромотор, а ДВС подключается тогда, когда батарея разряжается, необходимо интенсивное ускорение ТС, нагрузки достаточно высокие т.п.

Также во время работы гибридной установки активно используется схема рекуперации энергии. Например, во время торможения двигателем работает генератор, который подзаряжает тяговый аккумулятор.

Такое сочетание двух типов силовых установок позволяет получить улучшение разгонной динамики (особенно когда одновременно задействован ДВС и электромотор), наблюдается существенная экономия топлива и малый выброс токсичного выхлопа.

Компоновка и технические характеристики ДВС

Еще стоит добавить, что существуют многочисленные разновидности двигателей внутреннего сгорания, которые отличаются друг от друга по компоновке и расположению цилиндров.

Дело в том, что пространство в моторном отсеке ограничено, при этом на разных автомобилях возникает необходимость уместить в таком пространстве агрегат с тем или иным количеством цилиндров.

Как правило, по компоновке на большинстве машин чаще всего можно встретить:

  • рядный двигатель;
  • V-образный мотор;
  • оппозитный двигатель;

Рядный двигатель означает, что все его цилиндры  расположены в одной плоскости. Рядные «четверки» (4-х цилиндровый мотор) являются самым распространенным типом ДВС. Рядные «шестерки»  также весьма популярны, они меньше вибрируют, имеют  приемлемую мощность, однако такой двигатель получается достаточно длинным.

Еще одним вариантом является V-образный двигатель. Цилиндры в таком моторе располагаются в двух плоскостях,  напоминая литеру «V». Подобный ДВС имеет 6 или 8 цилиндров (V6 или V8), при этом длина двигателя сравнительно с рядным мотором меньше, хотя ширина закономерно увеличивается. Еще добавим, что угол между плоскостями принято называть углом развала.

Также отдельного внимания заслуживает оппозитный двигатель. Примечательно, что такая компоновка предполагает угол развала 180 градусов. Фактически, цилиндры и поршни находятся друг напротив друга, а сам агрегат называется «boxer». Такое расположение позволило уменьшить высоту оппозитника, снизить уровень вибраций, улучшить развесовку и т.д.

Добавим, что существуют так называемые двигатели типа VR. Их особенностью является малый угол развала, позволяя уменьшить размеры ДВС в длину и ширину. Также стоит упомянуть мощные W-двигатели. Указанные силовые агрегаты многоцилиндровые (например, W12) Что касается компоновки, конструкция может включать в себя сразу три ряда цилиндров, которые расположены под большим углом развала.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое оппозитный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции, а также об основных преимуществах и недостатках моторов данного типа.

Еще одним вариантом является расположение тех же трех рядов цилиндров, при этом угол развала максимально уменьшен (как и в случае с VR-компоновкой). Как правило, именно  последний вариант прижился на мощных легковых авто класса «премиум», спорткарах и солидных внедорожниках. Дело в том, что даже при таком количестве цилиндров двигатель все равно отличается  компактностью.

Основные технические параметры ДВС

Двигатели внутреннего сгорания также имеют целый ряд характеристик и параметров, которые закладываются конструктивно. Если просто, речь идет о рабочем объеме, степени сжатия, мощности и крутящем моменте и т.д.

Наибольший интерес для рядового обывателя, конечно же, представляет мощность и моментная характеристика. Крутящий момент, который создается на коленчатом валу, фактически указывает на то, какая сила тяги будет передаваться на колеса.

Естественно, чем большим окажется показатель крутящего момента, тем большей будет тяга. Другими словами, от данного показателя зависит разгонная динамика. Что касается мощности двигателя, это величина, которая отображает произведенную работу за единицу времени.

Увеличение крутящего момента и мощности возможно посредством двух способов:

  • больший рабочий объем;
  • сжигание большего количества топливно-воздушной смеси;

Если просто, в первом случае речь идет о физическом увеличении  камеры сгорания и объема цилиндров. Во втором подразумевается принудительная подача воздуха в цилиндры под давлением для сжигания большего количества топлива.

Как правило, мощные двигатели с большим объемом атмосферные, то есть «засасывают» наружный воздух в цилиндры самостоятельно благодаря возникающему разрежению от движения поршней. Мощные агрегаты, при этом обладающие меньшим объемом, оснащаются механическими компрессорами или турбонаддувом. В таких ДВС воздух нагнетается принудительно, то есть поступает  в камеру сгорания под давлением.

Что в итоге

Как видно, приведенный выше материал дает общее представление о том, какие есть двигатели внутреннего сгорания. При этом  даже с учетом общего принципа действия, силовые агрегаты могут значительно отличаться по таким показателям, как компоновка, мощность, крутящий момент, расход горючего и т.д.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции, принципах работы,а также плюсах и минусах моторов данного типа.

Более того, даже двигатели, схожие по конструкции (например, рядный четырехцилиндровый мотор), могут иметь разное количество впускных и выпускных клапанов на один цилиндр (например, 8-и и 16-клапанные моторы).

На одних ДВС для получения необходимой мощности используется система изменения фаз газораспределения в комплексе с турбонаддувом, тогда как на других с точно таким же рабочим объемом и компоновкой такие решения отсутствуют.

По этой причине для объективной оценки производительности того или иного двигателя на разных оборотах, причем не на коленвалу, а на колесах, необходимо проводить специальные комплексные замеры на динамометрическом стенде.

Источник: http://KrutiMotor.ru/kakie-byvayut-dvigateli-vnutrennego-sgoraniya/

Типы поршневых двигателей внутреннего сгорания: виды

Какие бывают двигатели ДВС?

Автопроизводители с каждым годом разрабатывают все больше новых моторов. Они отличаются по размерам, объему и мощности.

Линейки моторов, устанавливающихся на конкретный автомобиль, пестрят ассортиментом. На одну модель производитель может предлагать до 15 вариантов двигателей. Вид топлива, лошадиные силы, количество цилиндров, наличие турбины, тип впрыска, количество клапанов — отличают моторы друг от друга.

Но одним из самых главных критериев для различия двигателей является их тип. Именно его чаще всего отмечают дополнительным шильдиком на крышке багажника. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) можно разделить на рядные, V-образные, VR-образные, опозитные и W-образные. Также к ним можно отнести роторный мотор.

Авто Информатор разобрался, в чем же характерные различия этих ДВС.

Вкратце о принципе работы самого распространенного четырехтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания. В таком двигателе цикл делится на 4 такта (4 хода поршня):

  1. Поршень идет вниз от верхней мертвой точки, освобождая камеру сгорания (цилиндр) и засасывая смесь из открытого впускного клапана.
  2. Поршень движется к верхней мертвой точке, сдавливая смесь. Когда поршень приближается к ней, в камеру сгорания подается искра.
  3. Свободный ход поршня. После подачи искры смесь детонирует и выдавливает поршень из камеры сгорания.
  4. Когда поршень совершает свой четвертый ход, открывается выпускной клапан, через который поршень выдавливает отработанные газы из камеры сгорания.

4 такта работы одного цилиндра ДВС

Рядный двигатель

Ход поршней в рядном ДВС (R6 — 6 цилиндров)

Один из самых простых типов двигателя. Он обозначается буквой «R» (R3, R4, R5 и так далее). В таком моторе цилиндры расположены в ряд. Их может быть от двух до шести. Самый распространенный из рядных двигателей — 4-х цилиндровый. Но в истории есть автомобили и с рядными 8-ми цилиндровыми моторами. Их перестали устанавливать из-за большой длины.

Рядные «четверки» устанавливаются почти на все машины, объем которых находится в диапазоне от 1 до 2,4 литра. «Пятерки» начали устанавливать еще в 1974 году на Mercedes-Benz W123. Позже они начали появляться на Audi, а в конце 80-х — на автомобилях Volvo и Fiat.

Касаемо рядной шестерки, самым ярким носителем данного мотора является Volvo S80, с объемом 3,2 литра.

V-образный двигатель

Ход поршней в V-образном двигателе (V8 — 8 цилиндров)

Следующий по популярности после рядного мотора. В таком двигатели цилиндры расположены друг напротив друга под углом от 10° до 120° (наиболее часто 45°, 60° и 90°) в форме латинской буквы «V», с равным количеством «котлов» на обоих сторонах. В таких моторах поршни вращают один общий коленчатый вал.

На шильдике буква «V» обозначает тип двигателя, а следующие за ней цифры — количество цилиндров. Такие моторы бывают V6, V8, V10, V12. (не путать с 16V или 20V, в случае когда буква «V» расположена после цифр, она обозначает количество клапанов «Valve»). Почти всегда это машины с объемом двигателя более 3-х литров.

Но бывают и меньше, например 2,8 v6 или 2,6 v6.

VR-образный двигатель

Так располагаются поршни в VR-образном двигателе

Знаменитый двигатель VR6 от Volkswagen, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR). На таких двигателях применяется очень маленький развал блока, всего в 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют еще «смещённо-рядным». Самыми известными авто с таким мотором являются Golf VR6 и Passat VR6.

W-образный двигатель

Ход поршней в W-образном двигателе (W16 — 16 цилиндров)

Этот мотор также разрабатывался компанией Volkswagen. Суть двигателя заключается в слиянии двух VR-образных моторов в один под углом 72°. Мотор W12 был презентован на концепт каре W12 Roadster. Он состоял из двух моторов VR6.

Позже Volkswagen презентовал топовую версию Passat B5 с двигателем W8. Он компоновался из тех же двух VR6 моторов, только с «обрезанными» двумя цилиндрами с каждого. Самый известный W-образный мотор установлен на Bugatti Veyron.

Его объем достигает 16,4 литра, а сделан он из двух моторов VR8.

Оппозитный двигатель

Ход поршней в оппозитном двигателе

Двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между цилиндрами составляет 180°. Отличается от V-образного с развалом в 180° тем, что стоящие напротив поршни достигают верхней мертвой точки одновременно, а не поочередно. Оппозитный мотор очень активно устанавливается в автомобили марки Subaru.

Рекомендуем посмотреть наш репортаж с чемпионата по дрифту. Он прошел в Киеве на автодроме «Чайка».

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://avto.informator.ua/2018/07/10/tipy-porshnevyh-dvigatelej-vnutrennego-sgoraniya-vidy/

Спорам нет
Добавить комментарий