Основные параметры двигателя – Раздел I. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. Лекция 2. Общее устройства и основные параметры двигателя.

Содержание

Основные параметры двигателей автомобиля и их типы

Сердце автомобиля – ДВС или двигатель внутреннего сгорания, сложный технологический узел, обладающий множеством параметров. Их необходимо знать автолюбителю, чтобы ориентироваться при выборе автомобиля и ориентироваться во время эксплуатации и при ремонте. Наиболее значимыми параметрами являются:

  • Объем камер сгорания – определяет показатель расхода топлива и в значительной степени мощности;
  • Мощность – измеряется в киловаттах, но чаще используются лошадиные силы;
  • Крутящий момент – тяговое усилие;
  • Расход топлива – показатель указывается в литрах на 100 км. При этом учитываются дорожные условия: город, шоссе, смешанный режим;
  • Расход масла —
    тут важно учитывать тип, а порой и марку потребляемого масла.

Типовые параметры работы двигателей

Существует разделение ДВС на такие типы:

  • Бензиновые – часто используются в гражданском автомобилестроении, наиболее распространенный тип;
  • Дизельные – эти агрегаты отличаются надежностью и экономичностью. При этом несколько уступают бензиновым аналогам в динамике (набор скорости), но выигрывают по показателям проходимости. Широко используются военными, распространены в гражданском автомобилестроении;
  • Газовые – используют в качестве топлива сжиженный, природный, сжатый газ, который закачивается в специальные баллоны;

В список можно включить гибридные газодизельные агрегаты и роторно-поршневые. Последний тип широко использовался авиацией до середины XX века, в современных условиях встречается редко.

Количество цилиндров двигателя

Количество цилиндров в ДВС определяют его мощность. В процессе технической и технологической эволюции их количество постепенно увеличилось с 1 до 16. С увеличением количества цилиндров сами агрегаты становились больше. Решением в части экономии пространства стала концепция расположения цилиндров.

Расположение цилиндров

Существует такое понятие, как конфигурация двигателя, она определяется компоновкой цилиндров, их расположением. Можно выделить 2 основных типа – рядный, когда цилиндры расположены в ряд и V-образный. Второй тип наиболее часто используется в современном автопроме. В этом случае цилиндры располагаются под углом и соединяются с коленчатым валом, образуя латинскую букву V. Такая компоновка имеет подвиды:

  • W-образное
    расположение цилиндров;
  • Y-образное расположение цилиндров.

Реже применяются компоновки, образующие форму латинских букв U и H.

Объем двигателя

Рабочий объем ДВС определяет его мощность. Этот параметр измеряется в см3, но чаще в литрах. Он определяется путем суммирования внутреннего объема всех цилиндров силового агрегата. За основу в вычислениях берется поперечное сечение цилиндра и умножается на длину хода по нему поршня. В результате получается рабочий объем.
Параметр также определяет во многих странах мира сумму сборов. Соответственно чем больше объем, тем мощнее двигатель, а значит, его владелец заплатит больший взнос. Перспективным направлением разработок современности являются ДВС с изменяемым объемом. Это технология, когда при определенных условиях цилиндры отключаются.

Материал, из которого изготавливается двигатель

Основным материалом в производстве двигателей являются металлы и их сплавы:

  • Чугун – обеспечивает надежность и прочность, но минусом является внушительный вес;
  • Алюминиевые сплавы – дают неплохую прочность, при этом легкие. Недостаток – большая стоимость;
  • Магниевые сплавы – наиболее дорогостоящий материал, отличается высокой прочностью.

Многие производители автомобилей комбинируют материалы. Это во многом диктуется принадлежностью модели к тому или иному классу, что ставит ее в определенные ценовые рамки.

Мощность двигателя

Основополагающий параметр ДВС. Он измеряется в лошадиных силах, реже в кВт (киловатты). Мощность определяет скоростной предел и динамику разгона. Это еще один важный момент в условиях высокой конкуренции между производителями. Серьезная борьба идет в сегменте премиумных, спортивных автомобилей, а также в классе роадстеров и мускулкаров. Здесь разгон от 0 до 100 км/ч играет важную роль и может быть меньше 4 секунд.

Крутящий момент

Крутящий момент – параметр, определяющий тяговую силу мотора, обозначается Н/м (Ньютоны на метр). Значение непосредственно связано с мощностью и динамикой, хотя и не является для них определяющим. В значительной степени крутящий момент влияет на «эластичность» силового агрегата. Под этим словом подразумевается возможность ускоряться при низких оборотах. Соответственно, чем больше ускорение, тем эластичней мотор.

Расход топлива

Показатель потребления топлива двигателем зависит от его рабочего объема, а соответственно мощности.

Основополагающую роль играет тип топливной системы:

  • Карбюраторная;
  • Инжекторная.

Измеряется показатель в литрах на 100 км. Техническая документация современных автомобилей предоставляет данные о расходе топлива при нескольких режимах движения: езда по городу, трассе, смешанный тип. В некоторых моделях, преимущественно внедорожниках, указывается расход при движении в условиях бездорожья, так как задействуются все 4 колеса и потребление бензина, дизеля значительно возрастает.

Тип топлива

ДВС могут потреблять разные виды топлива, но в основном используются:

  • Бензин – продукт переработки нефти-сырца или вторичной перегонки нефтепродуктов. Основополагающим показателем является октановое число, которое указывается в цифрах. Буквенное сочетание, стоящее перед цифрами «АИ» означает:
    А – бензин автомобильный;
    И – октановое число определено исследовательским способом. Если этой буквы в маркировки нет, значит, октановое число выведено моторным методом.
    Российские стандарты предусматривают такие марки бензина: А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98. Наиболее востребованными в настоящее время являются марки с октановым числом 92,95,98;
  • Дизель или дизельное топливо – получается путем промышленного перегона нефти. В его состав входят 2 вещества:
    1. Цетан – легковоспламеняющийся компонент, чем его содержание больше, тем выше качество топлива;
    2. Метилнафталин – не горючий компонент.
    Основополагающими характеристиками дизеля являются: прокачиваемость и воспламеняемость. В зависимости от спецификации подразделяется на: летнее, зимнее, арктическое (ориентировано на использование при экстремально низких температурах).

Также ДВС в качестве топлива может использовать газы: метан, пропан, бутан. Для этого на автомобиль устанавливаются специальные системы.

Расход масла

Показатель расхода масла указывается производителем автомобиля в технической документации к нему. Нормальным считается потребление смазки в соотношении 0,8–3% от потребляемого количества топлива. Также на этот показатель влияет размер двигателя, он увеличивается на больших, мощных агрегатах, особенно дизельных.
Различают расход масла:

  • Штатный – испарение смазочного материала с цилиндров, выдавливание через картер газами, смазка компрессора турбины;
  • Нештатный – течи уплотнений, потеря масла через сальники коленвала, маслосъемные поршневые кольца, перемычки поршня, когда происходит их разрушение.

К чрезмерному расходу приводит использование масла низкого качества и несоответствующей требованиям технической эксплуатации марки.

Ресурсная прочность

Ресурсная прочность – показатель, определяющий частоту проведения ТО. Измеряется пробегом. Оптимальное количество пройденных километров от 5000 до 30 000. Этот показатель дает возможность рассчитать максимальный срок эксплуатации силового агрегата.

Тип топливной системы

На бензиновые и дизельные моторы устанавливаются разные типы топливных систем. Бензиновые агрегаты могут оснащаться карбюраторной или инжекторной системой. Первая основана на механическом принципе, подача топлива регулируется дроссельной заслонкой. Второй тип – инжекторный позволяет осуществлять настройки с помощью электронных средств. Это значительно увеличивает КПД двигателя, сокращает расход топлива.
Дизельные агрегаты оснащаются ТНВД (топливными насосами высокого давления). Это устройство считается устаревшим и ненадежным. Чаще всего оно используется совместно с форсунками, обладающими функциями насоса. Но сами по себе они не могут обеспечить стабильную работу двигателя.

Тип бензиновой системы впуска

Существует 2 разновидности топливных бензиновых систем: карбюраторная, инжекторная. Они отличаются конструктивным устройством, а также принципами подачи топлива в цилиндры:

  • Карбюратор вливает бензин сплошным потоком, что затрудняет его смешивание с воздухом и детонацию. Это приводит к увеличенному расходу топлива, снижению технических характеристик мотора;
  • Инжекторная система превращает топливо в мелкодисперсную субстанцию – распыляет его. Это дает ему возможность быстро смешиваться с воздухом внутри цилиндра и приводит к увеличению характеристик двигателя и уменьшению расхода топлива.

Тип бензиновой системы впрыска

Существует одноточечная и многоточечная система впрыска. Первая не используется на современных моторах, вторая, в свою очередь, многоточечная система бывает:

  • Распределенной. Она обеспечивает стабильную работу силового агрегата, но не обеспечивает высокую динамику и не увеличивает мощность;
  • Прямой. В этом случае обеспечивается оптимальный расход топлива, увеличивается мощность двигателя и его ресурсная прочность. Недостатком системы является нестабильность работы на малых оборотах. Также минусом можно считать высокую требовательность к качеству бензина.

Дизельная система впрыска

Классическая схема впрыска топлива дизельного ДВС выглядит так:

  • ТНВД – топливный насос высокого давления подает горючее в рампу;
  • В рампе дизельное топливо нагнетается и с помощью форсунок-насосов подается в камеру сгорания.

На сегодняшний день это наиболее надежная схема впрыска дизельного топлива.

Форсунки впрыска

По принципу работы форсунки впрыска бывают:

  • Механические;
  • Пьезотронные.

Последние обеспечивают плавную работу двигателя. Больше ни на какие характеристики мотора форсунки впрыска не влияют.

Количество клапанов

Клапана, их количество влияет на показатель мощности мотора. Считается, что при большем количестве клапанов, работа двигателя становится плавнее. Устанавливаются они на впуск и выпуск цилиндра от 2 до 5 штук. Недостатком большого количества клапанов является увеличенный расход топлива.

Компрессор

Главная функция компрессора – повышение мощности ДВС без увеличения его размеров.

Это делается с помощью нагнетания в камеру сгорания большего объема воздуха, что позволяет делать взрыв топливной смеси более мощным. Устанавливается компрессор на впускную систему автомобиля.
Компрессор приводится в движение механическим способом через соединение с коленвалом. Это делается посредством ремня или цепи. Турбокомпрессор нагнетает воздух под действием потока газов, которые крутят турбину, отвечающую за подачу дополнительной порции атмосферной массы.
Компрессоры по принципу подачи воздуха делятся на:

  • Центробежные – простая конструкция, где нагнетателем является крыльчатка;
  • Роторные – воздух нагнетается кулачковыми валами;
  • Двухвинтовые – функции нагнетателей выполняют винты, расположенные параллельно друг другу.

Система газораспределения

ГРМ или газораспределительный механизм отвечает за потоками газов в цилиндре. Он также выполняет функцию переключателя фаз процесса распределения. Принцип действия основан на блокировании и открывании впускных и выпускных отверстий камер сгораний. Это делается при помощи регулировочных элементов:

  • Клапанов;
  • Валов с приводами;
  • Толкателей;
  • Коромысел;
  • Шлангов.

По принципу управления процессом распределения газов ГРМ разделяются на:

  • Клапанные;
  • Золотниковые;
  • Поршневые.

Двигатель

Основные параметры двигателей

Сталкиваясь с необходимостью выбора нового автомобиля, современные автолюбители не всегда знают по каким параметрам оценивать то или иное транспортное средство. Самым главным устройством в автомобиле является двигатель внутреннего сгорания. По его характеристикам оценивают возможности всего автомобиля, однако самостоятельно разобраться в устройстве мотора достаточно сложно. Понятно, что начинающим водителям и водителям-непрофессионалам сложно выбрать нового железного «друга», ввиду не осведомленности их о важных параметрах силового агрегата. Для того чтобы немного понять  устройство двигателя внутреннего сгорания и ответить на вопрос: «в чем заключается принцип его работы?», разберемся в характеристиках.

Количество цилиндров двигателя

Устройство двигателя внутреннего сгорания предусматривает наличие 2,4,8 или 16 цилиндров. Это серьезный показатель, т.к. большее количество цилиндров обеспечивает наиболее плавный прирост крутящего момента и значительное увеличение мощности. Автомобили, оснащенные одинаковым количеством цилиндров, не будут иметь одинаковую мощность. Это говорит о том, что один параметр не может характеризовать работу всего двигателя.

Расположение цилиндров

Производители легковых и грузовых транспортных средств в большинстве случаев располагают цилиндры в двух возможных вариантах – последовательно (рядно)-1 и V-образно (двухрядно)-2. Во втором случае механизмы устанавливаются по обе стороны коленчатого вала, и эффективность их установки напрямую зависит от угла развала. Чем больший угол имеют установленные цилиндры, тем ниже центр тяжести двигателя, тем эффективнее охлаждается двигатель и производится подача масла. Несмотря на достоинства, слишком большой угол расположения цилиндров приводит к снижению динамических параметров транспортного средства. Малый угол между механизмами вызывает частый и быстрый перегрев двигателя автомобиля.

Два основных вида отличаются между собой мощностью, размерами и весом.

Не так часто можно встретить транспортные средства с радикальным (наклон цилиндров —  180°)-3, W-образным (четырехрядное) и рядно-V-образным расположением цилиндров. Последний вариант расположения – результат комбинирования основных разновидностей; такая установка механизмов предусматривает последовательную установку цилиндров с наклоном в обе стороны коленчатого вала. Он оптимизирует процесс охлаждения двигательной системы.

Разработчики установили, что если в один ряд поставить четное количество цилиндров, автомобиль получит непревзойденные вибрационные и шумоподавляющие параметры.

Объем двигателя

Вместительность камер сгорания двигателя – это, пожалуй, один из самых основных характеристик, определяющих мощность и потребление вашего будущего железного «друга». Большой объем двигателя нуждается в большем количестве топлива. Для городского пользования оптимальный вариант объема движка – 1,5 и 1,6 литра.

Материал, из которого изготовлено устройство внутреннего сгорания

Существует как минимум три вида материалов, из которых изготавливаются силовые агрегаты :

  1. Чугун. Чугунные двигатели отличаются высокой прочностью и надежность, а также гарантируют долгий срок эксплуатации. Но, так же как и все чугунные изделия, мотор из данного материала имеет слишком большой вес, который ухудшает управляемость автомобиля.
  2. Алюминий, в отличие от чугуна, занимает не так много места и имеет небольшой вес, однако обеспечивает меньшую прочность, которая не так надежно проявляет себя в повседневной жизни.
  3. Магниевые сплавы. Такой материал в большинстве случаев используют на внедорожниках и автомобилях бизнес-класса. Такая выборочная установка объясняется легко: высокий уровень прочности и небольшой вес реализуется на мировом рынке за слишком высокую стоимость, и ее установка на обычные малолитражки будет экономически не выгодна.

В процессе эксплуатации транспортного средства для водителя находятся приоритетные характеристики, на которые впоследствии он и будет обращать внимание. К ним относятся выходные характеристики силового агрегата:

Мощность

Автомобильная мощность измеряется лошадиными силами (л.с.) или киловаттами (кВт).

Большое количество лошадиных сил говорит о малом времени разгона автомобиля и о возможности достижения наивысшего уровня максимальной скорости.

Крутящий момент

Крутящим моментом называется тяговое усилие, создаваемое силовым агрегатом пределе своих возможностей. Оно измеряется Ньютон-метрами (Н•м).

Величина крутящего момента говорит о возможности автомобиля быстро набирать скорость на малых оборотах.

Максимально допустимое количество оборотов коленчатого вала в минуту

Величина измеряется в оборотах в минуту (об/мин) и показывает, какое число оборотов может совершить коленчатый вал, не провоцируя при этом потери ресурсной прочности двигателя. Слишком высокое количество оборотов в минуту означает наличие у автомобиля динамичного и резкого характера.

Расходные характеристики ДВС также имеют место при выборе нового транспортного средства:

Расход топлива

Единица измерения – количество литров на 100 километров (л/100 км). При этом требуемое количество бензина или дизеля, необходимых для преодоления 100 километров в городе, на трассе и при поездках в смешанном режиме, не одинаково.

Тип топлива

Все современные автомобили имеют бензиновые или дизельные двигатели. При использовании бензина для заправки транспортного средства важно выбирать указанную в инструкции марку, не изменяя при этом октановое число. Понижение нормы октанового числа негативно влияет на ресурсную мощность и прочность двигателя, а его повышение вызывает увеличение прочности, снижение ресурса и увеличение процесса теплоотдачи, в результате чего возникнет перегрев мотора.

Расход масла

Для исправного автомобиля расход масла не должен превышать 1л/1000 км.

Выбирая моторное масло, нужно правильно расшифровывать его обозначения. В общих случаях, вид масла обозначается так – xxWxx. Первое число обозначает степень густоты масла, второе – его вязкость. Например, к синтетическим маслам можно отнести 0W40, 5W40, к полусинтетическим – 10W40, к минеральным – 15W40, 20W40. Чем больше густота и вязкость масла, тем выше прочность и надежность мотора.

Будьте внимательны, ибо можно с легкостью испортить двигатель, ведь масла 70W90 и 95W100 предназначены только для трансмиссионной системы.

Ресурсная прочность

Ресурсная прочность позволяет определить насколько часто ваше транспортное средство нуждается в в техническом обслуживании. Данный показатель обычно предусматривает 5000 – 30000 километров пробега.

При выборе железного «друга», автолюбитель должен иметь представление не только об узком круге определенных двигательных характеристик, но и о сложных, требующих понимания параметрах:

Тип топливной системы

Каждый современный автомобиль оснащен бензиновой или дизельной топливной системой. В зависимости от преимуществ, каждый автолюбитель подбирает себе нужный вариант автомобиля. В отличие от дизельной системы, бензиновая обеспечивает автомобилю большую мощность. Однако дизельная система, в свою очередь, значительно экономит топливо и отличаются большим крутящим моментом.

Тип бензиновой системы впуска

Автомобили могут иметь два типа системы впуска – инжекторную или карбюраторную. Электронная (инжекторная) система впуска позволяет добиваться большего КПД, поэтому устанавливается на большинство современных автомобилей.

Карбюраторная система предусматривает не распыляемое топливо в камере сгорания, а вбрасываемое струей в бензиновую систему. При этом у автомобиля наблюдается значительное повышение потребления топлива, ухудшается управляемость и нарушается работа мотора. Многокарбюраторные системы в используются достаточно редко и устанавливаются на тюнингуемые или на спортивные транспортные средства.

Тип бензиновой системы впрыска

Бензиновая система впрыска обеспечивает бесперебойную подачу топлива в камеры сгорания. Различают системы с одноточечным и многоточечным впрыском. Первый тип системы требует большего количества бензина и не гарантирует правильной работы двигателя, поэтому современные автомобили не оснащают одноточечной системой впрыска. Многоточечный метод впрыска создает в камере сгорания равномерную топливную смесь, которая позволяет автомобилю стабильно работать в любых условиях.

Есть еще один тип бензиновой системы впрыска – прямой. Такой метод подачи бензина увеличивает срок эксплуатации автомобиля, позволяет ему работать без перебоев и снижает расход топлива. Однако установка такой системы станет для автолюбителя дорогим удовольствием. Кроме того, она имеет существенные недостатки. Если вы все таки установили на автомобиль систему прямого впрыска бензина, то использовать нужно только высококачественное топливо. Также, стабильность работы двигателя может быть нарушена и при холодном старте могут появляться перебои.

Дизельная система впрыска (ДВС)

Устройство бензиновой системы впрыска гораздо легче для восприятия, чем дизельная. ДВС используется в комбинации двух устройств, обеспечивающих стабильность и надежность работы мотора.

Система ТНВД – это самая распространенная дизельная система, ставшая основой для остальных усовершенствованных систем.. Она используется только в вместе с системой насос-форсунок, за счет которых топливо подается в камеру сгорания. При использовании системы насос-форсунок без ТНВД затрудняется работа силового агрегата, что объясняет необходимость совмещения двух устройств.

Комбинация ТНВД и насос-форсунок распространена не только в России, но и в других странах мира. Дизельное топливо под давлением ТНВД подается в рампу, сжимается и впрыскивается в камеру сгорания. Система не только оптимизирует работу мотора автомобиля, но и значительно повышает его мощность, а также благополучно воздействует на количество потребляемого топлива.

Форсунки впрыска

Различают два вида форсунок– это механические и пьезотронные. Их вид не существенно влияет на общую характеристику двигателя. Однако большей популярностью пользуются пьезотронные форсунки. Они предают двигательной системе плавный рабочий цикл.

Количество клапанов

Количество клапанов на каждом автомобиле различно, их число определяется производителями. Обычно, на цилиндр устанавливают от 2 до 5 клапанов на впуске/выпуске. Количество клапанов влияет на стабильность работы и мощность двигателя. Чем большее количество клапанов установлено, тем плавнее и мощнее работа двигателя. Слишком большое количество клапанов увеличивает расход топлива.

Компрессор

Данный механизм создан для сжимания топлива, т.е. впускной смеси. Компрессоры могут быть механическими и турбонаддувными. Механический компрессор работает за счет коленчатого вала двигателя. Недостаток данной системы в том, что он приводит к значительной потере мощности и увеличению потребляемого топлива. Турбонаддувные компрессоры оснащены крыльчаткой турбины, раскручивающейся от давления выхлопных газов. Турбонаддувные механизмы более экономичны, они не затрачивают большого количества впускной смеси, но на малых оборотах уменьшают крутящий момент.

Для улучшения мощностных характеристик двигателей некоторых автомобилей, производители устанавливают несколько устройств. Последовательно установленные компрессоры обеспечивают бесперебойность в работе мотора, параллельно установленные компрессоры увеличивают характеристики автомобиля в пиковых режимах.

Система газораспределения

Газораспределительная система играет важную роль в работе автомобиля. Она напрямую влияет на работоспособность вашего железного «друга». Ее неисправность может повлечь за собой серьезные поломки, вот почему иногда важно знать ее составляющие. К ним относятся механизм распределения, распредвалы и привод.

Газораспределительная система может быть простой и динамической. Вторая разновидность системы обеспечивает свободное переключение режимов двигателя, выступает как стабилизатор процесса его работы. В динамической системе регулируются фазы и высота подъема клапана.

Современные автомобили могут иметь различное количество распредвалов, однако оптимальный вариант – это установка одного устройства на 8 клапанов мотора.

Ремень или цепь могут выступать приводом в устройстве системы газораспределения. Прежде чем выбирать наиболее удобный вариант, ознакомьтесь с их достоинствами и недостатками. Ремень системы может изнашиваться через равный промежуток времени, поэтому требует вложений в его замену. К основному достоинству можно отнести практически бесшумную работу устройства. В отличие от ремня, цепь вызывает неприятный металлический лязг. Однако цепь является наиболее прочным и надежным приводом, который хоть и имеет большую стоимость, но не изнашивается в течении длительного срока эксплуатации.

Силовые агрегаты автомобилей имеют еще ряд особенностей устройства двигателя, однако для водителя-непрофессионала они не имеют значения.

Типы и параметры ДВС

Автомобильные поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) обладают множеством показателей – мощность, крутящий момент, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных параметров.

Содержание статьи

Типы двигателей

Двигатель — устройство, преобразующее энергию сгорания топлива в механическую работу. Практически все автомобильные двигатели работают по циклу, состоящему из четырех тактов:

  • впуск воздуха или его смеси с топливом;
  • сжатие рабочей смеси,
  • рабочий ход при сгорании рабочей смеси;
  • выпуск отработавших газов.

Наибольшее распространение в автомобилях получили поршневые двигатели — бензиновые и дизели.

Бензиновые двигатели имеют принудительное зажигание топливо-воздушной смеси искровыми свечами. Различаются по типу системы питания:

  • в карбюраторных смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей снижается из-за низкой экономичности и несоответствия современным экологическим нормам;
  • в впрысковых двигателях топливо может подаваться одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра (распределенный впрыск). В них возможно некоторое увеличение максимальной мощности и снижение расхода бензина и токсичности отработавших газов за счет более точной дозировки топлива электронной системой управления двигателем;
  • двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания, который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно уменьшается расход топлива и выброс вредных веществ.

Дизели — двигатели, в которых воспламенение смеси топлива с воздухом происходит от повышения ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми эти двигатели обладают лучшей экономичностью (на 15-20%) благодаря большей (в два и более раз) степени сжатия (см. ниже), улучшающей процессы горения топливо-воздушной смеси. Достоинством дизелей является отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент (см. ниже) дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала (в обиходе — “тяговиты на низах”).

Дизели устаревших конструкций обладали по сравнению с бензиновыми двигателями и рядом недостатков:

  • большей массой и стоимостью при одинаковой мощности из-за высокой степени сжатия (в 1,5-2 раза больше), увеличивавшей давление в цилиндрах и нагрузки на детали, что заставляло изготавливать более прочные элементы двигателя, увеличивая их габариты и вес;
  • большей шумностью из-за особенностей процесса горения топлива в цилиндрах;
  • меньшими максимальными оборотами коленвала из-за более высокой массы деталей, вызывавшей большие инерционные нагрузки. По этой же причине дизели, как правило, менее приемисты — медленнее набирают обороты.

Роторно-поршневой двигатель (Ванкеля) — в нем ротор-поршень совершает не возвратно-поступательное движение, как в бензиновых двигателях и дизелях, а вращается по определенной траектории. Благодаря этому он обладает хорошей приемистостью — быстро набирает обороты, обеспечивая автомобилю хорошую динамику разгона. Из-за конструктивных особенностей степень сжатия ограничена, поэтому работает только на бензине и обладает худшей экономичностью из-за формы камеры сгорания. Раньше его недостатком был меньший ресурс, а теперь и невысокие экологические показатели, которым сейчас уделяется большое внимание.

Гибридная силовая установка представляет собой комбинацию поршневого двигателя (как правило, дизеля), электродвигателя, генератора и тяговых (тяговая аккумуляторная батарея, в отличие от стартерной, рассчитана на разряд большими токами (50-100 А) в течение 30-60 минут) аккумуляторных батарей. Работа этой установки происходит в различных режимах в зависимости от характера движения автомобиля. При интенсивном разгоне вместе работают поршневой и электрический двигатели. Во время торможения двигателем за счет энергии замедления генератор заряжает аккумуляторные батареи. При движении в городском цикле может работать только электродвигатель. Все это позволяет, сохраняя (или даже улучшая) динамику разгона, значительно повысить экономичность и снизить выброс вредных веществ.

Компоновка поршневых двигателей

Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

Рядный двигательРядный двигательV-образный двигательV-образный двигатель

Рядный двигатель (рис. 1, а) — компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (2, 3, 4, 5 и 6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной.

V-образный двигатель (рис. 1, б) — цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала. Наиболее часто такое размещение цилиндров применяется для шести- и восьмицилиндровых двигателей и обозначается V6 и V8 соответственно. Такая компоновка позволяет уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину.

Оппозитный двигательОппозитный двигательVR-двигательVR-двигатель

Оппозитный двигатель (рис. 1, в) имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок.

VR-двигатель (рис. 1, г) обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата.

W-двигательW-двигательW-двигательW-двигатель

W-двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала (рис. 1, д) или как бы две VR-компоновки (рис. 1, е).Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

 

Конструктивные параметры двигателей

Любой двигатель характеризуется следующими конструктивно заданными параметрами (рис. 2), практически неизменными в процессе эксплуатации автомобиля.

Конструктивные параметры двигателейКонструктивные параметры двигателей

Объем камеры сгорания — объем полости цилиндра и углубления в головке над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке — крайнем положении на наибольшем удалении от коленвала.

Рабочий объем цилиндра — пространство, которое освобождает поршень при движении от верхней до нижней мертвой точки. Последняя является крайним положением поршня на наименьшем удалении от коленвала.

Полный объем цилиндра — равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.

Рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров.

Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Для бензиновых двигателей определяет октановое число применяемого топлива.

 

Показатели двигателей

Силы, действующие в цилиндреСилы, действующие в цилиндре

Показателями двигателя называют величины, характеризующие его работу. Помимо конструктивных параметров, они зависят от особенностей и настроек систем питания и зажигания, степени износа деталей и пр.

Давление в конце такта сжатия (компрессия) является показателем технического состояния (изношенности) цилиндро-поршневой группы и клапанов.

Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).

Крутящий момент увеличивается с ростом:

  • рабочего объема . Поэтому двигатели, которым необходим значительный крутящий момент, обладают большим объемом;
  • давления горящих газов в цилиндрах , которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно называется “стуком поршневых пальцев”) или ростом нагрузок в дизелях.

Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в технической документации.

Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) приблизительно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в минуту, умноженное на определенный коэффициент).

Двигатели большей мощности производители получают увеличением:

  • рабочего объема , что, в свою очередь, приводит к росту габаритов двигателя и ограничению допустимых максимальных оборотов из-за значительных сил инерции увеличившихся деталей;
  • оборотов коленчатого вала , число которых ограничено инерционными силами и увеличением износа деталей. Высокооборотный двигатель одинаковой мощности (при прочих равных условиях — конструкции двигателя, технологии изготовления, применяемых материалах и т.д.) с низкооборотным обладает меньшим сроком службы, так как в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет совершать больше оборотов;
  • давления в цилиндре путем повышения степени сжатия либо наддувом воздуха посредством турбо- или механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и снижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув позволяет, например, сохранить мощность при меньшем рабочем объеме.

Номинальная мощность — гарантируемая производителем мощность при полной подаче топлива на определенных оборотах. Именно она, а не максимальная мощность, указывается в технической документации на двигатель.

Удельный расход топлива — это количество топлива, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. Является показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более эффективно используется энергия сгорающего в цилиндрах топлива.

Характеристики двигателей

Внешние скоростные характеристики

При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.

Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рис. 4), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.

Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.

Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.

Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.

Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике (см. рис. 4). Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.

Пунктирной линией на графике показаны более оптимальные характеристики двигателя.

3.3. Основные параметры двигателей

Для оценки и сравнения автотракторных двигателей, кроме конструктивных размеров, применяют ряд термодинамических, динамических, технологических параметров.

К термодинамическим параметрам относят: среднее эффективное давление, литровую и удельную поршневую мощности двигателя. Динамические параметры характеризуются средней скоростью поршня и коэффициентом форсировки. Технологическими параметрами являются удельный и литровый веса двигателя.

Литровой мощностью двигателяназывается эффективная мощность двигателя, отнесенная к его литражу:

или

Как видно из приводимого выражения, повышение литровой мощности достижимо путем увеличения среднего эффективного давления, числа оборотов. Чем больше литровая мощность, тем меньше (при прочих равных условиях) габариты и вес двигателя. Литровая мощность дает возможность сравнивать степень использования рабочего объема двигателей, развивающих одинаковое число оборотов.

Удельной поршневой мощностьюдвигателя называется эффективная мощность двигателя, отнесенная в сумме площадей поршня двигателя:

.

Удельная поршневая мощность характеризует общую напряженность двигателя.

Средняя скорость поршня (м/с) определяется по формуле:

,

где S — ход поршня, мм.

Коэффициентом форсировкиназывается произведение средней скорости поршня на среднее эффективное давление.

.

Коэффициент форсировки показывает два пути повышения мощности двигателя:

  1. Применение наддува с увеличением цикловой подачи топлива и соответствующим возрастанием

Pe;

  1. Увеличение частоты вращения двигателя и возрастанием скорости поршня

ωср.

Сухим весом двигателяGДназывают вес двигателя без воды и масла, без коробки передач, муфты сцепления, радиатора и без агрегатов, не имеющих непосредственного отношения к двигателю, но с вентилятором, генератором и воздухоочистителем.

Литровым весом двигателяназывается сухой вес двигателя, приходящийся на единицу литража:

.

Литровой вес дает возможность судить о степени совершенства конструкции и технологии изготовления двигателя.

Удельным весом двигателяназывается сухой вес двигателя, приходящийся на единицу эффективной мощности:

.

 

4. Характеристики двигателей внутреннего сгорания

Работу двигателя в различных эксплуатационных условиях можно проанализировать, если установлена связь между его мощностью, крутящим моментом, расходом топлива и другими величинами и показателями, определяющими режим работы двигателя.

Режим работы двигателя характеризуется нагрузкой и числом оборотов.

Полной нагрузкойназывается любой режим работы двигателя, независимо от числа оборотов, при полностью открытой дроссельной заслонке (карбюраторные и газовые двигатели) или полной подаче топлива (дизельные двигатели).

Частичными нагрузкаминазываются любые другие режимы работы двигателя при неполном открытии дроссельной заслонки или неполной подаче топлива. Частичные нагрузки оцениваются в долях от полной нагрузки с указанием соответствующего им числа оборотов.

Зависимость какого-либо основного показателя (или показателей) работы двигателя от другого показателя или фактора, влияющего на работу двигателя, называется характеристикой двигателя.

Характеристики двигателя строятся на основании опытных данных, получаемых при испытаниях двигателя в лабораторных условиях.

Основными характеристиками двигателя являются: скоростная характеристика; нагрузочная характеристика; регулировочные характеристики.

Испытание и построение регулировочных характеристик двигателя обычно предшествует получению скоростных и нагрузочных характеристик.

 

 

Тема 1.2. Рабочие процессы и основные параметры автомобильного двигателя

Рассмотрим схему работы четырехтактного дизеля с наддувом (рис.1).

1-й такт – впуск. Осуществляется при движении поршня от ВМТ к НМТ при открытом впускном клапане. Для улучшения наполнения цилиндра открытие впускного клапана начинается на подходе поршня к ВМТ (точка 1), а закрытие –после НМТ (точка 2).

Рис. 1. Диаграммы рабочих процессов четырёхтактных двигателей

Величина достигаемого давления Ра зависит от гидравлического совершенства тракта, фаз газораспределения и динамических явлений во впускной и выпускной системах.

2-й такт – сжатие. Происходит при движении поршня от НМТ (точка А) до ВМТ (точка С). Практически процесс сжатия начинается с момента закрытия впускного клапана (точка К) за 10…300 пкв до ВМТ в среду сжатого в цилиндре воздуха начинается впрыск топлива (точка 2) и спустя 5…100 пкв, это топливо воспламеняется в точке 3. Фактически давление в цилиндре в ВМТ (точка С) оказывается выше расчетного давления в конце сжатия (точка С).

3-й такт – горение-расширение. Происходит при движении поршня от ВМТ (точка С) к НМТ (точка В). Начавшаяся топливоподача продолжается 30…350 пкв и заканчивается в точке 4 за ВМТ. Горение начинается в точке 3. Через 10…150 пкв после ВМТ достигается максимальная температура Тz. Фактически окончание горения затягивается до точки 5; расширение продолжается до точки 6 – момента открытия выпускного клапана.

4-й такт – выпуск. Происходит при движении поршня от НМТ к ВМТ при открытии выпускного клапана. Процесс выпуска начинается с момента открытия выпускного клапана в точке 6. Благодаря перепаду давлений происходит быстрое истечение газов в выпускной коллектор. Закрытие выпускного клапана происходит в точке 8 за ВМТ.

Фаза перекрытия клапанов используется для продувки цилиндра. Цель продувки – очистка камеры сгорания (КС) от остаточных продуктов сгорания, а также охлаждение воздухом клапанов и днища поршня.

Рабочий цикл двухтактного двигателя осуществляется за два хода поршня, т. е. за один оборот коленчатого вала. Это достигается благодаря тому, что выталкивание и впуск заменяются процессами выпуска и продувки, происходящими при положении поршня около НМТ.

Рассмотрим работу двухтактного двигателя.

1-й такт – сжатие. При восходящем движении поршня заканчиваются процессы выпуска, продувки и наполнения цилиндра воздухом. С момента закрытия выпускного клапана и продувочных окон поршнем в цилиндре происходит сжатие и за 15…200 пкв до ВМТ впрыскивается топливо, которое самовоспламеняется.

2-й такт – горение, расширение и продувка. При нисходящем движении поршня заканчиваются топливоподача и горение топлива, после чего процесс расширения продолжается до момента открытия выпускного клапана. После открытия продувочных окон верхней кромкой поршня начинаются продувка и наполнение цилиндра. Рабочий цикл повторяется.

При одинаковых значениях D, S, i, n, Pe в двухтактном двигателе теоретически можно получить мощность вдвое больше , чем в четырехтактном. В действительности, мощность возрастает в 1,7…1,85 раза, так как часть хода поршня из-за наличия окон теряется. Худшая очистка цилиндра, потери воздушного заряда и др. снижают мощность двухтактных дизелей. У двухтактных двигателей большая равномерность крутящего момента (рис. 2) ввиду того, что рабочий ход приходится на каждый оборот коленчатого вала.

Рис. 2. Диаграмма рабочего процесса двухтактного двигателя

Процессы впуска, выпуска, горения-расширения в четырехтактных дизелях протекают более эффективно, так как на них отводится больший угол пкв, чем в двухтактных, тогда как процесс топливоподачи у двухтактных дизелей заметно короче, чем у четырёхтактных.

Основные характеристики двигателя разделяются на индикаторные, или внутренние, и эффективные, или внешние.

Индикаторные характеристики показывают степень совершенства протекающих в цилиндрах двигателя процессов и учитывают только тепловые потери внутри цилиндра.

Эффективные характеристики показывают степень совершенства двигателя в целом и учитывают все потери (тепловые, механические), наблюдаемые в процессе преобразования энергии, начиная от сгорания топлива до вращения коленчатого вала.

К основным характеристикам, или показателям двигателя (индикаторным и эффективным), относят: среднее давление, мощность , расход топлива и КПД.

Среднее индикаторное давление – условное постоянное давление pi, действующее на поршень на протяжении его рабочего хода и совершающего работу, равную индикаторной работе замкнутого цикла.

Среднее эффективное давление – условное постоянное давление, действующее на поршень за цикл и совершающее работу, равную полезной работе на фланце коленчатого вала.

Большое влияние на индикаторные и мощностные показатели двигателя имеют:

степень сжатия ε

Степень сжатия для двигателей с искровым зажиганием составляет от 7 до 11, а дизельных – от 12 до 25 и более. Увеличение степени сжатия существенно повышает индикаторные показатели, улучшает условия воспламенения, что позволяет на долевых нагрузках обеднять смесь. При увеличении степени сжатия растут тепловые и механические нагрузки на детали двигателя, вредные выбросы, повышаются требования к октановому числу топлива;

— размеры цилиндра D, S

Размеры цилиндра влияют на мощность и процессы теплообмена. С увеличением диаметра цилиндра для обеспечения работы без детонации следует использовать топливо с более высоким октановым числом. Увеличение диаметра при неизменной степени сжатия из-за снижения теплоотвода в стенки повышает индикаторный КПД.

— частота вращения n

Частота вращения интенсифицирует в цилиндре движение рабочего заряда и сгорание. При этом время, отводимое на цикл, уменьшается, а продолжительность сгорания несколько увеличивается. При увеличении оборотов сокращаются утечки газов через кольца и теплоотвод в систему охлаждения;

-литровая мощность Nл

Литровая мощность характеризует степень использования рабочего цилиндра и зависит, в основном, от числа оборотов двигателя и от основных размеров двигателя;

— индикаторная мощность Ni

Мощность, соответствующая работе, совершаемой газами за цикл внутри цилиндра;

— эффективная мощность Nэ

Общая полезная мощность, развиваемая двигателем на фланце коленчатого вала.

Регулировочные характеристики представляют собой зависимости основных показателей двигателя от значения одного или нескольких регулировочных параметров при постоянной частоте вращения коленчатого вала.

Регулировочные характеристики получают для ряда скоростных и нагрузочных режимов с целью оценки качества рабочего процесса и определения предельных мощностных, экономических и экологических показателей двигателя на исследуемых режимах, выбора и оценки регулировочных параметров систем двигателя, определения характера их изменения на различных режимах.

Регулировочная характеристика двигателя с искровым зажиганием по составу смеси представляет собой зависимость основных показателей двигателя от состава смеси. Возможны три способа её получения:

— при постоянном положении дроссельной заслонки, что обеспечивает примерное равенство расхода воздуха. Способ прост и пригоден на режимах полной нагрузки;

— при постоянной мощности двигателя; способ более правильный, так как при движении автомобиля в конкретных условиях необходима постоянная мощность; используется на режимах холостого хода;

— при постоянном расходе топлива; способ применяют при испытании двигателя с системами впрыскивания топлива.

Все три способа могут использоваться на средних нагрузках.

Нагрузочной характеристикой называется зависимость основных показателей двигателя от параметра, характеризующего его нагрузку при постоянной частоте вращения.

Нагрузочная характеристика позволяет описать работу двигателя при движении автомобиля с постоянной скоростью, на одной передаче и, переменном дорожном сопротивлении.

Основными показателлями двигателя по нагрузочной характеристике являются Gт и gе.

Скоростная характеристика представляет собой зависимость основных показателей двигателя от частоты вращения коленчатого вала при неизменном положении органа управления двигателем.

Внешняя скоростная характеристика определяется при полном открытии дроссельной заслонки или при положении органа управления подачей топлива, которое обеспечивает получение номинальной мощности двигателя.

Частичные скоростные характеристики снимают при промежуточном положении органа управлением двигателя.

Работа двигателя в транспортных условиях определяется тем, что при каждом включении коробки передач трансмиссии автомобиля число оборотов двигателя может изменяться в широких пределах и пропорционально (если пренебречь пробуксовкой) скорости движения. При этом на каждой скорости движения и, следовательно, при любом числе оборотов двигателя его нагрузка может меняться в зависимости от условий, от холостого хода до максимальной. Таким образом, возможные режимы работы двигателя, работающего в транспортных условиях, отражаются на диаграмме площадью, ограниченной сверху максимальной мощностью двигателя и числом оборотов.

Основные параметры двигателей внутреннего сгорания

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЕИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ  [c.35]

Основными параметрами двигателей внутреннего сгорания, характеризующими их работу, является мощность Л д, крутящий момент УИд и угловая скорость Шд. Связь между этими параметрами представлена на рис. 1, из которого видно, что изменение крутящего момента от нуля до номинала соответствует изменению скорости вращения на 8—12% у дизелей и на 20% у карбюраторных двигателей. Двигатели внутреннего сгорания способны развивать крутящие моменты, превышающие номинальное значение. Однако при этом их угловая скорость резко падает. Перегрузочная способность двигателей внутреннего сгорания характеризуется коэффициентом приспо-  [c.12]


ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ  [c.35]

В технике очень часто приходится иметь дело с газообразными веществами, представляющими механическую смесь отдельных газов, например, доменный и светильный газ, отходящие газы из котельных установок, двигателей внутреннего сгорания, реактивных двигателей и других тепловых установок. Воздух также представляет собой газовую смесь, состоящую из азота, кислорода, углекислого газа, водяных паров и одноатомных газов. Поэтому для решения практических задач необходимо уметь определять основные параметры газовой смеси газовую постоянную, среднюю молекулярную массу, парциальные давления и др.  [c.30]

При исследовании идеальных термодинамических циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания обычно определяют количество подведенной и отведенной теплоты, основные параметры состояния рабочего тела в типичных точках цикла, причем температуры в промежуточных точках вычисляют как функции начальной температуры газа вычисляют термический к. п. д, цикла по основным характеристикам и производят анализ термического к. п. д.  [c.260]

Задача 7.16. При расчете потокораспределителя в системе охлаждения автотракторного двигателя внутреннего сгорания жидкостный тракт заменяется сложной эквивалентной гидравлической сетью. Число участков для двигателей семейства ЗИЛ колеблется от 20 до 800. На рисунке представлена модельная сеть гидравлической системы охлаж-, дения двигателя внутреннего сгорания, состоящая из 13 участков. Основные геометрические параметры приведены в таблице  [c.161]

Основными рабочими телами современной энергетики являются водяной пар и воздух. Вода и водяной пар используются в ТЭС и АЭС, воздух — в газотурбинных установках (ГТУ) и двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Воздух при тех параметрах, которые имеют место в ГТУ и ДВС, можно считать идеальным газом воду и водяной пар, очевидно, считать идеальным газом нельзя. Поэтому методика расчета термодинамических свойств воздуха и водяного пара различна.  [c.243]

При использовании метода аналогичности могут быть приняты другие произвольно выбранные условия определения масштабов уравнение (4) тогда будет иметь иную форму при том же числе критериев аналогичности. Полученная форма уравнения (4) предпочтительна в связи с тем, что она может быть использована и при Гд = 0. Случай 0, возможный для некоторых видов двигателей, практического значения не имеет, так как такие машины обычно снабжают регуляторами частоты вращения. Это относится в основном к машинам с приводом от двигателей внутреннего сгорания или газовых турбин. Величины Гд и здесь определяются параметрами регулятора, так как их значения для этих двигателей малы и могут не учитываться.  [c.40]


Виды сил, возбуждающих колебания. В двигателе внутреннего сгорания имеются две основные силы, возбуждающие колебания — сила, обусловленная сгоранием газовой смеси в цилиндре, и сила механического происхождения. Изменением первой силы, скажем, во времени можно воздействовать на уровень общего шума работающего двигателя. Однако такое изменение повлияет также на мощность двигателя, его выхлоп и экономичность, поэтому все изменения здесь можно осуществлять в определенных пределах. Механические силы порождаются работой поршней, и для их уменьшения можно варьировать различные параметры, такие, как масса поршня, объем камеры сгорания цилиндра двигателя и смещения поршня, а также меняя динамические взаимодействия поршня и цилиндра.  [c.372]

Ручные перфораторы применяют, главным образом, для образования отверстий в различных материалах. Некоторые модели могут работать в режимах молотка и сверлильной машины. Перфораторы являются импульсно-силовыми машинами со сложным движением рабочего органа — бура, для чего в трансмиссии перфоратора имеются ударный и вращательный механизмы, иногда конструктивно совмещенные. Основными параметрами перфораторов являются энергия и частота ударов. По назначению различают перфораторы для образования неглубоких отверстий (300. .. 500 мм) в материалах с прочностью 40. .. 50 МПа и глубоких отверстий (2000. .. 4000 мм и более) в материалах практически любой прочности (200 МПа и более). По типу привода перфораторы подразделяют на машины с электрическим (электромеханическим и электромагнитным), пневматическим приводом и от двигателей внутреннего сгорания.  [c.343]

Сопряжение генератора и приводного двигателя СЧ осуществляется таким образом, что дифференциальное уравнение этого каскада преобразования энергии без учета свойств первичного источника энергии и замыкающего звена цепи можно рассматривать как линейное. Это справедливо в пределах основного рабочего диапазона изменения координат и Qi( ) названных электрических машин. Поэтому в (7-9) оператор B iip) и коэффициент Ад1 характеризуют свойства не только ПД силовой части, но и электрического генератора как сети ограниченной мощности. Заметим, что все параметры рассматриваемого промежуточного каскада цепи преобразователей энергии характеризуют процессы, происходящие в системе генератор — приводной двигатель, без учета свойств двигателя внутреннего сгорания и силовой части СП. Так же, как и для силовой части СП, (7-9) отвечает неизменяемой части каскада, т. е. не учитывает изменения его динамических характеристик при добавлении обратных связей по напряжению и току генератора для коррекции режима его работы.  [c.403]

Ниже приводятся основные понятия и размерные параметры, характеризующие поршневой двигатель внутреннего сгорания.  [c.10]

Рассмотренные особенности работы двигателя внутреннего сгорания и определяют основные требования к характеристикам систем зажигания. Особое среди них место занимают требования к стабильности параметров и регулировочных характеристик системы зажигания, так как самое небольшое их изменение немедленно отражается на мощностных показателях двигателя, резко ухудшает его экономичность и увеличивает содержание токсичных продуктов в составе отработавших газов.  [c.77]

Доводку надежности и работоспособности основных узлов, а также отработку обслуживающих генератор систем производят аналогично тому, как это имеет место при освоении соответствующих элементов конструкции обычных двигателей внутреннего сгорания и поршневых компрессоров. Наиболее трудоемким при этом является выбор рациональной конструкции и технологии изготовления поршней и рабочего цилиндра двигателя, детали которых подвержены непосредственному воздействию высоких температур и давлений. В связи с этим при доводке поршневой группы и цилиндра двигателя необходимо иметь достаточно полное представление о рабочих параметрах, определяющих тепловую и динамическую напряженность этих деталей.  [c.159]

Динамические расчеты регуляторов двигателей внутреннего сгорания основываются на линейной теории непрерывного регулирования. Эта теория была создана И. А. Вышнеградским [25] и применена им к анализу динамики регулятора прямого действия с вязким трением. А. Стодола [91] и его последователи [118, 127, 116] разработали далее эту теорию применительно к регуляторам непрямого действия. Применению линейной теории к различным схемам регулирования посвящен ряд новых работ отечественных исследователей [48, 19, 57, 36]. Тем не менее, особенности динамики ряда схем, применяемых в современных регуляторах двигателей внутреннего сгорания, остались неосвещенными и четких рекомендаций по выбору основных параметров проектируемых регуляторов в литературе не имеется.  [c.6]

Основными параметрами, характеризующими работу центробежного компрессора, являются расход воздуха через компрессор, степень повышения давления и КПД компрессора. Применяемые в настоящее время для наддува двигателей внутреннего сгорания центробежные компрессоры имеют весьма широкий диапазон изменения этих параметров. Так, степень повышения давления меняется от 1,2 в компрессорах с приводом от вала двигателя, используемых в ряде случаев в качестве второй ступени наддува, до 3—3,5 и более в компрессорах форсированных комбинированных двигателей. В одной ступени возможно получение степени повышения давления порядка 10. В настоящее время считают целесообразным ограничивать степень повышения давления в центробежном компрессоре величиной примерно 3,5— 4,0, а при больших ее значениях переходят на двухступенчатый наддув. Окружные скорости рабочего колеса компрессоров современных комбинированных двигателей на периферии превышают 400 м/с, поэтому для обеспечения высокой прочности колеса необходимо применение высококачественных материалов.  [c.114]

В учебнике рассмотрены основные положения теорий автомобильного двигателя и автомобиля. Описаны теоретические и действительные циклы карбюраторных двигателей и дизелей, приведены параметры, характеризующие работу двигателей внутреннего сгорания. Изложены основные эксплуатационные свойства автомобиля и описаны методы экспериментального и расчетного определения их показателей. Теоретические выводы иллюстрируются числовыми примерами.  [c.2]

При использовании параметрических и размерных рядов стремятся соблюдать подобие рабочего процесса, которое, например, для двигателей внутреннего сгорания определяется условиями равенства среднего эффективного давления и равенства средней скорости поршня, что приводит к обоснованному выбору главного параметра (наиболее полного, стабильного в модификациях и независимого от технологии изготовления, применяемых материалов л других факторов) и основных параметров, определяющих эксплуатационные свойства (из их числа выбирают главный параметр). Например, в соответствии с законом подобия главным параметром двигателя может служить диаметр цилиндра или объем камеры сгорания.  [c.333]

В условных обозначениях ручных машин буквами обозначен вид привода ИЭ — электрический, ИП — пневматический, ИГ — гидравлический, ИМ — моторизованный с двигателем внутреннего сгорания. На каждой ручной машине должны быть указаны за-вод-изготовитель или его товарный знак, полный индекс машины, основной параметр машины, год и месяц выпуска, № ГОСТа. Для пневматических машин дополнительно указывают номинальную мощность (Вт) и частоту вращения, для электрических машин — род электрического тока, напряжение (В), силу тока (А), мощность (Вт), режим работы машины, частоту тока (Гц) для машиИ на частоту 200 и 400 Гц.  [c.265]

В первом разделе учебного пособия изложены основные законы термодинамики и их приложения к расчету свойств газов и термодинамических процессов. Последовательно рассмотрены первое начало термодинамики, параметры состояния и уравнения состояния газа, теплоемкость газа, второе начало термодинамики. Дан термодинамический анализ теоретического цикла Карно, термодинамических циклов поршневого двигателя внутреннего сгорания и газотурбинного двигателя.  [c.2]

В справочнике приводятся данные по наиболее распространенным типам электрических и гидравлических двигателей и двигателей внутреннего сгорания мощностью до 300 л. с. Значительное внимание в справочнике уделено методике вариантного выбора и обоснования кинематических схем привода по наиболее важным технико-экономическим параметрам, а также предварительной компоновке привода на основе обобщенных компоновочных характеристик, которые приводятся в соответствующих разделах справочника для основных алементов передач.  [c.5]

Кобальтовыми сплавами наплавляют клапаны двигателей внутреннего сгорания, уплотнительные поверхности паровой арматуры сверхвысоких параметров, матрицы для прессования цветных металлов и сплавов и др. При наплавке необходимо стремиться к минимальному переходу железа из основного металла в наплавленный, иначе свойства последнего резко ухудшаются. Наплавленный металл склонен к образованию холодных и кристаллизационных трещин, поэтому наплавку ведут с предварительным и иногда с сопутствующим подогревом деталей.  [c.746]

В данной книге рассматриваются конструкция трактора, теория и расчет тракторных двигателей внутреннего сгорания, основы теории трактора и основы расчета его шасси. По каждому механизму трактора приводятся типовые схемы и наиболее характерные образцы их конструктивного выполнения, дается анализ и рекомендации по использованию. Приводится методика расчета узлов и деталей механизмов, справочные данные по основным параметрам трактора и его механизмов.  [c.2]

В большинстве случаев машины северного исполнения делают на базе серийно выпускаемых машин. При этом в модификации машины для районов с холодным климатом, как правило, остаются без изменения кинематические схемы механизмов, основные рабочие параметры и характеристика машины. В то же время такие машины существенно отличаются от обычных машин применением хладостойких низколегированных сталей в металлоконструкциях, узлах и деталях и введением специальных видов термической обработки и технологии изготовления их конструктивным упрочнением ответственных элементов и узлов (ходовой части, рабочего оборудования и др.) использованием базовых машин и всех комплектующих изделий в северном исполнении (резинотехнических, электротехнических и др.) применением специальных сортов топлив, масел, смазок и рабочих жидкостей утепленной кабиной и комфортабельными условиями для работы машиниста оборудованием устройствами, облегчающими пуск двигателей внутреннего сгорания и установкой специальных обогревающих устройств для поддержания рабочей температуры основных узлов машины.  [c.454]

В результате взаимодействия термодинамической системы и окружающей среды состояние системы будет изменяться. Применительно к термодинамической системе, представляющей собой газообразное тело, которое в этом случае называется рабочим телом, изменение состояния системы будет в общем случае проявляться в изменении ее температуры, удельного объема и давления. Эти характерные для данной системы (рабочего тела) величины называют основными параметрами ее состояния. Таким образом, результатом взаимодействия рабочего х ла и окружающей среды будет также и изменение параметров состояния рабочего тела, и, следовательно, судить о том, взаимодействует термо динамическая система с окружающей средой или нет, можно по тому, изменяются ли параметры состояния системы или нет. Следует иметь в виду, что в теплотехнике в качестве рабочих тел очень широко применяются газы вследствие присущей им упругости и способности в огромных пределах изменять свой объем. Такими газами, например, в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах являются продукты сгорания жидкого и газообразного топлива, а в паровых турбинах — водяной пар.  [c.17]

Основные параметры s. s W с аккумуляторной батареей с двигателем внутреннего сгорания  [c.75]

Ввиду многочисленности связей между синергетикой и другими областями науки и техники можно было бы думать, что синергетика использует большое число совершенно разнородных понятий. Однако это не так. Ситуацию, сложившуюся в действительности, лучше всего пояснить с помощью аналогии. Объяснить, как действует двигатель внутреннего сгорания, совсем не сложно, по крайней мере если говорить об основных принципах. Но для того, чтобы построить двигатель для обычной машины, гоночной машины или современного винтового самолета, требуется все более и более высокая техническая квалификация. Аналогичным образом основные принципы синергетики допускают весьма простое объяснение, но применение их к любой реальной системе требует значительных специальных (математических) познаний. При работе над этой книгой автор ставил перед собой две цели. Во-первых, доступно изложить основные понятия неустойчивость, параметры порядка и принцип  [c.16]

Показатели работы двигателя оказывают большое влияние на эксплуатационные характеристики машины или агрегата, составной частью которых он является. Для оценки этих характеристик необходимо знать показатели двигателя на режимах, соответствующих условиям эксплуатации машины. Показатели двигателя могут быть оценены по графикам, представляющим их зависимость от изменения одного из основных параметров, характеризующих режим двигателя внутреннего сгорания (число оборотов вала, нагрузка, давление заряда, поступающего в цилиндр, и т. п.). Такие зависимости называются характеристиками двигателя.  [c.272]

Основными параметрами ручных машин являются потребляемая мощность, для электрических машин — напряжение, род, сила и частота тока для пневматических машин — рабочее давление сжатого воздуха. Единой системы индексации ручных машин не существует. Индексы определяют разработчики машин и их изготовители. Наиболее широко используют индексы, состоящие из буквенной и цифровой частей. Первой буквой И обозначают все ручные машины ( механизированный инструмент ), вторая буква обозначает вид привода Э — электрический, Г — гидравлический, П — пневматический, Д — от двигателя внутреннего сгорания. Первая цифра цифровой части индекса обозначает группу машин 1 — сверлильные, 2 — шлифовальные, 3 — резьбозавертывающие, 4 — ударные, 5 — фрезерные, 6 — специальные и универсальные, 7 — многошпиндель-ные, 8 — насадки и головки инструментальные, 9 — вспомогательное оборудование, 10 -резервная группа. Вторая цифра обозначает исполнение машины О — прямая, 1 — угловая, 2 — многоскоростная, 3 — реверсивная. Последними двумя цифрами обозначают номер модели. Буквы после цифр обозначают очередную модернизацию. Например, индекс ИЭ-1202А расшифровывается как ручная электросверлильная многоскоростная машина второй модели, прошедшая первую модернизацию.  [c.340]

Временная реализация. Когда в кoлeбaтeльнo 4 процессе, сопровождающей работу агрегатов, например двигателя внутреннего сгорания, необходимо сохранить фазовые соотношения, несущие основную информацию о параметрах технического состояния, достаточно проанализировать временную реализацию процесса. На рис. 5 дана схема распололвременной селекцией (см. раздел 6). В данном случае диагностическими признаками могут служить смещение соответствующего импульса по фазе, а также его амплитуда.  [c.401]

Производственно-отопительная котельная — основной источник тепла на предприятиях, которые пov yчaют электроэнергию со стороны или от собственных, станций с двигателями внутреннего сгорания. Тепло отпускается из котельной с паром или нагретой водой. Количество и параметры теплоносителей зависят от вида производства и установленного на предприятии технологического оборудования. В зависимости от количества, вида и параметров теплоносителя выбирают схему и оборудование котельной. В частности, на ряде лесозаготовительных  [c.349]

Под методической подготовкой испытаний в широком смысла слова понимается разработка планов проведения основных этапов исследовательских работ, отдельных экспериментов или контрольных проверок, разработка рабочих программ, теоретические и конструктивные разработки узловых вопросов испытаний и подготовка к практическому решению их, продуманный выбор приборов, аппаратуры и методов измерений. Успешному проведению испытаний в значительной мере способствует четкое выяснение основной цели выполняемого исследования, правильный выбор и определение критериев для оценки полученных результатов. Любое экспериментальное исследование или этап испытаний СПГГ поз1воляет или даже требует определять большое количество закономерностей, коэффициентов, параметров. При испытаниях СПГГ можно получить разнообразные зависимости, количество которых во много раз больше, чем это встречается при испытаниях обычных двигателей внутреннего сгорания. Для сокращения трудоемкости исследования следует по возможности ограничивать число зависимостей, используемых для решения основной задачи, и сохранять постоянными все второстепенные условия работы или параметры.  [c.138]

Оригинальный метод обоснования уравнения второго зако а термодинамики, стличавшийся от метода Клаузиуса. Учебник Окатова, 1871 г. Регенеративны цикл и его теория. Теория истечения газа и пара с выводом формул скорости истечения, секундного расхода, критического отношения давлений, критической скорости и максимального расхода. Учебник Вышнеградского, 1871 г. Политропный процесс. О двигателях внутреннего сгорания и холодильных установках. Учебник Орлова, 1891 г. Здесь в основном говорилось о зависимости теилосмкости газа от температуры и давления. О критическом состоянии вещества, критических параметрах и экспери-ментальпо.м определении критической те.мпературы. Аналитические соотношения, определяющие условия критической точки на критической изотерме. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Критическое замечание о положении Клаузиуса Энтропия Вселенной стремится к максимуму . Диаграмма Т — 5 и приложение ее при исследовании процессов и циклов. Никлы двигателей Отто и Дизеля и вывод формулы их термического к. п. д. Вывод формулы термического  [c.210]

В двигателе внутреннего сгорания тепловая наиряисеппостх. основных деталей определяется величиной и характером протекания тепловых потоков. Конструктивная сложность деталей, различие условий охлаждения по поверхности деталей, неоднородность термодинамических параметров рабочего тела по объему камеры сгорания приводят к тому, что условия теплоотдачи по поверхности деталей, ограничивающих внутрицплиидровый объем,  [c.231]

Основные параметры рабочего процесса. Коэффициент избытка воздуха а в двигателях внутреннего сгорания имеет большое значение как для полноты сгорания топлива, так и для эффективного использования рабочего объема цилиндра. Для различных типов двигателей на основании опытных данных берут следующие значения коэффициента избытка воздуха для газовых двигателей а = = 1,05- 1,4 для компрессорных двигателей я— 1,5-г-2 для беском-прессорных двигателей а = 1,6-f-2,1 для бензиновых двигателей а = 0,9-ь 1,1.  [c.305]

Основные параметры обработки выбираются таким образом, чтобы нагрев матрицы был минимальным, а скорость кристаллизации (охлаждения) — наибольщей. В зависимости от свойств матрицы и легирующих компонентов скорость сканирования луча лазера колеблется в пределах 12… 1270 см/мин, при этом время плавления металла в данной точке не превышает 0,1…1,5 с. Производительность лазерного легирования довольно высокая при обработке, например, рабочих поверхностей клапана двигателя внутреннего сгорания она составляет 2400 деталей в 1 ч.  [c.366]

Для привода генератора применяют двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели. Агрегат, состоящий из сварочного генератора и приводного двигателя, в качестве которого применен двигатель внутреннего сгорания, называется сварочным. Основные параметры сварочных агрегатов регламентируются стандартом. Агрегат, состоящий из сварочного генератора и приводного двигателя, в качестве которого применен электродвигатеть, называют сварочным преобразователем. Основные параметры сварочных преобразователей регламентируются стандартом.  [c.18]

ТУРБИНЫ паровые, ротационные двигатели с непрерывным рабочим процессом. По способу своего действия Т. паровая принадлежит. к классу ротационных двигателей и в отличие от двигателей поршневых (паровых машин и двигателей внутреннего сгорания) характеризуется основным признаком—непрерывностью рабочего процесса. При установившемся рабочем режиме по скорости и нагрузке в каждой определенной точке рабочих органов и полостей Т. все параметры процесса — скорости, статич. и динамич. усилия, давление,, темп-ра и теплосодержание—о с т а ю т с я постоянными по времени весь процесс является процессом непрерывным. Наоборот, в поршневой машине любого типа и назначения рабочий процесс представляет собою процесс периодический с непрестанно меняющимися элементами в каждой определенной, так сказать, координате рабочих органов процесс является пульсирующим, большей или меньшей частоты в зависимости от числа оборотов Всякий периодический процесс сопровождается появлением периодических, иногда меняющихся в весьма широких пределах, сопровождающих его динамич. эффектов. Этот неизбежный спутник всякого процесса поршневого-двигателя в. значительной мере усложняет-конструктивные формы и в конечном итоге-является отрицательным процессовым фактором, с которым особенно приходится считаться в современных быстроходных поршневых двигателях. В отличие от этого принцип непрерывности, характеризующий работу лопаточных двигателей, обладает ценным-, свойством—постоянством и устойчивостью рабочего процесса и отсутствием периодических, возмущающих усилий. Непрерывность процесса позволяет применять высокие скорости как рабочего тела, так и рабочих органов, превышающие во много раз соответственные скорости в поршневых двигателях и позволяю-пдие осуществлять нанвыгоднейшие кинематич. соотношения для получения возможно максимальной тепловой экономичности. В тепловом термодинамич. отношении ноирерывность процесса представляет выгоду в том отношении, что в большей море обеспечивает постоянство тепловых явлений, теплоотдачи, перехода одного вида энергии в другой, а вместе с этим, почти сводя колебания вышеуказанных явлений на-пет, улучшает условия работы машины в целом и позволяет надежнее учитывать влияние отдельных, постоянных для данной машины факторов. В Т. тепловая энергия преобразуется, вначале в промежуточную форму—и энергию кинетическую (истечения), а послед-  [c.111]

Размерный ряд учитывает, что в большинстве случаев привод гидромуфт будет осуществляться от асинхронных короткозамкнутых двигателей. 4a T0ta иращения и мощности гидромуфт соответствуют параметрам электродвигателей серий АО и А02. Пользуясь таблицей в работе [3], можно подобрать электродвигатель и регулируемую гидромуфту при заданных мощности и частоте вращения ведущего вала. В случае привода от двигателя внутреннего сгорания может быть использована номограмма основных параметров (см. рис. 14).  [c.58]


Основные параметры двигателя | Автомобильные новости, обзоры, советы по ремонту

Как всем известно, многие автомобили имеют двигатели внутреннего сгорания. Даже не всякий специалист сможет разобраться в строении его, не говоря о рядовом владельце авто. Но при покупке автомобиля нас в обязательном порядке знакомят с характеристикой двигателя. Чтобы владеть хоть какими-то навыками нам необходимо знать основные технические характеристики двигателя.

Рассмотрим основные параметры двигателя:

Первым делом мы должны знать, сколько цилиндров будет иметь наш автомобиль, а их может быть от 2 до 16.

Следующий шаг, это как расположены цилиндры. Существует два типа расположения. К первому относится расположение, именуемое рядным, а второе – V-образным.

В V-образном расположении цилиндры располагаются по обе стороны коленчатого вала. Здесь мы будем должны учитывать величину угла развала. При большом угле понижается центр тяжести и облегчается охлаждение и подача масла. Все это снижает динамическую характеристику и увеличивает инертность, а при малом угле снижается инертность, но увеличивается перегрев.

Третье что нам необходимо знать это объем камер сгорания. Он отвечает за характеристики двигателя внутреннего сгорания. Чем больше объем, тем больше мощность.

Теперь о материале двигателя. Двигатели могут быть изготовлены из чугуна, алюминия, а так же магниевых сплавов.

Важнейшими выходными характеристиками двигателя считаются:

  • Его мощность, которую измеряют в лошадиных силах;
  • Крутящий момент, что измеряют в Ньютон-метрах;
  • Количество оборотов коленчатого вала в минуту, единица измерения оборот в минуту.

Так же нельзя забывать и о расходных характеристиках, к которым относятся:

  •  Расход топлива в литрах;
  • Марка топлива;
  • Количество расходуемого масла;
  • Предельный пробег автомобиля;

Но имеется так же и много сложных характеристик, к которым относится виды двигателей, как бензиновый, так и дизельный. Так же бензиновая система впрыска и впуска, дизельная система впрыска и впуска.

Нельзя забывать и о роли компрессора при выборе автомобиля. У таких двигателей как атмосферные компрессор отсутствует. Такие двигатели можно различить по типу привода.

Механический компрессор приводится в действие при помощи колен вала. Здесь расход топлива больше, чем в автомобиле с атмосферным двигателем. Не редко сейчас производят установку сразу нескольких компрессоров, что позволяет улучшить стабильность работы.

Каждый автомобиль имеет систему газораспределения, в которую входят: распределительный вал, привод и механизм газораспределения.

Оцените статью

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о