Что такое двигатель внутреннего возгорания: Двигатель внутреннего сгорания — Что такое Двигатель внутреннего сгорания?

Содержание

Двигатель внутреннего сгорания — Что такое Двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания — тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с паромашинной установкой двигатель внутреннего сгорания характеризуется следующими признаками:

принципиально проще (нет парокотельного агрегата),
компактнее,
легче,
экономичнее,
требует газообразное и жидкое топливо лучшего качества.

Типы двигателей внутреннего сгорания

По назначению:

транспортные,
стационарные,
специальные.

По роду применяемого топлива:

легкие жидкие (бензин, газ),
тяжелые жидкие (дизельное топливо, судовые мазуты).

По способу образования горючей смеси:

внешнее (карбюратор),
внутреннее (в цилиндре ДВС).

По способу воспламенения:

с принудительным зажиганием,
с воспламенением от сжатия,
калоризаторные.

По расположению цилиндров:

рядные,
вертикальные,
оппозитные с одним и с двумя коленвалами,
V-образные с верхним и нижним расположением коленвала,
VR-образные и W-образные,
однорядные и двухрядные звездообразные,
Н-образные,
двухрядные с параллельными коленвалами,
«двойной веер»,
ромбовидные,
трехлучевые и др.

Поршневой двигатель — это двигатель, у которого камера сгорания находится в цилиндре, где тепловая энергия топлива превращается в механическую энергию, а механическая из поступательного движения поршня превращается во вращательную с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Бензиновый двигатель — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой.

Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.

Дизельный двигатель характеризуется воспламенением топлива без использования свечи зажигания.

В разогретый от сжатия воздух (до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива) через форсунку впрыскивается порция топлива.

В процессе впрыскивания топлива происходит его распыливание, а затем вокруг отдельных капель топлива возникают очаги сгорания.

Т.к. дизельные двигатели не подвержены явлению детонации, характерному для двигателей с принудительным воспламенением, в них допустимо использование более высоких степеней сжатия (до 26), что благотворно сказывается на КПД данного типа двигателей, который может превышать 50% в случае с крупными судовыми двигателями.

Газовый двигатель

— двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся в газообразном состоянии при нормальных условиях

Роторно-поршневой двигатель — двигатель, конструкция которого предложена изобретателем Ванкелем в начале ХХ века.

Основа двигателя — треугольный ротор (поршень), вращающийся в камере особой 8-образной формы, исполняющий функции поршня, коленвала и газораспределителя.

Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения.

За 1 оборот двигатель выполняет 3 полных рабочих цикла, что эквивалентно работе 6-цилиндрового поршневого двигателя.

устройство, принцип работы и классификация

Что такое ДВС?

ДВС (двигатель внутреннего сгорания) – один из самых популярных видов моторов. Это тепловой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри него самого – во внутренней камере. Дополнительные внешние носители не требуются.

ДВС работает благодаря физическому эффекту теплового расширения газов. Горючая смесь в момент воспламенения смеси увеличивается в объёме, и освобождается энергия.

Вне зависимости от того, о каком из ДВС идёт речь – о ДВС с искровым зажиганием – двигателе Отто (это, прежде всего, инжекторный и карбюраторный бензиновые двигатели) или о ДВС с воспламенением от сжатия (дизельный мотор, дизель) сила давления газов воздействует на поршень ДВС. Без поршня сложно представить большинство современных ДВС. В том числе, он есть даже у комбинированного ДВС. Только в последнем, кроме поршня, мотору работать помогает ещё и лопаточное оборудование (компрессоры, турбины).

Бензиновые, дизельные поршневые ДВС – это двигатели, с которыми мы активно встречаемся на любом транспорте, в том числе легковом, а ДВС, работающие не только за счёт поршня, но и за счёт компрессора, турбины – это решения, без которых сложно представить современные суда, тепловозы, автотракторную технику, самосвалы высокой грузоподъёмности, т.е. транспорт, где нужны двигатели средней (> 5 кВт) или высокой мощности (> 100 кВт).

Без двигателя внутреннего сгорания невозможно представить движение практически любого транспорта (кроме электрического) – автомобилей, мотоциклов, самолётов.

Несмотря на то, что технологии, в том числе, в транспортной сфере, развиваются семимильными шагами, ДВС на авто человечество будет устанавливать еще долго. Даже концерн Volkswagen, который, как известно, готовит масштабную программу электрификации модельного ряда своих двигателей, пока не спешит отказываться от ДВС. Открытой является информация, что автомобили с ДВС будут выпускаться не только в ближайшие 5, но и 30 лет. Да, время разработок новых ДВС у концерна уже подходит к финальной стадии, но производство никто сворачивать не будет. Нынешние актуальные разработки будут использоваться и впредь. Некоторые же концерны по производству авто и вовсе не спешат переходить на электромоторы. Это можно обосновать и экономически, и технически. Именно ДВС из всех моторов одни из наиболее надежных и при этом дешёвых, а постоянное совершенствование моделей ДВС позволяет говорить об уверенном прогрессе инженеров, улучшении эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания и минимизации их негативного влияния на атмосферу.

Современные дизельные двигатели внутреннего сгорания позволяют снизить расход топлива на 25-30 %. Лучше всего такое уменьшение расхода топлива смогли достигнуть производители дизельных ДВС. Но и производители бензиновых двигателей внутреннего сгорания активно удивляют. Ещё в 2012-м году назад американский концерн Transonic Combustion (разработчик так называемых сверхкритических систем впрыска топлива) впечатлил решением TSCiTM. Благодаря новому подходу к конструкции топливного насоса и инжекторам, бензиновый двигатель стал существенно экономичней.
Большие ставки на ДВС делает и концерн Mazda. Он акцентирует внимание на изменении конструкции выпускной системы. Благодаря ей улучшена продувка газов, повышена степень их сжатия, а, вместе с тем, снижены и обороты (причём сразу на 15%). А это и экономия расхода топлива, и уменьшение вредных выбросов – несмотря на то, что речь идёт о бензиновом двигателе, а не о дизеле.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

При разнообразии конструктивных решений устройство у всех ДВС схоже. Двигатель внутреннего сгорания образован следующими компонентами:

Блок цилиндров. Блоки цилиндров – цельнолитые детали. Более того, единое целое они составляют с картером (полой частью). Именно на картер ставят коленчатый вал). Производители запчастей постоянно работают над формой блока цилиндров, его объемом. Конструкция блока цилиндров ДВС должна чётко учитывать все нюансы от механических потерь до теплового баланса.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) – узел, состоящий из шатуна, цилиндра, маховика, колена, коленвала, шатунного и коренного подшипников. Именно в этом узле прямолинейное движение поршня преобразуется непосредственно во вращательное. Для большинства традиционных ДВС КШМ – незаменимый механизм. Хотя ряд инженеров пытаются найти замену и ему. В качестве альтернативы КШМ может рассматриваться, например, система кинематической схемы отбора мощности (уникальная российская технология, разработка научных сотрудников из «Сколково», направленная на погашение инерции, снижение частоты вращения, увеличение крутящего момента и КПД).
Газораспределительный механизм (ГРМ). Присутствует у четырехтактных двигателей (что это такое, ещё будет пояснено в блоке, посвященном принципу работы ДВС). Именно от ГРМ зависит, насколько синхронно с оборотами коленчатого вала работает вся система, как организован впрыск топливной смеси непосредственно в камеру, под контролем ли выход из нее продуктов сгорания.
Основным материалом для производства ГРМ выступает кордшнуровая или кордтканевая резина. Современное производство постоянно стремится улучшить состав сырья для оптимизации эксплуатационных качеств и повышения износостойкости механизма. Самые авторитетные производители ГРМ на рынке – Bosch, Lemforder, Contitech (все – Германия), Gates (Бельгия) и Dayco (США).
Замену ГРМ проводят через каждые 60000 — 90 000 км пробега. Всё зависит от конкретной модели авто (и регламента на неё) и особенностей эксплуатации машины.
Привод газораспределения нуждается в систематическом контроле и обслуживании. Если пренебрегать такими процедурами, ДВС может быстро выйти из строя.
Система питания. В этом узле осуществляется подготовка топливно-воздушной смеси: хранение топлива, его очистка, подача в двигатель.
Система смазки. Главные компоненты системы – трубки, маслоприемник, редукционный клапан, масляный поддон и фильтр. Для контроля системы современные решения также оснащаются датчиками указателя давления масла и датчиком сигнальной лампы аварийного давления. Главная функция системы – охлаждение узла, уменьшение силы трения между подвижными деталями. Кроме того, система смазки выполняет очищающую функцию, освобождает двигатель от нагара, продуктов, образованных в ходе износа мотора.
Система охлаждения. Важна для оптимизации рабочей температуры. Включает рубашку охлаждения, теплообменник (радиатор охлаждения), водяной насос, термостат и теплоноситель.
Выхлопная система. Служит для отвода от мотора продуктов сгорания.
Включает:
— выпускной коллектор (приёмник отработанных газов),
— газоотвод (приёмная труба, в народе- «штаны»),
— резонатор для разделения выхлопных газов и уменьшения их скорости,
— катализатор (очиститель) выхлопных газов,
— глушитель (корректирует направление потока газов, гасит шум).
Система зажигания. Входит в состав только бензодвигателей. Неотъемлемые компоненты системы – свечи и катушки зажигания. Самый популярный вариант конструкции – «катушка на свече». У двигателей внутреннего сгорания старого поколения также были высоковольтные провода и трамблер (распределитель). Но современные производители моторов, прежде всего, благодаря появлению конструкции «катушка на свече», могут себе позволить не включать в систему эти компоненты.
Система впрыска. Позволяет организовать дозированную подачу топлива.

В LMS ELECTUDE системе и времени впрыска уделяется особое внимание. Любой автомеханик должен понимать, что именно от исправности системы впрыска, времени впрыска зависит способность оперативно изменять скорость движения авто. А это одна из важнейших характеристик любого мотора.

Тонкий нюанс! При изучении устройства нельзя проигнорировать и такой элемент, как датчик положения дроссельной заслонки. Датчик не является частью ДВС, но устанавливается на многих авто непосредственно рядом с ДВС.

Датчик эффективно решает такую задачу, как передача электронному блоку управления данных о положении пропускного клапана в определенный интервал времени. Это позволяет держать под контролем поступающее в систему топливо. Датчик измеряет вращение и, следовательно, степень открытия дроссельной заслонки.

А изучить устройство мотора основательно помогает дистанционный курс для самообучения «Базовое устройство двигателя внутреннего сгорания автомобиля», на платформе ELECTUDE. Принципиально важно, что каждый может пошагово продвинуться от теории, связанной с ДВС и его составными частями, до оттачивания сервисных операций по регулировке. Этому помогает встроенный LMS виртуальный симулятор.

Принцип работы двигателя

Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.

При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.

Самый распространённый вариант такой:

Поршень в цилиндре движется вниз.
Открывается впускной клапан.
В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
Поршень поднимается.
Выпускной клапан закрывается.
Поршень сжимает воздух.
Поршень доходит до верхней мертвой точки.
Срабатывает свеча зажигания.
Открывается выпускной клапан.
Поршень начинает двигаться вверх.
Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Важно! Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само.

При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE.

Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.

Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.

Фактически у устройств, работающих по такому принципу, работа строится на 4 тактах (поэтому большинство моторов называют четырёхтактными):

Такт выпуска.
Такт сжатия воздуха.
Непосредственно рабочий такт – тот самый момент, когда энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую (для запуска коленвала).
Такт открытия выпускного клапана – необходим для того, чтобы отработанные газы вышли из цилиндра и освободили место новой порции смеси топлива и воздуха

4 такта образуют рабочий цикл.

При этом три такта – вспомогательные и один – непосредственно дающий импульс движению. Визуально работа четырёхтактной модели представлена на схеме.

Но работа может основываться и на другом принципе – двухтактном. Что происходит в этом случае?

Поршень двигается снизу-вверх.
В камеру сгорания поступает топливо.
Поршень сжимает топливно-воздушную смесь.
Возникает компрессия. (давление).
Возникает искра.
Топливо загорается.
Поршень продвигается вниз.
Открывается доступ к выпускному коллектору.
Из цилиндра выходят продукты сгорания.

То есть первый такт в этом процессе – одновременный впуск и сжатие, второй — опускание поршня под давлением топлива и выход продуктов сгорания из коллектора.

Двухтактный принцип работы – распространённое явление для мототехники, бензопил. Это легко объяснить тем, что при высокой удельной мощности такие устройства можно сделать очень лёгкими и компактными.

Важно! Кроме количества тактов есть отличия в механизме газообмена.

В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска.

У решений, которые поддерживают два такта, заполнение и очистка цилиндра осуществляются синхронно с тактами сжатия и расширения (то есть непосредственно в момент нахождения поршня вблизи нижней мертвой точки).

Классификация двигателей

Двигатели разделяют по нескольким параметрам: рабочему циклу, типу конструкции, типу подачи воздуха.

Классификация двигателей в зависимости от рабочего цикла

В зависимости от цикла, описывающего термодинамический (рабочий процесс), выделяют два типа моторов:

Ориентированные на цикл Отто. Сжатая смесь у них воспламеняется от постороннего источника энергии. Такой цикл присущ всем бензиновым двигателям.
Ориентированные на цикл Дизеля. Топливо в данном случае воспламеняется не от искры, а непосредственно от разогретого рабочего тела. Такой цикл лежит в основе работы дизельных двигателей.

Чтобы работать с современными дизельными моторами, важно уметь хорошо разбираться в системе управлениям дизелями EDC (именно от неё зависит стабильное функционирование предпускового подогрева, системы рециркуляции отработанных газов, турбонаддува), особенностях системы впрыска Common Rail (CRD), механических форсунках, лямбда-зонда, обладать навыками взаимодействия с ними.

А для работы с агрегатами, работающими по циклу Отто, не обойтись без комплексного изучения свечей зажигания, системы многоточечного впрыска. Важно отличное знание принципов работы датчиков, каталитических нейтрализаторов.

И изучение дизелей, и бензодвигателей должно быть целенаправленным и последовательным. Рациональный вариант – изучать дизельные ДВС в виде модулей.

Классификация двигателей в зависимости от конструкции

Поршневой. Классический двигатель с поршнями, цилиндрами и коленвалом. При работе принципа ДВС рассматривалась как раз такая конструкция. Ведь именно поршневые ДВС стоят на большинстве современных автомобилей.
Роторные (двигатели Ванкеля). Вместо поршня установлен трехгранный ротор (или несколько роторов), а камера сгорания имеет овальную форму. У них достаточно высокая мощность при малых габаритах, отлично гасятся вибрации. Но производителям невыгодно выпускать такие моторы. Производство двигателей Ванкеля дорогостоящее, сложно подстроиться под регламенты выбросов СО2, обеспечить агрегату большой срок службы. Поэтому современные мастера СТО при ремонте и обслуживании с такими автомобилями встречаются крайне редко. Но знать о таких двигателях также очень важно. Может возникнуть ситуация, что на сервис привезут автомобили Mazda RX-8. RX-8 (2003 по 2012 годов выпуска) либо ВАЗ-4132, ВАЗ-411М. И у них стоят именно роторные двигатели внутреннего сгорания.

Классификация двигателей по принципу подачи воздуха

Подача воздуха также разделяет ДВС на два класса:

Атмосферные. При движении поршня мотор затягивает порцию воздуха. Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.
Турбокомпрессорные. Организована дополнительная подкачка воздуха в камеру сгорания.

Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.

Атмосферные системы активно встречаются как среди дизельных, так и бензиновых моделей. Турбокомпрессорные ДВС – в большинстве своём, дизельные двигатели. Это связано с тем, что монтаж турбонаддува предполагает достаточно сложную конструкцию самого ДВС. И на такой шаг готовы пойти чаще всего производители авто премиум-класса, спорткаров. У них установка турбокомпрессора себя оправдывает. Да, такие решения более дорогие, но выигрыш есть в весе, компактности, показателе крутящего момента, уровни токсичности. Более того! Выигрыш есть и в расходе топлива. Его требуется существенно меньше.

Очень часто решения с турбокомпрессором выбирают автовладельцы, которые предпочитают агрессивный стиль езды, высокую скорость.

Преимущества ДВС

Удобство. Достаточно иметь АЗС по дороге или канистру бензина в багажнике – и проблема заправки двигателя легко решаема. Если же на машине установлен электромотор, зарядка доступна пока ещё не во всех местах.
Высокая скорость заправки двигателя топливом.
Длительный ресурс работы. Современные двигатели внутреннего сгорания легко работают в заявленный производителем период (в среднем 100-150 тыс. км. пробега), а некоторые и 300-350 тыс. км пробега. Впрочем, мировой рекордсмен – пробег и вовсе ~4 800 000 км. И здесь нет лишних нулей. Такой рекорд установлен на двигателе Volvo» P1800. Единственное, за время работы двигатель два раза проходил капремонт.
Компактность. Двигатели внутреннего сгорания существенно компактнее, нежели двигатели внешнего сгорания.

Недостатки ДВС

При использовании двигателя внутреннего сгорания нельзя организовать работу оборудования по замкнутому циклу, а, значит, организовать работу в условиях, когда давление существенно превышает атмосферное.

Большинство ДВС работает за счёт использования невозобновляемых ресурсов (бензина, газа). И исключение – машины, работающие на биогазе, этиловом спирте (на практике встречается редко, так как при использовании такого топлива невозможно добиться высоких мощностей и скоростей).

Существует тесная зависимость работы ДВС от качества топлива. Оно должно обладать определённым определенным цетановым и октановым числами (характеристиками воспламеняемости дизельного топлива, определяющими период задержки горения рабочей смеси и детонационной стойкости топлива), плотностью, испаряемостью.

Автомеханики называют ДВС сердцем авто, инженеры модернизируют ГРМ, а производители бензина не беспокояться о том, что все перейдут на электротранспорт.

О двигателе внутреннего сгорания : Кафедра ДВС : АлтГТУ

Весьма скромный по габаритам, малютка в сравнении с такими монстрами энергетики, как гидравлические, тепловые и атомные станции, но далеко не простой по конструкции, впитавший в себя все лучшие мировые достижения в технологиях, материалах, нефтехимии, гидравлики, электротехники и электроники, двигатель внутреннего сгорания обеспечивает более 90% от суммарного объема мощности всех установленных энергетических агрегатов мира.

На первый взгляд, это феномен, так как мощность единичного ДВС относительно невысокая: от десятой доли киловатта до десятков тысяч. Но никакого феномена нет. Двигатель весьма востребован в деятельности человека и берет фантастическими объемами, массовостью производства. Он всюду — где человек, там и он. На земле и под землей, на воде и под водой, в околоземном пространстве и в космосе. Нет сферы деятельности человека, где бы не использовался ДВС, и в этом его первая особенность.

Вторая особенность в том, что именно ДВС, осуществляя энергообеспечение машин и механизмов, на которые он устанавливается, главным образом и обеспечивает качество и прогресс в развитии этой техники. Легендарный танк Т-34 времен Великой Отечественной войны стал эталоном боевых машин благодаря установленному на нем дизелю Д-12, производство которого осуществлялось и на барнаульском заводе «Трансмаш». Современный легковой автомобиль стал таким, какой он есть: экономичным, надежным, комфортным, безопасным, динамичным, эргономичным благодаря значительным успехам, достигнутым в конце прошлого и начале нынешнего столетия в развитии двигателестроения. Газотурбинный регулируемый и динамический наддув, непосредственный впрыск бензина, многоклапанные системы газораспределения с изменяемыми фазами, рециркуляция отработавших газов, электронные системы управления, гибридные двигатели (ДВС + электрическая машина) — вот далеко не полный перечень мероприятий, которые позволили современному ДВС обеспечить жесткие требования ЕВРО по удельной мощности и вредным выбросам, по расходу топлива и масла, приемистости, экономичности мобильных машин. Шестьдесят киловатт мощности с литра объема цилиндра дизеля (в бензиновых еще выше), менее четырех литров топлива на 100 км пробега, разгон до 100 км/час менее чем за 5 секунд.

Но это не предел — эволюционное развитие двигателя продолжается. Впереди новые задачи, среди них — расширение создания гибридных двигателей, использование водорода как топлива, адаптация двигателя к работе на биологическом топливе и др.

Вы, нынешние абитуриенты, а затем студенты — бакалавры и магистры, будете их решать и решите, ведь прогресс в энергетике остановить невозможно.

УГАТУ

			2-108	а) определение плотности нефтепродуктов: 1) цилиндр 1-250 ГОСТ 1770-74, высотой 300 мм и диаметром 50 мм. 2) ареометры по ГОСТ 18481-81 «Ареометры и цилиндры стеклянные. Технические условия» с ценой деления 0,0005 г/см3 или 0,001 г/см3. 3) термометр ртутный от –20 оС до 50 оС. б) определение октанового числа бензинов: 1) октанометр «SHATOXSX-100K», 2) лабораторная посуда емкостью 75-100 мл, 3) топлива для исследования: образцы бензина – 100 мл в) определение содержания водорастворимых кислот и щелочей в топливах ДВС: 1) индикаторная трубка ИТ-ВКЩ ТУ 4215-006-16943778-00, 2) шприц полиэтиленовый медицинский ёмкостью 2 см3. 3) резак или трехгранный надфиль, 4) резиновый шланг или трубка полимерная длиной 10-15 мм и внутренним диаметром 2,5-3,5 мм, 5) толкатель для уплотнения сорбента, 6) топливо для исследований – по 5 мл. г) определение наличия смол в бензинах: 1) фарфоровая чаша № 2 или № 3, 2) линейка, 3) шприц медицинский, 4) стакан В-1-100, 5) теплоизоляционная прокладка, 6) топливо для исследований – по 2 мл. д) определение цетанового числа топлив для дизельных двигателей: 1) октанометр «SHATOXSX-100K», 2) лабораторная посуда емкостью 75-100 мл, 3) дизельные топлива для исследования 100 мл. е) определение коэффициента фильтруемости топлив для дизельных двигателей: 1) аппарат для определения коэффициента фильтруемости УОФТ-01 по ГОСТ 19006-73, 2) штатив лабораторный с тремя зажимами для крепления прибора, 3) бумага фильтровальная марки БФДТ с тонкостью отсева не более 3 мкм и толщиной (0,33±0,03) мм, 4) воронка стеклянная вместимостью 50 см3 по ГОСТ 1770-74, 5) стакан В или Н исполнения 1 или 2 вместимостью 400 или 600 см3 по ГОСТ 25336-82, 6) цилиндр 1-50 по ГОСТ 1770-74, 7) секундомер. ж) определение содержания суммарной воды в моторных топливах: 1) индикаторная трубка ИТ-СВ-10 ТУ 4215-011-16943778-2001, 2) шприц полиэтиленовый медицинский ёмкостью 10 см3, 3) резак или трехгранный надфиль, 4) резиновый шланг или трубка полимерная длиной 10 мм и внутренним диаметром 2,5-3,5 мм, 5) измерительная шкала (линейка), 6) толкатель для уплотнения сорбента, 7) топливо для исследований – по 20 мл. з) определение фракционного состава топлив для ДВС: 1) аппарат для разгонки нефтепродуктов АРН-ЛАБ-1 (рис. 5.3), 2) цилиндр мерный 1-100-2 (100 мл, цена деления 1 мл), 3) колба для разгонки нефтепродуктов КРН-1-125 (125 мл), 4) термометр ТН-7 (0… 360) оС, 5) барометр. и) определение вязкости нефтепродуктов: 1) цилиндр 1-250 ГОСТ 1770-74, высотой 300 мм и диаметром 50 мм. 2) вязкозиметры. 3) термометр ртутный от –20 оС до 50 оС. к) определение свойств тосола: 1) цилиндр 1-250 ГОСТ 1770-74, высотой 300 мм и диаметром 50 мм. 2) ареометры по ГОСТ 18481-81 «Ареометры и цилиндры стеклянные. Технические условия» с ценой деления 0,0005 г/см3 или 0,001 г/см3. 3) термометр ртутный от –20 оС до 50 оС.	Нет
13.03.03, 23.03.01, 13.04.03	Энергетическое машиностроение, Технология транспортных процессов, Энергетическое машиностроение	Транспортная энергетика;	2-109	— набор инструментов, стартер, генератор, мобильный диагностический сканер, двигатель с ситемой управления. — автомобильный ДВС. — испытательные стенды с ДВС и необходимым измерительным оборудованием. — комплекс «МИКАС» для обработки экспериментальных данных и изменения настроек системы управления двигателя. — индимодуль фирмы AVL для снятия и обработки индикаторных диаграмм	Нет
13.03.03, 23.03.01, 13.04.03	Энергетическое машиностроение, Технология транспортных процессов, Энергетическое машиностроение	Агрегаты наддува двигателей; Химмотология;	2-114	— ДВС для разбрки/сборки (Mitsubishi GDI), набор ключей (Каbo). — газоанализатор марjк «Аскон-02.13», «Infralight 11-P», «SUNMGA-1500», «Horiba» серии EXSA-240 CL, «Infralight 11-P», «Инфракар 5М». — двигатель внутреннего сгорания. — тормозной стенд AVL 20. — метеостанция. — бензиновая электростанция «HondaEU10i» . — шумомер, виброметр, анализатор спектра «Октава-110А». — метр гибкий. — роторно-шестеренчатый компрессор с приводом от электродвигателя. — манометры и вакуумметры. — мультиметр с термопарой	Нет
13.03.01, 13.03.03, 13.06.01, 23.02.03, 23.03.01, 25.03.01, 13.04.03	Теплоэнергетика и теплотехника, Энергетическое машиностроение, Электро- и теплотехника, Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, Технология транспортных процессов, Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей, Энергетическое машиностроение	История развития тепловых двигателей; Конструирование двигателей; Агрегаты наддува двигателей; Транспортная психология; Основы физики горения; Системы двигателей; Транспортная энергетика; Гидрогазодинамика; Проектирование объектов энергетического машиностроения; Химмотология; Быстроходные двигатели на альтернативных топливах; Защита интеллектуальной собственности; Исследования в энергетическом машиностроении;	2-401	— двигатели и агрегаты систем. — агрегаты систем управления. — МО (мультимедийное оборудование: ПК, проектор, экран). макеты ДВС. — турбокомпрессоры, плакаты с системами двигателей и турбомашин, инструменты для сборки и разборки двигателей и турбо-машин. — приспособление для измерения момента инерции деталей. — секундомер. — набор учебных плакатов по конструкции двигателей. — набор инструментов. — учебные двигатели и детали.	Нет
			2-404	персональные компьютеры (7 шт.).	Нет
			2-406	персональные компьютеры (20 шт.).	Нет
13. 03.01, 13.03.03, 23.02.03, 23.03.01, 25.03.01, 13.04.03	Теплоэнергетика и теплотехника, Энергетическое машиностроение, Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, Технология транспортных процессов, Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей, Энергетическое машиностроение	Исследования в транспортных процессах; Гидрогазодинамика; Конструирование двигателей; Теория рабочих процессов поршневых двигателей; Агрегаты наддува двигателей; Механика жидкости и газа; Системы двигателей; Транспортная психология;	2-408	— одноцикловая установка с генератором волн конечной амплитуды, вакуумный насос, компрессор и система экспериментального анализа. — персональный компьютер. — мультимедийное оборудование. — рейка дорожная универсальная РДУ-АНДОР (2579 Длина: 3м, уклоны: 0-100 промилле. — колесо измерительное MW318RN (дорожное рассотяния до 9999. 99 м). — дальномер Leica DISTO D110 (1243641719 0.1 … 50 м, разрешение: 1 мм) — 2 шт.. — комплект пособий на CD по устройству автомобилей CD-Авто-147. — комплект пособий на CD по автомобильным материалам CD-АЭМ-91. — измеритель коэффициента сцепления с дорогой ИКСп-2М	Нет
13.03.03, 23.02.03, 23.03.01, 13.04.03	Энергетическое машиностроение, Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, Технология транспортных процессов, Энергетическое машиностроение	Теория рабочих процессов поршневых двигателей; Основы физики горения; Механика жидкости и газа; Технические средства организации дорожного движения; Конструирование двигателей;	2-410	— Персональные компьютеры (12 шт.). — Мультимедийное оборудование. — штангенциркуль (Эталон В02601). — микрометр (МК-25-2 модель 211221 ТУ2.034.5748542.57-92)	Нет
23.03.01	Технология транспортных процессов		2-410а	— персональный компьютер. — плакаты по организации и безопасности движения	Нет

Как спасти двигатель внутреннего сгорания / НГ-Энергия / Независимая газета

Чиновники Еврокомиссии подтасовывают факты в пользу электромобилестроения

Строительство завода электромобилей американской корпорации Tesla под Берлином. Фото Reuters

Каждая четвертая новая легковая машина в Германии имела в 2020 году альтернативный двигатель. Из электрических моделей наибольшим спросом пользовались малый класс и внедорожники. Об этом сообщает немецкое государственное информационное агентство Deutsche Welle (DW). Продажи автомобилей марки Mercedes выросли в Германии в 2020 году на 545,7%, у бренда Volkswagen рост составил 463,3%, Renault продал на 233,8% больше, Hyundai – на 215,5%, Audi – на 133,5%, Tesla – на 55,9%… Такие астрономические цифры опубликовало Федеральное автотранспортное ведомство (KBA). Речь идет о немецком рынке электромобилей.

Бум гибридов и электромобилей на падающем рынке

В ситуации, когда число проданных в ФРГ в прошлом году новых легковых машин из-за пандемии коронавируса, двух локдаунов и рецессии снизилось по сравнению с 2019 годом на 19%, в данном сегменте крупнейшего в Европе автомобильного рынка наблюдался бурный рост. Продажи автомобилей, работающих исключительно на электрической тяге (Battery Electric Vehicle, BEV), за год увеличились более чем в три раза (на 206,8%) и достигли 194 163 единиц. Еще более высокими темпами (342,1%) рос спрос на подзаряжаемые гибриды (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV). В результате было зарегистрировано 200 469 новых плагин-гибридов. Всего же продажи различных видов гибридов достигли почти 528 тыс. В итоге примерно каждая четвертая новая легковая машина, выехавшая в прошлом году на дороги Германии, имела альтернативный двигатель, указывает KBA.

Ведомство включает в эту категорию не только электромобили и различные виды гибридов, но также легковые машины, работающие на водороде и газе – компримированном или сжиженном. Однако на немецком рынке они продолжают играть незначительную роль. Продажи автомобилей на компримированном газе, к примеру, упали в прошлом году на 6,1% и составили всего 7159 единиц.

Так что в Германии из всех альтернатив классическим двигателям внутреннего сгорания (ДВС), бензиновым и дизельным, в начале нового десятилетия перспективной представляется только электрическая тяга. Переходу на нее из экологических и климатических соображений активно содействует правительство Германии, предоставляя покупателям электромобилей и плагин-гибридов субсидии, которые могут достигать 9 тыс. евро.

Благодаря этой системе субсидирования и произошел тот коренной перелом, которого добились в 2020 году BEV и PHEV на немецком рынке. Именно так трактует итоги прошлого года глава KBA Рихард Дамм: электромобильность перестала быть экзотикой, она прочно вошла в жизнь страны.

«При сохранении темпов роста регистрации новых автомобилей на электрической тяге примерно в 22%, достигнутых в последнем квартале 2020 года, можно будет добиться провозглашенной федеральным правительством цели – выйти на уровень от 7 млн до 10 млн зарегистрированных в Германии электрических автомобилей к 2030 году», – считает глава автотранспортного ведомства.

В 2020 году больше всего от этого тренда выиграл тот немецкий автостроитель, который решительнее других сделал ставку на электрификацию выпускаемого им легкового автотранспорта: группа Volkswagen. Статистика KBA показывает, что именно этот концерн со всеми его дочерними фирмами и брендами добился в прошлом году самых значительных успехов, став, причем с существенным отрывом от конкурентов, бесспорным лидером на немецком рынке электромобилей и плагин-гибридов, особенно в сегменте BEV.

Конечно, рост продаж электромобилей сразу на 463% во многом связан с эффектом низкой базы: в 2019 году бренд VW еще не мог предложить покупателям ничего оригинального – только оснащенные электрическими моторами модели Golf или, скажем, серийное производство VW ID.3, первого электромобиля компании, с самого начала сконструированного для работы с электрическим двигателем, началось лишь в конце того года.

Но в значительной мере именно эта модель, реально поступившая к дилерам лишь в сентябре 2020 года, обеспечила бренду взрывной рост продаж и, по данным KBA, долю сразу в 23% среди всех новых BEV, зарегистрированных в прошлом году в Германии. На электромобили марки Audi пришлись 4,3%, еще одна дочерняя фирма концерна, Skoda, завоевала 2,4% при росте продаж за год на 132,7%.

Таким образом, по итогам 2020 года группа Volkswagen контролирует примерно 30% немецкого рынка электромобилей. Второе место с долей в 16,2% занял французский автостроитель Renault, чья компактная модель ZOE уже несколько лет пользуется большой популярностью во всей Европе, третье место с долей в 8,3% досталось американской корпорации Tesla.

Сравним эти показатели с данными из Норвегии, ставшей первым в мире рынком, где покупают больше электромобилей, чем легковых машин с двигателями внутреннего сгорания. В 2020 году 54,3% всех зарегистрированных в этой стране новых автомобилей имели электрические или гибридные двигатели, сообщила Служба информации дорожного движения (OFV) в Осло. По итогам 2019 года данный показатель составлял 42,4%.

Обращает на себя внимание, что четыре самые востребованные в Норвегии модели – это чисто электрические BEV: внедорожник Audi e-tron, Tesla Model 3, Volkswagen ID.3 и Nissan Leaf. Пятое место заняла гибридная версия VW Golf. Расклад сил напоминает тот, что сложился и в Германии: группа Volkswagen явно лидирует, заняв три позиции из пяти. В ближайшие дни станет понятно, в какой мере подобное распределение долей наблюдается и в других странах Европы.

Статистика KBA позволяет сделать еще некоторые выводы о специфике немецкого рынка электромобилей. Лучше всего в 2020 году продавались BEV, относящиеся к малому классу (29,9%), к городским внедорожникам SUV (19,9%), к компактному классу (19,6%) и к классу мини (16,2%). Средний класс был меньше востребован, бизнес-класс – существенно меньше.

Таким образом, жители Германии приобретали электромобили главным образом для езды по городу или в качестве второго автомобиля в семье. Либо останавливали свой выбор на особо модных в последнее время городских внедорожниках. Именно в этих сегментах рынка группа Volkswagen с брендами VW и Audi хорошо позиционирована. К классу SUV относится и электромобиль VW ID.4, продажи которого должны начаться в 1-м квартале этого года.

Но как раз в этом классе концерн может вскоре столкнуться с мощной конкуренцией со стороны американской компании Tesla, которая после завершения строительства своей гигафабрики под Берлином собирается уже летом этого года начать там выпуск городского внедорожника Model Y.

Однако «хоронить» двигатель внутреннего сгорания в Германии еще рано.

Спасение двигателя внутреннего сгорания

Немецкая газета Welt опубликовала на днях статью о путях спасения двигателя внутреннего сгорания в условиях климатического разворота. Как известно, эти шаги являются крайне актуальными. Дело в том, что Еврокомиссия предложила проект ужесточения выбросов для автомобилей. Речь идет о нормативах Евро-7, которые должны быть введены с 2025 года. Глава немецкого союза автомобильной промышленности (VDA) Хильдергард Мюллер сравнивает это нововведение с фактическим запретом двигателя внутреннего сгорания. Вопрос, пишет газета, однако, связан с определением лимита сокращения выбросов. Насколько его можно сокращать, чтобы еще можно было использовать двигатель внутреннего сгорания? Чтобы ответить на этот вопрос, Комиссия ЕС собрала группу независимых ученых и поручила им разработать различные сценарии. Ученые должны были ответить на основной вопрос, к каким последствиям приводят различные низкие границы выбросов. Ученые разработали три сценария. Однако при презентации в Комиссии ЕС был представлен только один сценарий – самый жесткий. Как сообщили ученые немецкой газете Stuttgarter Zeitung, указание представить именно этот сценарий им поступило от вице-президента Комиссии ЕС Франса Тиммерманса, ответственного за Green Deal («зеленую сделку»). Напомним читателям, что «зеленая сделка» – это 24-страничный документ, в котором изложен путь ЕС к климатической нейтральности и радикальному снижению уровня выбросов парниковых газов в атмосферу к 2050 году. Документ затрагивает разные сферы жизнедеятельности – энергетику, сельское хозяйство, транспорт, биоразнообразие и др. Депутат Европарламента, христианский демократ Маркус Пипер высказал сомнение в таком узком и идеологизированном подходе Комиссии ЕС. Однако германская автомобильная промышленность предполагает, что именно самый жесткий сценарий и будет одобрен Комиссией ЕС, чтобы ввести нормативы Евро-7. Введение этого норматива будет означать запрет двигателя внутреннего сгорания «через заднюю дверь», или, другими словами, не напрямую. Для лимита выброса окиси азота в Евро-7 предусмотрен лимит в 10–30 мг на пройденный километр пути независимо от ситуации на дороге, погоды и состояния самого двигателя. Независимые ученые считают эти показатели в техническом плане просто недостижимыми. Поэтому они сделали вывод, что те, кто ставит цели, подобные Евро-7, просто намерены запретить двигатель внутреннего сгорания. Депутат Марк Пипер уверен, что если Евро-7 станет реальностью, то через пять или шесть лет обычные (не электрические) автомобильные моторы уже не будут производиться. И это, по его мнению, равносильно уничтожению моторостроения и промышленности, производящей компоненты для автомобильной промышленности. При этом экология не получит никакой выгоды. По мнению Пипера, электромобили имеют на самом деле гораздо худший баланс двуокиси углерода по сравнению с самыми современными дизельными автомобилями, которые после введения Евро-7 не будут больше собираться. На этот счет известно исследование группы CESifo из мюнхенского Института экономических исследований (IFO).

Сравнительное исследование транспортных средств среднего класса Tesla Model 3 и Mercedes C 220 d показало, что первая модель выбрасывает в атмосферу больше углекислого газа, чем второй автомобиль – с дизельным двигателем. К такому выводу пришли ученые исследовательской группы CESifo Института экономических исследований в Мюнхене. Результаты их работы представлены на сайте учреждения.

Опасный для окружающей среды электромобиль

Несмотря на мнение большинства о том, что массовое внедрение электромобилей экологически безопасно, выяснилось, что электромобиль производит на 25% больше выбросов, чем модель немецкого автоконцерна. Mercedes C 220 d выделяет 117 г диоксида углерода за километр, в то время как электромобиль – 159 г.

В исследовании подчеркивается, что добыча и переработка лития, необходимого для производства аккумуляторных батарей, также требует большого количества энергии. Батарея мощностью 75 кВт-ч выделяет от 10 тыс. до 14 тыс. кг углекислого газа. По мнению ученых, ввиду 10-летнего срока эксплуатации аккумулятора и среднегодового пробега электромобиля в 15 тыс. км, на который рассчитана батарея, на изготовление и дальнейшую переработку аккумулятора приходится 73–98 г углекислого газа на километр.

Отмечается, что дизельные двигатели, работающие на метане, то есть природном газе, значительно меньше загрязняют окружающую среду. В сравнении с дизельными двигателями выбросы метанового мотора меньше на треть. В настоящее время крупнейшие автоконцерны форсируют производство электромобилей. Так, например, японский производитель Toyota объявил о намерении ориентировочно к 2025 году полностью прекратить выпуск автомобилей с бензиновыми или дизельными двигателями, оставив в своей модельной линейке только гибриды, электромобили и автомобили, работающие на водороде.

Катализаторы и альтернативное топливо

Сторонники традиционного двигателя внутреннего сгорания делают сегодня ставку на новые катализаторы, в которых применяются… препараты из мочевины – AdBlue. Подобные катализаторы резко снижают в выхлопных газах оксид азота. Сегодня они находят применение автомобильной промышленности для достижения норм Евро-6. Зеленые в Европарламенте требуют дальнейшего совершенствования катализаторов с AdBlue и полагают, что это поможет внедрению норм Евро-7 для традиционных автомобильных моторов.

В Германии по этому поводу разгорается дискуссия о новой концепции энергетического налога и замене им традиционного топливного налога, который учитывается в цене бензина на немецких бензоколонках. На сегодня, по данным Statista, в цене 1,449 евро за литр Супер, на налоги приходится 65% цены. Важнейшими налогами при этом являются наряду с НДС энергетический или топливный налог.

Речь идет о том, чтобы бензин или дизель оценивался с позиций воздействия на окружающую среду и эмиссии двуокиси углерода. Это позволило бы повысить конкурентоспособность альтернативных видов топлива, которые более благоприятны в отношении окружающей среды. Консалтинговая фирма Frontier Economics и исследовательский институт при Кельнском университете (FiFo) разработали концепцию реформы энергетического налога с позиций усиления охраны окружающей среды. С точки зрения разработчиков, чтобы достичь климатических целей, и на транспорте необходимо наряду с повышением уровня электромобильности активнее внедрять альтернативные виды топлива. В данном случае речь идет о биотопливе из растительных масел и отходов, а также о новых видах топлива, производимого исключительно с использованием возобновляемых источников энергии. Речь идет о водороде. Разумеется, производство такого топлива дороже, чем изготовление топлива из ископаемого сырья. Но чтобы обеспечить их выход на рынок, необходимо создание соответствующих условий, и главную роль в создании таких условий будет играть налоговая политика.

Сегодня же, указывает газета, именно роль такого регулятора, как энергетический налог, остается вне поля зрения экологов. Подход к энергетическому налогу должен быть изменен. Как известно, в Германии с 15 июля 2006 года он в качестве потребительского налога заменил налог на нефтепродукты и регулирует налогообложение всех видов энергоносителей как природного, так и искусственного происхождения. Вопрос заключается в том, что именно облагать налогом. Немецкий институт прикладной экологии (Institute for Applied Ecology) рекомендует дополнительно включить в энергетический налог ставку на выбросы двуокиси углерода.

Иной подход демонстрирует уже упомянутая выше группа ученых из FiFo Кельнского университета. Они предлагают изменить измеряемую базу энергетического налога. Если в действующем налоге в части автомобильного бензина или дизельного топлива налогом облагается, по сути, уровень содержания серы, то в будущем налогом должен облагаться только уровень содержания углерода ископаемого топлива. Благодаря этому альтернативные виды топлива станут конкурентоспособнее, чем традиционные виды топлива, производимые из нефти. Встает вопрос – что это даст? В сравнении с планами по введению Евро-7, который может исключить использование двигателя внутреннего сгорания, новое налогообложение топлива позволит сохранить парк автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Адриан Виллиг, управляющий немецкого научно-исследовательского института тепла и мобильности (IWO), который совместно с экспертами объединения топливной промышленности Германии (MWV) подготовил исследование по перспективам двигателя внутреннего сгорания в мире, утверждает, что даже при бурном расширении электромобильности в 2030 году по дорогам Германии будут ездить 35 млн автомашин с двигателем внутреннего сгорания и жидкие виды топлива по-прежнему будут играть важную роль в транспорте. Отсюда и необходимость того, чтобы и двигатель внутреннего сгорания вносил свой вклад в снижение выбросов парниковых газов. Предлагаемые изменения могут позволить реализовать в случае бензина и дизеля, производимых из ископаемых энергоносителей, налоговую ставку в 300–400 евро на тонну выбросов СО2, которые потребителя не столь затронут, как введение Евро-7. А для инвесторов будет дан сигнал вкладывать средства в производство альтернативных видов топлива.

Двигатель внутреннего сгорания — урок.

Физика, 8 класс.

Обрати внимание!

Двигатель внутреннего сгорания — распространённый вид теплового двигателя, который работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или горючем газе.

Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень \( 3\), соединённый при помощи шатуна \(4\) с коленчатым валом \(5\).

Два клапана, впускной \(1\) и выпускной \(2\), при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты.

клапан для подачи горючей смеси;
клапан для удаления отработанных газов;
цилиндр;
шатун;
коленчатый вал;
свеча для воспламенения горючих газов в цилиндре 3.

Ход поршня — расстояние между мёртвыми точками, крайними положениями поршня в цилиндре.

Такие двигатели называют четырёхтактными, т.к. рабочий цикл происходит за четыре хода или такта: впуск (а), сжатие (б), рабочий ход (в) и выпуск (г).

1 такт (впуск) — при такте впуска поршень от верхней мёртвой точки перемещается к нижней мёртвой точке. Цилиндр заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Т.е. поршень всасывает горючую смесь.

2 такт (сжатие) — при такте сжатия поршень от нижней мёртвой точки перемещается к верхней мёртвой точке. Поршень движется вверх. Оба клапана плотно закрыты, и поэтому рабочая смесь сжимается. При сжатии температура смеси и давление повышаются.

3 такт (рабочий ход) — рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода сгорающая смесь начинает активно расширяться. А т.к. впускной и выпускной клапаны всё ещё закрыты, то расширяющимся газам остаётся только один единственный выход — давить на подвижный поршень. Поршень под действием этого давления начинает перемещаться к нижней мёртвой точке, создаётся крутящий момент.

4 такт (выпуск) — при движении поршня от нижней мёртвой точки к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан (впускной всё ещё закрыт), и отработавшие газы с огромной скоростью выбрасываются из цилиндра двигателя.

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, всё повторяется.

Для того чтобы вращение вала было более равномерным, двигатель обычно делают многоцилиндровым: 2-, 3-, 4-, 6-, 8-цилиндровым и т.д.

Источники:

http://webmyoffice.ru/media/files/99/dvigatel-moto-2.jpg

http://usauto.ucoz.ru/news/bilet_6/2011-04-26-4

http://autooboz.info/wp-content/uploads/2007/09/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-3.jpg

Запретит ли Германия автомобили с ДВС к 2035 году? | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

В Германии вновь вспыхнула дискуссия о том, стоит ли запрещать продажу автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) с целью ускорить переход автомобильного транспорта на более экологичные альтернативные двигатели, прежде всего — электрические. Новый виток обсуждения вызван заявлениями двух влиятельных немецких политиков — и двумя знаковыми зарубежными событиями.

Калифорния запретит ДВС ради защиты климата и своих пляжей

Одно из них произошло в Калифорнии. Ее губернатор Гевин Ньюсом объявил 23 сентября, что с 2035 года калифорнийские власти запретят продажу новых легковых машин и легких коммерческих автомобилей с ДВС. В 2045 году запрет распространится на средние и тяжелые грузовики с бензиновыми или дизельными двигателями.

Губернатор Калифорнии Гевин Ньюсом объявляет о запрете ДВС в легковых машинах с 2035 года

Власти самого большого по населению штата США пошли на такой шаг для защиты не только глобального климата, но и непосредственных интересов собственных жителей. «Из-за автомобилей не должны таять ледники и повышаться уровень мирового океана», ведь это угрожало бы пляжам и побережью Калифорнии, подчеркнул Гевин Ньюсом. К тому же, по его словам, «автомобили не должны усиливать лесные пожары». А они оказались в нынешнем году на западном побережье США чрезвычайно мощными, и губернатор явно связывает это с глобальным потеплением.

В Германии калифорнийскую инициативу поддержал глава Федерального ведомства по охране окружающей среды (UBA) Дирк Месснер (Dirk Messner). «Запрет регистрации новых дизельных и бензиновых автомобилей с 2035 года я считаю хорошей идеей», — заявил он изданиям медиагруппы Funke.

Но одно дело — слова государственного защитника экологии, совсем другое — высказывания премьер-министра Баварии. Кто бы ни занимал эту должность, он неизменно лоббировал в Германии интересы автомобильной промышленности. Ведь в этой федеральной земле находятся штаб-квартиры и головные заводы сразу трех крупных немецких производителей легковых и грузовых автомобилей — BMW, Audi и MAN, не говоря уже о многочисленных поставщиках компонентов для автопрома.

Возможный кандидат в канцлеры Маркус Зёдер подает сигнал «зеленым»

Выступая 26 сентября с программной речью на состоявшемся в режиме онлайн съезде возглавляемой им консервативной баварской партии ХСС, премьер-министр Баварии Маркус Зёдер (Markus Söder) к удивлению многих подчеркнул, что он «решительно за то, чтобы мы определились с окончательной датой» отказа от ДВС. И уточнил, что, вслед за Калифорнией, считает 2035 год «очень хорошей датой».

Премьер-министр Баварии Маркус Зёдер — влиятельная фигура в консервативном блоке ХДС/ХСС

Правда, в данный кризисный момент было бы правильно помочь отрасли, приняв государственную программу стимулирования продаж не только электромобилей, но и наиболее современных и экологичных автомобилей с ДВС, добавил Зёдер, который и раньше отстаивал такую точку зрения, но не смог переубедить правительство ФРГ.

Далеко не все в консервативном блоке ХДС/ХСС поддержали предложение баварского лидера о запрете ДВС к конкретной дате, хотя принципиальных возражений против ускоренного перехода на электрические и водородные двигатели ни у кого нет. Зато инициативу Маркуса Зёдера похвалила Партия «зеленых».

Тут следует учитывать, что ровно через год в Германии должны состояться выборы в бундестаг, и все явно идет к тому, что следующая правящая коалиция в ФРГ будет сформирована блоком ХДС/ХСС и «зелеными». Поэтому за инициативой баварского премьера вполне может стоять четкий внутриполитический расчет: заранее подготовить почву для успеха будущих коалиционных переговоров, подав потенциальным партнерам сигнал о готовности поддержать одно из их ключевых требований. Тем более, что Маркус Зёдер рассматривается сейчас как один из возможных кандидатов на пост канцлера ФРГ.

Автосалон Auto China 2020: главные герои — электромобили

Так что вероятность того, что в Германии уже следующей осенью примут решение о запрете ДВС в легковых машинах к 2035 году или даже раньше, в последние дни существенно возросла. Впрочем, каким бы ни было следующее правительство ФРГ, темпы перехода немецкого автопрома на электрические двигатели будет определять вовсе не оно. Их будут задавать или даже диктовать крупнейшие экспортные рынки автомобилей Made in Germany. А это США, все та же Калифорния, и Китай.

Автосалон Auto China 2020 — первый крупный отраслевой смотр в год пандемии

Причем рынок Китая крупнее, динамичнее, а потому сейчас играет решающую роль. И этот рынок сделал стратегическую ставку на электромобильность, что убедительно подтвердило второе знаковое зарубежное событие последних дней: проходящий в Пекине с 26 сентября по 5 октября первый после начала пандемии международный автосалон на планете — все остальные пришлось отменить из-за коронавируса.

Главными героями выставки Auto China 2020, указывают в сообщениях из столицы КНР немецкие СМИ, стали электромобили. Через пять лет каждый четвертый продаваемый на китайском рынке автомобиль должен быть на электрической тяге. Это примерно 4 миллиона единиц. Кто их будет выпускать?

Главный экспортный рынок для автомобилей Made in Germany — Китай

В репортажах немецких СМИ с автосалона в Пекине и в комментариях экспертов в эти дни неизменно отмечалось, что пока автостроители Германии представлены на этом направлении развития мирового автопрома довольно скромно. «До сих пор у Volkswagen, Daimler и BMW лишь незначительная доля на большом китайском рынке электромобильности», — констатировала, к примеру, экономическая газета Handelsblatt. Правда, свою статью она посвятила подробному рассказу о том, как они намерены это изменить.

Зарядные станции для электромобилей в Пекине

«Китай — главный рынок электромобилей, причем c большим отрывом, и здесь очень велика опасность оказаться в хвосте», — предупредил руководитель Центра автомобильного менеджмента (CAM) в Бергиш-Гладбахе профессор Штефан Брацель (Stefan Bratzel). По его мнению, «уже из-за одного только Китая немецким автостроителям следовало бы уделять куда больше внимания электромобильности, поскольку конкуренция здесь очень сильна».

Иными словами, для того, чтобы сохранить и тем более укрепить позиции на жизненно важном для всего автопрома Германии китайском рынке, тем же баварским автостроителям BMW и Audi, как и всем остальным, придется в ближайшие годы усиленно вкладывать деньги в развитие электромобилей. И, соответственно, сокращать инвестиции в производство легковых машин с ДВС. Получается, что баварский премьер своим предложением отказаться от их выпуска с 2035 года вовсе не предал интересы отрасли: немецкие автостроители сами к этому идут.

Смотрите также:

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Volkswagen ID.3: народный электромобиль
Концерн под названием «народный автомобиль» начал продажи своего главного электромобиля для массового рынка. Он призван повторить легендарный успех VW Golf. По длине и ширине ID.3 соответствует этой модели, но несколько выше. Цена в базовой комплектации: почти 30 000 евро. Минус 9 000 евро скидка до конца 2021 года. Батареи трех размеров, самая мощная должна обеспечить пробег до 550 км.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Renault Zoe: лидер немецкого рынка
Уже не первый год самый популярный в Германии электромобиль — родом из Франции. С осени 2019 Renault выпускает «полностью обновленный» вариант своего электрического бестселлера. Его теперь можно быстро подзаряжать постоянным током. В ФРГ базовая версия с дальностью пробега 300 км продается по прежней цене: от 22 000 евро. Zoe Life Z.E. 50 c более мощной батареей проезжает 395 км, но стоит 24 000.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Tesla Model 3: претендент на лидерство
Культовый американский автостроитель начал поставлять в Германию свою модель среднего класса в 2019 году, и она сразу стала одним из двух лидеров продаж среди электромобилей. Версию Standard Range предлагают за 45-54 000 евро, полноприводная AWD Long Range с двумя электромоторами и дорогой комплектацией может стоить порядка 65-70 000.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
BMW i3: испытанный ветеран
Баварский автоконцерн начал выпускать эту модель в 2013 году, став немецким первопроходцем в деле электромобильности. С тех пор с конвейера сошли, в основном на экспорт, свыше 150 тысяч машин. В Германии i3 несколько раз был в тройке лидеров. Развивать дальше эту модель BMW не намерен, но и снимать с производства после семи лет тоже пока передумал: больно хорошо она продается за 38-42 000 евро.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Opel Corsa-e: электрический вариант
Corsa вот уже четыре десятилетия — популярный в ФРГ бренд автомобиля малого класса. Осенью 2019 началось производство шестого поколения этой модели, и ее рекламирует Юрген Клопп — тренер футбольного клуба «Ливерпуль». В ролике он садится за руль именно электрического варианта, который компания Opel выпускает наряду с бензиновым и дизельным. Те стоят 14-18 000 евро, а электромобиль — почти 30 000.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Seat Mii electric: доступная малютка
Свой первый электромобиль вывела на рынок испанская дочка Volkswagen. С Seat Mii, варианта VW up!, сняли бензиновый двигатель, и впредь малютку будут производить только с электрическим мотором. В компании считают, что для типично городского автомобиля дальность пробега в 260 км и 83 лошадиные силы вполне достаточно. Цена — от 20 650 евро. А если еще вычесть субсидии…
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Nissan Leaf: недооцененный чемпион
Японцы первыми разработали электромобиль для массового производства и с 2010 года выпустили уже свыше 400 тысяч машин, что сделало Nissan Leaf мировым чемпионом продаж. Однако в ФРГ, в отличие от США, Японии, Норвегии и Великобритании, эта модель особо популярной не стала, хотя и входила в Топ 10. Базовый вариант стоит сейчас от 37 000 евро, Leaf e+ с более мощной батарей — примерно 45 000.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Hyundai Kona Elektro: компактный SUV
Южнокорейский концерн называет эту выпускаемую с 2018 года модель «первым полностью электрическим компактным SUV в Европе». На станциях быстрой зарядки вариант Kona Elektro Trend с двигателем мощностью 150 кВт (204 лошадиные силы) заряжается меньше, чем за час, а дальность пробега составляет при идеальных условиях до 449 км. Цена — от 42 000 евро, базовый вариант примерно на 8 000 дешевле.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Audi e-tron: настоящий внедорожник
Свой первый электрический SUV дочка концерна Volkswagen выпустила в 2019 году для привычного ей премиум-сегмента — и сразу попала в ФРГ в Топ 10 среди электромобилей. Полноприводный Audi e-tron 50 quattro с двумя моторами стоит в Германии от 69 000 евро, включая 19% НДС, а 55 quattro мощностью 300 кВт и дальностью пробега до 430 км — от 81 000. Хотя часть можно вернуть с помощью субсидий.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Mercedes EQC: батарейный «Мерседес»
Концерн Daimler выбрал для продвижения на рынке Германии своего первого внедорожника на электрической тяге рекламный слоган «Это «Мерседес» среди электромобилей». Его цена — от 71 000 евро, мощность — 300 кВт, дальность пробега при идеальных условиях — 470 км, максимальная скорость — 180 км в час. Полноприводный электромобиль с двумя моторами испытывали, в частности, в условиях шведской зимы.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Porsche Taycan 4S: «уцененный» спорткар
Электромобиль за 185 000 евро? Именно столько стоит Taycan Turbo S. Осенью 2019 года его начала выпускать компания Porsche, прославившаяся спортивными автомобилями. Модель Turbo обойдется в 152 000. Чтобы несколько расширить круг потенциальных покупателей, прибавили третий вариант: Taycan 4S «всего» за 105 000. Его мощность — 390 кВт, дальность пробега — 330-400 км.
Автор: Андрей Гурков

Основы двигателя внутреннего сгорания

| Министерство энергетики

Двигатели внутреннего сгорания обеспечивают исключительную управляемость и долговечность, от них в Соединенных Штатах полагаются более 250 миллионов транспортных средств по шоссе. Наряду с бензином или дизельным топливом они также могут использовать возобновляемые или альтернативные виды топлива (например, природный газ, пропан, биодизель или этанол). Их также можно комбинировать с гибридными электрическими силовыми агрегатами для увеличения экономии топлива или подключаемыми гибридными электрическими системами для расширения ассортимента гибридных электромобилей.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Горение, также известное как горение, является основным химическим процессом высвобождения энергии из топливно-воздушной смеси. В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) воспламенение и сгорание топлива происходит внутри самого двигателя. Затем двигатель частично преобразует энергию сгорания в работу. Двигатель состоит из неподвижного цилиндра и подвижного поршня. Расширяющиеся газы сгорания толкают поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал.В конечном счете, это движение приводит в движение колеса автомобиля через систему шестерен трансмиссии.

В настоящее время производятся два типа двигателей внутреннего сгорания: бензиновый двигатель с искровым зажиганием и дизельный двигатель с воспламенением от сжатия. Большинство из них представляют собой четырехтактные двигатели, а это означает, что для завершения цикла требуется четыре хода поршня. Цикл включает четыре различных процесса: впуск, сжатие, сгорание, рабочий ход и выпуск.

Бензиновые двигатели с искровым зажиганием и дизельные двигатели с воспламенением от сжатия различаются по способу подачи и воспламенения топлива.В двигателе с искровым зажиганием топливо смешивается с воздухом, а затем вводится в цилиндр во время процесса впуска. После того, как поршень сжимает топливно-воздушную смесь, искра воспламеняет ее, вызывая возгорание. Расширение дымовых газов толкает поршень во время рабочего хода. В дизельном двигателе только воздух всасывается в двигатель, а затем сжимается. Затем дизельные двигатели распыляют топливо в горячий сжатый воздух с подходящей дозированной скоростью, вызывая его возгорание.

Улучшение двигателей внутреннего сгорания

За последние 30 лет исследования и разработки помогли производителям снизить выбросы ДВС определенных загрязняющих веществ, таких как оксиды азота (NOx) и твердые частицы (PM), более чем на 99%, чтобы соответствовать стандартам выбросов EPA. .Исследования также привели к улучшению характеристик ДВС (мощность в лошадиных силах и время разгона 0-60 миль в час) и эффективности, помогая производителям поддерживать или увеличивать экономию топлива.

Узнайте больше о наших передовых исследованиях и разработках двигателей внутреннего сгорания, направленных на повышение энергоэффективности двигателей внутреннего сгорания с минимальными выбросами.

двигатель внутреннего сгорания | Определение и факты

Двигатель внутреннего сгорания , любое устройство из группы устройств, в котором реагенты сгорания (окислитель и топливо) и продукты сгорания служат рабочими жидкостями двигателя.Такой двигатель получает энергию за счет тепла, выделяемого при сгорании непрореагировавших рабочих жидкостей, топливно-окислительной смеси. Этот процесс происходит внутри двигателя и является частью термодинамического цикла устройства. Полезная работа, создаваемая двигателем внутреннего сгорания (ВС), является результатом воздействия горячих газообразных продуктов сгорания на движущиеся поверхности двигателя, такие как поверхность поршня, лопатка турбины или сопло.

Британская викторина

Изобретатели и изобретения

Наши самые ранние человеческие предки изобрели колесо, но кто изобрел шарикоподшипник, уменьшающий трение вращения? Позвольте колесам в вашей голове крутиться, проверяя свои знания об изобретателях и их изобретениях в этой викторине.

Двигатели внутреннего сгорания являются наиболее широко применяемыми и широко используемыми энергогенерирующими устройствами из существующих в настоящее время. Примеры включают бензиновые двигатели, дизельные двигатели, газотурбинные двигатели и ракетные двигательные установки.

автомобильный плуг
Железный колесный «Фордсон» Генри Форда был представлен в 1907 году и приводился в движение двигателем внутреннего сгорания.
© Everett Historical / Shutterstock.com
Двигатели внутреннего сгорания делятся на две группы: двигатели непрерывного сгорания и двигатели периодического сгорания.Двигатель непрерывного сгорания характеризуется постоянным поступлением топлива и окислителя в двигатель. Внутри двигателя (например, реактивного двигателя) поддерживается стабильное пламя. Двигатель прерывистого сгорания характеризуется периодическим воспламенением воздуха и топлива и обычно называется поршневым двигателем. Дискретные объемы воздуха и топлива обрабатываются циклически. Бензиновые поршневые двигатели и дизельные двигатели являются примерами этой второй группы.
бензиновые двигатели
Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на ряд термодинамических явлений. В двигателе непрерывного сгорания термодинамические явления происходят одновременно, поскольку окислитель, топливо и продукты сгорания постоянно проходят через двигатель. В двигателе прерывистого сгорания, напротив, события происходят последовательно и повторяются для каждого полного цикла.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас
За исключением ракет (как твердотопливных ракетных двигателей, так и жидкостных ракетных двигателей), двигатели внутреннего сгорания заглатывают воздух, затем либо сжимают воздух и подают топливо в воздух, либо подают топливо и сжимают топливно-воздушную смесь. Затем, как и во всех двигателях внутреннего сгорания, сжигается топливно-воздушная смесь, работа извлекается из расширения горячих газообразных продуктов сгорания, и в конечном итоге продукты сгорания выбрасываются через выхлопную систему.Их работа может отличаться от работы двигателей внешнего сгорания (например, паровых двигателей), в которых рабочее тело не вступает в химическую реакцию, а выигрыш энергии достигается исключительно за счет передачи тепла рабочему телу посредством теплообменника.
Пневматические двигатели
Часть воздуха, забираемого ТРДД (вверху), поступает в компрессор; остальное обходит главный двигатель. В турбовинтовых двигателях (внизу) горячие газы приводят в действие турбину, которая приводит в действие компрессор и воздушный винт и обеспечивает реактивную тягу.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Наиболее распространенным двигателем внутреннего сгорания является четырехтактный бензиновый двигатель с однородным зарядом и искровым зажиганием. Это связано с его выдающимися характеристиками в качестве основного двигателя в отрасли наземного транспорта. Двигатели с искровым зажиганием также используются в авиационной промышленности; однако авиационные газовые турбины стали основным двигателем в этом секторе из-за того, что авиационная промышленность делает упор на дальность полета, скорость и комфорт пассажиров.Сфера двигателей внутреннего сгорания также включает такие экзотические устройства, как сверхзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ГПВРД), такие как те, которые предлагаются для гиперзвуковых самолетов, и сложные ракетные двигатели и двигатели, такие как те, что используются на космических челноках США и других космических транспортных средствах.
Двигатель внутреннего сгорания — обзор
1 ВВЕДЕНИЕ
Топливная эффективность двигателя внутреннего сгорания может быть увеличена за счет снижения механических потерь, в первую очередь вызванных трением.Использование соответствующих масел снижает трение, увеличивает топливную экономичность и в то же время поддерживает низкий износ. Существует два подхода, с помощью которых можно достичь снижения трения в двигателях внутреннего сгорания: за счет уменьшения вязкости масла, что приводит к снижению трения в режиме смазки жидкой пленкой, и за счет использования присадок, снижающих трение, которые минимизируют трение в смешанной / граничной смазке. режим при контакте неровностей поверхности [1].
Очень важным классом присадок, снижающих трение, широко используемых в составах картерных масел, являются молибденосодержащие соединения, такие как диалкилдитиокарбамат молибдена (MoDTC).Общее количество присадок в масле может составлять от 5 до 25% [2], а эффективность MoDTC в снижении трения сильно зависит от синергетических или антагонистических эффектов с другими присадками, особенно с диалкилдитиофосфатом цинка (ZDDP) [3– 5]. Присадка ZDDP, помимо антиоксидантных свойств, как известно, очень эффективна для защиты поверхностей от износа в условиях граничной смазки; свойства, которые делают его незаменимым ингредиентом в подавляющем большинстве текущих составов масел [6].Поэтому понимание взаимодействия ZDDP и MoDTC в трибологических характеристиках как двух ключевых компонентов масел имеет важное значение для достижения оптимальных характеристик. Предыдущая работа [7] также указала на необходимость усовершенствования математических моделей смазки клапанного механизма, чтобы повысить их чувствительность к характеристикам состава масла. Такие улучшения станут возможными только путем развития лучшего понимания образования трибопленки, структуры, химических и морфологических свойств и их соотнесения с приработкой систем клапанного механизма.
MoDTC зарегистрировано для уменьшения трения за счет образования пленки, содержащей MoS ₂, на металлических поверхностях [8–12]. Было замечено, что трение уменьшилось через определенное время, определяемое как фаза индукции, после чего трение упало с высоких значений примерно 0,12 до уменьшенных значений порядка 0,05. Ямамото и Гондо [9, 13, 14] в своей работе с использованием рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) предположили, что для образования MoS ₂ необходимо предварительное формирование слоя MoO ₃.Было видно, что образование M0S ₂ из MoDTC происходит в результате контакта твердое тело-твердое тело [15]. Образование MoO ₃ до любого падения трения предполагает, что может произойти увеличение шероховатости, которое может способствовать образованию M0S2, что указывает на физический эффект MoO ₃ на образование M0S ₂. Хотя в нескольких работах [9, 11, 15] было показано, что только MoDTC эффективен в снижении трения, есть сообщения, которые показывают, что MoDTC может быть эффективным в снижении трения только в присутствии добавки ZDDP [3–5].Sogawa et al. [16] показали, что присутствие ZDDP способствует образованию M0S ₂ из MoDTC. Они обнаружили, что при использовании модельного масла, содержащего как ZDDP, так и MoDTC, около 40% S из ZDDP было использовано для образования трибопленки M0S ₂ в рубце износа, но точный механизм не был исследован. С другой стороны, Martin et al. [17] предложил реакцию отщепления M0O3 фосфатом цинка, генерируемым из ZDDP, в соответствии с принципом жестких и мягких кислот и оснований (HSAB).Устранение M0O ₃ считалось причиной того, почему система ZDDP / MoDTC более эффективна в снижении трения, чем только MoDTC — химический эффект ZDDP в характеристиках снижения трения MoDTC. Однако топографический анализ трибопленок ZDDP подтвердил высокую шероховатость этой пленки [18, 19], что свидетельствует о влиянии ZDDP на образование M0S ₂, имеющее физическую природу .
Хотя указание на виды, образующиеся при использовании добавки MoDTC, можно получить из анализа работы, проделанной несколькими группами, последовательность реакций, с помощью которых MoDTC образует M0S ₂, еще не установлена и не доказана экспериментально.Кроме того, влияние ZDDP на механизм образования M0S ₂ от MoDTC до сих пор полностью не изучено. В данной статье представлена полная характеристика с точки зрения химических и топографических свойств трибопленок, образовавшихся до падения трения, и обсуждаются условия, благоприятные для образования M0S ₂ и, следовательно, снижения трения. Процедура испытания, включающая замену масла одной модели на другую, использовалась для того, чтобы понять, имеют ли взаимодействия ZDDP / MoDTC физическую природу или химическую или их комбинацию.
Как работает двигатель внутреннего сгорания — x-engineer.org
Подавляющее большинство автомобилей (легковые и коммерческие), которые продаются сегодня, оснащены двигателями внутреннего сгорания . В этой статье мы расскажем, как работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания .
Двигатель внутреннего сгорания классифицируется как тепловой двигатель . Он называется внутренний , потому что сгорание топливовоздушной смеси происходит внутри двигателя, в камере сгорания, а некоторые сгоревшие газы являются частью нового цикла сгорания.
В основном двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию горящей топливовоздушной смеси в механическую энергию . Он называется , 4 такта, , потому что для выполнения полного цикла сгорания поршню требуется 4 хода. Полное название двигателя легкового автомобиля: 4-тактный поршневой двигатель внутреннего сгорания , сокращенно ICE (Двигатель внутреннего сгорания).
Теперь давайте посмотрим, какие компоненты являются основными компонентами ДВС.
Изображение: Детали двигателя внутреннего сгорания (DOHC)
Обозначения:
выпускной распредвал
ведро выпускного клапана
свеча зажигания
впускной клапан
впускной распределительный вал 144 выпускной клапан
впускной распредвал 144 выпускной клапан
головка блока цилиндров
поршень
поршневой палец
шатун
блок цилиндров
коленчатый вал
ВМТ — верхняя мертвая точка
НМТ — нижняя мертвая точка
) обычно содержит распределительный вал (ы), клапаны, клапанные лопатки, возвратные пружины клапанов, свечи зажигания / накаливания и форсунки (для двигателей с прямым впрыском).Через головку блока цилиндров протекает охлаждающая жидкость двигателя.
Внутри блока цилиндров (12) мы можем найти поршень, шатун и коленчатый вал. Что касается головки блока цилиндров, то через блок цилиндров течет охлаждающая жидкость, которая помогает контролировать температуру двигателя.
Поршень перемещается внутри цилиндра из НМТ в ВМТ. Камера сгорания — это объем, создаваемый между поршнем, головкой блока цилиндров и блоком двигателя, когда поршень находится близко к ВМТ.
На Рисунке 1 мы можем рассмотреть полный набор механических компонентов ДВС.Некоторые компоненты неподвижны (например, головка блока цилиндров, блок цилиндров), а некоторые из них движутся. На рисунке ниже мы рассмотрим основную движущуюся часть ДВС, которая преобразует давление газа в цилиндре в механическую силу.
Изображение: Движущиеся части двигателя внутреннего сгорания
Обозначения:
звездочка распределительного вала
поршень
коленчатый вал
шатун
клапан
ковш клапана
распредвал
распределительный вал
с синхронизацией вращения
0 с вращением коленчатого вала через зубчатый ремень или цепь.Положение впускных и выпускных клапанов должно быть точно синхронизировано с положением поршня, чтобы циклы сгорания могли происходить соответствующим образом.
Полный цикл двигателя для 4-тактного ДВС имеет следующие фазы (такты):
впуск
сжатие
мощность (расширение)
выпуск
Ход — это движение поршня между двумя мертвыми центры (нижний и верхний).
Теперь, когда мы знаем, какие компоненты ДВС, мы можем изучить, что происходит на каждом такте цикла двигателя.В таблице ниже вы увидите положение поршня в начале каждого хода и подробную информацию о событиях, происходящих в цилиндре.
Такт 1 — ВПУСК
Такт впуска двигателя внутреннего сгорания
В начале такта впуска поршень близок к ВМТ. Впускной клапан открывается, поршень начинает двигаться в сторону НМТ. В цилиндр втягивается воздух (или топливовоздушная смесь). Этот ход называется ВПУСКОМ, потому что в двигатель попадает свежий воздух / смесь.Такт впуска заканчивается, когда поршень находится в НМТ.
Во время такта впуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается за счет инерции компонентов).
Ход 2 — СЖАТИЕ
Такт сжатия двигателя внутреннего сгорания
Такт сжатия начинается с поршня в НМТ, после завершения такта впуска. Во время такта сжатия оба клапана, впускной и выпускной, закрываются, и поршни движутся в сторону ВМТ.Когда оба клапана закрыты, воздух / смесь сжимаются, достигая максимального давления, когда поршень находится близко к ВМТ.
Прежде, чем поршень достигнет ВМТ (но очень близко к нему), во время такта сжатия:
для бензинового двигателя: генерируется искра
для дизельных двигателей: впрыскивается топливо
Во время такта сжатия двигатель потребляет энергии (коленчатый вал вращается за счет инерции компонентов) больше, чем такт впуска.
Ход 3 — МОЩНОСТЬ
Рабочий ход двигателя внутреннего сгорания
Рабочий ход начинается с поршня в ВМТ.Оба клапана, впускной и выпускной, по-прежнему закрыты. Сгорание топливовоздушной смеси начинается в конце такта сжатия, что вызывает значительное повышение давления внутри цилиндра. Давление внутри цилиндра толкает поршень вниз по направлению к НМТ.
Только во время рабочего такта двигатель вырабатывает энергию.
Ход 4 — ВЫПУСК
Такт выпуска двигателя внутреннего сгорания
Такт выпуска начинается с поршня в НМТ после завершения рабочего такта.Во время этого хода выпускной клапан открыт. Движение поршня от НМТ к ВМТ выталкивает большую часть выхлопных газов из цилиндра в выхлопные трубы.
Во время такта выпуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается за счет инерции компонентов).
Как видите, для того, чтобы иметь цикл полного сгорания (двигатель), поршень должен совершить 4 хода. Это означает, что на один цикл двигателя уходит два полных оборота коленчатого вала (720 °).
Единственный ход, который производит крутящий момент (энергию), — это рабочий ход , все остальные потребляют энергию.
Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала через шатун.
Для лучшего понимания мы суммируем исходное положение поршня, положение клапана и баланс энергии для каждого хода.
Энергетический баланс 822
9014 9014 9014
9014 9014 9014
Порядок хода Название хода Исходное положение поршня Состояние впускного клапана Состояние выпускного клапана
TDC Открыто Закрыто Потребляет
2 Сжатие BDC Закрыто Закрыто Потребляет Производит
4 Выхлоп BDC Закрыто Открыто Потребляет
На анимации ниже вы можете ясно увидеть, как работает двигатель внутреннего сгорания.Обратите внимание на положение поршня, положение клапана, момент зажигания и последовательность ходов.
Анимация двигателя внутреннего сгорания
В следующих статьях мы более подробно рассмотрим параметры, характеристики и компоненты двигателя внутреннего сгорания. Если у вас есть вопросы или комментарии по поводу этой статьи, используйте форму ниже для публикации.
Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!
Проверьте свои знания о двигателях внутреннего сгорания, пройдя тест ниже:
ВИКТОРИНА! (щелкните, чтобы открыть)
Двигатель внутреннего сгорания
Двигатель внутреннего сгорания
Гленн

Исследовательский центр
Центр
В течение сорока лет после первый полет братьев Райт использовались самолеты Двигатели внутреннего сгорания повернуть пропеллеры чтобы генерировать толкать.Сегодня большинство самолетов гражданской авиации или частных самолетов все еще с пропеллерами и двигателями внутреннего сгорания, как и ваш автомобильный двигатель. На этой странице мы обсудим основы двигатель внутреннего сгорания с использованием Двигатель братьев Райт 1903 года, показанный на рисунке в качестве примера.
Обсуждая двигатели, мы должны учитывать как механическая работа машина и термодинамический процессы, которые позволяют машине производить полезные Работа. Базовая механическая конструкция двигателя Райта такова: замечательно похож на современный, четырехтактный, четыре цилиндра автомобильные двигатели.Как следует из названия, процесс горения двигателя внутреннего сгорания происходит в закрытом цилиндр . Внутри цилиндра движется поршень, который компрессы смесь топлива и воздуха перед сгоранием, а затем принудительно возвращается вниз по цилиндру после сгорания. На рабочий ход поршень вращает кривошип, который преобразует линейное движение поршень в круговое движение. Поворот коленчатый вал затем используется для поворота воздушного винта. В движение поршня повторяется в термодинамический цикл называется Цикл Отто который был разработан немцем Dr.Н. А. Отто, 1876 г. и используется до сих пор.
Хотя есть некоторые важные различия между современными авиационные двигатели и двигатель Wright 1903, простота конструкции двигателя Райта делает его хорошей отправной точкой для студентов. Индивидуальные веб-страницы для всех основных систем и части предоставляются так, чтобы вы можете детально изучить каждый пункт. Вот программа на Java, которую вы можете использовать, чтобы посмотреть на движок из разнообразие локаций:
На этой странице показан интерактивный Java-апплет, который позволяет вам изменять вид авиационного двигателя 1903 года, нажимая кнопки для остановки, шага или вращения Изображение.
Вы можете загрузить свою собственную копию этого апплета, нажав следующую кнопку:
Программа скачивается в формате .zip. Вы должны сохранить файл на диск и затем «Извлеките» файлы. Нажмите на «Engine.html» для автономной работы программы.
Деятельность:
Экскурсии с гидом
Навигация ..

Руководство для начинающих Домашняя страница
Двигатели внутреннего сгорания | IFPEN
Двигатель внутреннего сгорания автомобиля обычно включает несколько камер сгорания .Каждый из них ограничен головкой блока цилиндров, цилиндром и поршнем.
Архитектура двигателя также шарнирно закреплена вокруг системы коленчатого вала , позволяющей преобразовывать возвратно-поступательное движение (движение поршня) во вращательное движение (вращение коленчатого вала).

Во время каждого цикла сжигание топливной смеси (топливовоздушной смеси) в камере приводит к увеличению давления газа, который приводит в движение поршень и систему коленчатого вала. Поскольку коленчатый вал соединен с механическими компонентами трансмиссии (коробки передач, приводные валы и т. Д.)), его движение приводит в движение колеса автомобиля.
Коробка передач позволяет адаптировать скорость вращения колеса к скорости вращения двигателя.
Мощность двигателя зависит, прежде всего, от количества энергии, генерируемой при сгорании, а следовательно, от количества топливной смеси, присутствующей в камере сгорания. Таким образом, он напрямую связан с объемом камеры (единичный рабочий объем), количеством камер или цилиндров в двигателе (общий объем) и количеством впрыскиваемого топлива.
Почему «4-х тактный»?
Термин относится к тому факту, что для преобразования химической энергии, содержащейся в топливе, в механическую энергию требуется 4 отдельных хода. . Каждый ход соответствует половине оборота коленчатого вала (одно движение поршня вверх или вниз). Такты 1 и 4 предназначены для перекачки газа (забора свежего газа и удаленных выхлопных газов), а такты 2 и 3 необходимы для подготовки к сгоранию с последующим сгоранием и его преобразованием в механическую энергию.
Для двигателя с искровым зажиганием и непрямым впрыском используются следующие 4 такта:
1 ^st ход : Впуск (заполнение цилиндра)
Поршень опускается и втягивает топливовоздушную смесь.
2 ^nd ход : Сжатие
Поршень снова поднимается, сжимая топливовоздушную смесь. Для воспламенения смеси образуется искра.
3 ^rd ход : Горение — расширение
Этот ход соответствует развитию горения и расширению сгоревших газов: поршень сжимается, и химическая энергия преобразуется в механическую энергию.
4 ^{-й ход} : Выхлоп (Сгоревшие газы выходят из цилиндра)
Поршень снова поднимается и удаляет сгоревшие газы.
Для дизельного двигателя с воспламенением от сжатия и прямым впрыском 4 такта работают одинаково, с двумя отличиями:
Чистый воздух всасывается и сжимается во время тактов 1 и 2 , затем топливо вводится непосредственно в цилиндр (путем впрыска) в конце сжатия.
Смесь воспламеняется самопроизвольно без искры из-за высокой температуры воздуха в результате его сжатия.
Цетановое число / октановое число
Цетановое число указывает на способность дизельного топлива самовоспламеняться.
Октановое число указывает на способность бензина противостоять самовоспламенению и предотвращать неконтролируемое возгорание из-за электрической искры (ненормальное горение, детонация).
Что такое горение?
Теоретически для полного сгорания 1 г обычного топлива (бензина или дизельного топлива) требуется около 14,6 г воздуха. Эта идеальная смесь называется стехиометрической.
Бензиновые двигатели с косвенным впрыском топлива в основном работают на стехиометрической смеси . После введения в двигатель гомогенной смеси воздуха и бензина сгорание (воспламенение смеси) инициируется искрой (искровое зажигание).Горение вызывает распространение фронта пламени, который проходит через камеру.
Современные бензиновые двигатели с прямым впрыском : воздух поступает через впускное отверстие, а топливо, как в дизельном двигателе, поступает непосредственно в камеру сгорания, что позволяет более точно управлять впрыском. Вместо топливовоздушной смеси двигатель работает на так называемом стратифицированном заряде. Горение по-прежнему инициируется искрой (искровое зажигание).
Дизельные двигатели работают с избытком воздуха .Дизель впрыскивается под давлением в предварительно сжатую воздушную массу. Возгорание инициируется самовоспламенением (воспламенение от сжатия). Сгорание называют расслоенным или неоднородным, поскольку оно происходит как в богатой топливом (расположенной рядом с соплом форсунки), так и в бедной (рядом со стенкой цилиндра) зоне.
Топливо
В Европе используются бензиновые или дизельные двигатели с искровым зажиганием. Бензин и дизельное топливо являются двумя основными конечными продуктами, получаемыми в результате переработки сырой нефти, и их состав меняется в зависимости от требований к двигателям и, что более важно, экологических норм, связанных с качеством воздуха и сокращением выбросов парниковых газов.
Биотопливо можно смешивать непосредственно с бензином и дизельным топливом в различных пропорциях без необходимости адаптации двигателей, тем самым извлекая выгоду из существующих распределительных сетей. Во Франции дизельное топливо B7, продаваемое на заправке, обычно содержит до 7% (по объему) биотоплива и бензина E10 до 10%.
Двигатель внутреннего сгорания | Engineering
Двигатель внутреннего сгорания — это тепловой двигатель, в котором сгорание происходит в замкнутом пространстве, называемом камерой сгорания.Сгорание топлива создает газы с высокой температурой / давлением, которые могут расширяться. Расширяющиеся газы используются для непосредственного перемещения поршня, лопаток турбины, ротора (ов) или самого двигателя, выполняя полезную работу.
Двигатели внутреннего сгорания могут работать на любом топливе, которое может сочетаться с «окислителем» в камере.
Напротив, двигатель внешнего сгорания, такой как паровой двигатель, действительно работает, когда в процессе сгорания нагревается отдельная рабочая жидкость, такая как вода или пар, который, в свою очередь, работает.
Реактивные двигатели, большинство ракет и многие газовые турбины строго классифицируются как двигатели внутреннего сгорания, но термин двигатель внутреннего сгорания также используется для обозначения поршневых двигателей, двигателей Ванкеля и аналогичных конструкций, в которых сгорание является прерывистым.
Сегодня двигатель внутреннего сгорания сокращается до аббревиатуры ICE.
Четырехтактный цикл (или цикл Отто)
Без сжатия [править | править источник]
Леонардо да Винчи [1] в 1509 году и Христиан Гюйгенс [2] в 1673 году описали двигатели постоянного давления.(Описание Леонардо не может подразумевать, что идея исходила от него или что она действительно была сконструирована.)
Непрямое внутреннее сгорание или принцип всасывания может не соответствовать определению двигателя, потому что процесс не повторяется.
Первые двигатели внутреннего сгорания использовались для питания сельскохозяйственного оборудования.
Английский изобретатель сэр Сэмюэл Морланд [3] использовал порох [4] для привода водяных насосов в 17 веке. В 1794 году Роберт Стрит построил двигатель без сжатия, принцип работы которого будет доминировать почти столетие.
Первый двигатель внутреннего сгорания, который будет применяться в промышленности, был запатентован Самуэлем Брауном в 1823 году. Он был основан на том, что Харденберг называет «циклом Леонардо», который, как следует из этого названия, к тому времени уже был устаревшим. Как и сегодня, раннее крупное финансирование в области, где стандарты еще не были установлены, досталось лучшим шоуменам раньше, чем лучшим работникам. Итальянцы Эухенио Барсанти [5] и Феличе Маттеуччи [6] запатентовали первый работающий эффективный двигатель внутреннего сгорания в 1854 году в Лондоне (pt.Num. 1072), но в производство не попал. Он был похож по концепции на успешный двигатель непрямого действия Отто Лангена, но не так хорошо проработан в деталях.
В 1860 году Этьен Ленуар [7] (1822-1900) создал газовый двигатель внутреннего сгорания, внешне не отличающийся от парового двигателя. Он очень напоминал горизонтальный паровой двигатель двойного действия с цилиндрами, поршнями, шатунами и маховиком, в котором газ по существу заменял пар. Это был первый серийный двигатель внутреннего сгорания.Американец Сэмюэл Мори [8] получил патент 1 апреля 1826 г. на «газовый или паровой двигатель».
Его первый (1862 год) двигатель со сжатием, разошедшийся на части, Николаус Отто [9] разработал двигатель непрямого действия со свободным поршнем без сжатия, более высокая эффективность которого получила поддержку Лангена, а затем и большей части рынка, который в то время, в основном предназначался для небольших стационарных двигателей, работающих на газовом топливе. В 1870 году в Вене Зигфрид Маркус [10] поставил на ручную тележку первый передвижной бензиновый двигатель.
Сжатие [править | править источник]
Наиболее существенное различие между современными двигателями внутреннего сгорания и ранними конструкциями заключается в использовании сжатия, в частности сжатия в цилиндре. Термодинамическая теория идеализированных тепловых двигателей была основана Николя Леонардом Сади Карно [11] во Франции в 1824 году. Это научно доказало необходимость сжатия для увеличения разницы между верхней и нижней рабочими температурами, но неясно, были ли разработчики двигателей знали об этом до того, как сжатие уже стало широко использоваться.Фактически, это могло ввести в заблуждение дизайнеров, которые пытались подражать циклу Карно бесполезными способами.
Первым зарегистрированным предложением компрессии в цилиндре был патент, выданный Уильяму Барнету (англ.) В 1838 году. Он, очевидно, не осознавал его преимуществ, но его цикл был бы большим достижением, если бы был достаточно развит.
Отто, работая с Готлибом Даймлером [12] и Вильгельмом Майбахом [13] в 1870-х годах, разработал практический четырехтактный двигатель (цикл Отто).Немецкие суды, однако, не удержали его патент на все двигатели с цилиндрическим компрессором или даже на четырехтактный цикл, и после этого решения внутрицилиндровое сжатие стало универсальным.
Двигатели внутреннего сгорания чаще всего используются в мобильных силовых установках. В мобильных сценариях внутреннее сгорание является преимуществом, поскольку оно может обеспечить высокое соотношение мощности к весу вместе с превосходной удельной топливной энергией. Эти двигатели используются почти во всех автомобилях, мотоциклах, многих лодках, а также в самых разных самолетах и локомотивах.Там, где требуется очень большая мощность, например, реактивные самолеты, вертолеты и большие корабли, они появляются в основном в виде газовых турбин. Они также используются в электрических генераторах и в промышленности.
Для маломощных мобильных и многих немобильных приложений электродвигатель является конкурентоспособной альтернативой. В будущем электродвигатели также могут стать конкурентоспособными для большинства мобильных приложений. Однако высокая стоимость, вес и низкая удельная энергия батарей PbA и даже NiMH, а также отсутствие доступных по цене бортовых электрических генераторов, таких как топливные элементы, в значительной степени ограничивают их использование в специализированных приложениях.Однако последние достижения в области легких литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов позволили довести безопасность, плотность мощности, срок службы и стоимость до приемлемых или даже желаемых уровней. Например, недавно аккумуляторные электромобили начали демонстрировать дальность действия 300 миль на литиевой основе, теперь улучшенная мощность делает их привлекательными для подключаемых гибридных электромобилей, запас хода на которых менее критичен, поскольку внутреннее сгорание составляет неограниченный диапазон .
Все двигатели внутреннего сгорания зависят от экзотермического химического процесса сгорания: реакции топлива, обычно с воздухом, хотя могут использоваться другие окислители, такие как закись азота.См. Также стехиометрию [14].
Наиболее распространенные виды топлива, используемые сегодня, состоят из углеводородов и получают из нефти. К ним относятся такие виды топлива, как дизельное топливо, бензин и сжиженный нефтяной газ. Большинство двигателей внутреннего сгорания, разработанных для бензина, могут работать на природном газе или сжиженном нефтяном газе без каких-либо модификаций, за исключением компонентов подачи топлива. Также можно использовать жидкое и газообразное биотопливо соответствующего состава.
Некоторые предполагают, что в будущем водород может заменить такое топливо.Кроме того, с внедрением технологии водородных топливных элементов использование двигателей внутреннего сгорания может быть прекращено. Преимущество водорода в том, что при его сгорании образуется только вода. Это не похоже на сжигание углеводородов, при котором также образуется двуокись углерода, основная причина глобального потепления, а также окись углерода в результате неполного сгорания. Большим недостатком водорода во многих ситуациях является его хранение. Жидкий водород имеет чрезвычайно низкую плотность — в 14 раз меньше, чем вода, и требует обширной изоляции, в то время как газообразный водород требует очень тяжелых резервуаров.Хотя водород легкий и, следовательно, имеет более высокую удельную энергию, объемный КПД все же примерно в пять раз ниже, чем у бензина. Вот почему водород необходимо сжимать, чтобы сохранить полезное количество энергии.
Все двигатели внутреннего сгорания должны иметь средства зажигания, способствующие сгоранию. В большинстве двигателей используется электрическая система зажигания или система зажигания с подогревом от сжатия. В системах электрического зажигания обычно используются свинцово-кислотная батарея и индукционная катушка, которые создают электрическую искру высокого напряжения для воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя.Эту батарею можно заряжать во время работы с помощью генератора с приводом от двигателя. Системы зажигания с компрессионным нагревом (дизельные двигатели и двигатели HCCI) полагаются на тепло, создаваемое в воздухе за счет сжатия в цилиндрах двигателя, для воспламенения топлива.
После успешного воспламенения и сгорания продукты сгорания (горячие газы) имеют больше доступной энергии, чем исходная сжатая топливно-воздушная смесь (которая имела более высокую химическую энергию). Доступная энергия проявляется в виде высокой температуры и давления, которые могут быть переведены в работу двигателем.В поршневом двигателе газы продукта высокого давления внутри цилиндров приводят в движение поршни двигателя.
После того, как доступная энергия удалена, оставшиеся горячие газы удаляются (часто путем открытия клапана или выхода выхлопных газов), что позволяет поршню вернуться в свое предыдущее положение (верхняя мертвая точка — ВМТ). Затем поршень может перейти к следующей фазе своего цикла (который зависит от двигателя). Любое тепло, не переведенное в работу, является отходом и выводится из двигателя с помощью системы воздушного или жидкостного охлаждения.
Иллюстрация нескольких ключевых компонентов типичного четырехтактного двигателя
Составные части двигателя различаются в зависимости от типа двигателя. Для четырехтактного двигателя ключевыми частями двигателя являются коленчатый вал (фиолетовый), один или несколько распределительных валов (красный и синий) и клапаны. Для двухтактного двигателя вместо клапанной системы могут быть просто выпускной патрубок и впускное отверстие для топлива. В обоих типах двигателей имеется один или несколько цилиндров (серый и зеленый), и для каждого цилиндра есть свеча зажигания (темно-серый), поршень (желтый) и кривошип (фиолетовый).Одиночный ход поршня вверх или вниз известен как ход, а ход вниз, который происходит непосредственно после воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндре, известен как рабочий ход.
Двигатель Ванкеля имеет треугольный ротор, вращающийся в эпитроихоидной камере (в форме фигуры 8) вокруг эксцентрикового вала. Четыре фазы работы (впуск, сжатие, мощность, выпуск) происходят в разных местах, а не в одном месте, как в поршневом двигателе.
В двигателе Bourke используется пара поршней, встроенных в кулисный механизм, который передает возвратно-поступательное усилие через специально разработанный подшипниковый узел для поворота кривошипно-шатунного механизма. Впуск, сжатие, мощность и выпуск — все это происходит при каждом такте вилки.
Существует широкий спектр двигателей внутреннего сгорания, соответствующих их многочисленным применениям. Аналогичным образом существует множество способов классификации двигателей внутреннего сгорания, некоторые из которых перечислены ниже.
Хотя термины иногда вызывают путаницу, реальной разницы между «двигателем» и «мотором» нет.«Когда-то слово« двигатель »(от латинского [15], через старофранцузское [16], ingenium ,« способность ») означало любую часть механизма.« Двигатель »(от латинского motor ,» двигатель ») — это любая машина, которая производит механическую энергию. Традиционно электродвигатели не называют« двигателями », но двигатели внутреннего сгорания часто называют« двигателями ».
Принципы работы [править | править источник]
Поршневой:
Поворотный:
Непрерывное горение:
Цикл двигателя [править | править источник]
Двигатели, основанные на двухтактном цикле, используют два хода (один вверх, один вниз) для каждого рабочего хода.Поскольку нет специальных тактов впуска или выпуска, необходимо использовать альтернативные методы очистки цилиндров. Наиболее распространенный метод двухтактных двигателей с искровым зажиганием заключается в использовании движения поршня вниз для создания давления свежего заряда в картере, который затем продувается через цилиндр через отверстия в стенках цилиндра. Двухтактные двигатели с искровым зажиганием маленькие и легкие (для их выходной мощности) и очень просты в механическом отношении. Общие области применения включают снегоходы, газонокосилки, цепные пилы, водные мотоциклы, мопеды, подвесные моторы и некоторые мотоциклы.К сожалению, они также, как правило, громче, менее эффективны и гораздо более загрязняют окружающую среду, чем их четырехтактные аналоги, и они плохо масштабируются до больших размеров. Интересно, что самые большие двигатели с воспламенением от сжатия являются двухтактными и используются в некоторых локомотивах и больших кораблях. Эти двигатели используют принудительную индукцию для продувки цилиндров.
Двигатели, основанные на четырехтактном цикле или цикле Отто, имеют один рабочий ход на каждые четыре хода (вверх-вниз-вверх-вниз) и используются в автомобилях, больших лодках и многих легких самолетах.Как правило, они тише, эффективнее и крупнее своих двухтактных собратьев. Есть несколько разновидностей этих циклов, в первую очередь циклы Аткинсона и Миллера. В большинстве дизельных двигателей грузовиков и автомобилей используется четырехтактный цикл, но с системой зажигания с подогревом от сжатия можно отдельно говорить о дизельном цикле. Двигатель Ванкеля работает с тем же разделением фаз, что и четырехтактный двигатель (но без ходов поршня, правильнее было бы назвать четырехфазным двигателем), поскольку фазы находятся в разных местах двигателя; однако, как и двухтактный поршневой двигатель, он обеспечивает один «ход» мощности на оборот на ротор, что дает ему такую же пространственную и весовую эффективность.Фаза сгорания в цикле Бурка более точно соответствует сгоранию с постоянным объемом, чем четырехтактный или двухтактный цикл. В нем также используется меньше движущихся частей, поэтому необходимо преодолевать меньшее трение, чем в двух других типах возвратно-поступательного движения. Кроме того, его более высокий коэффициент расширения также означает, что используется больше тепла от его фазы сгорания, чем используется в четырехтактных или двухтактных циклах.
Типы топлива и окислителя [править | править источник]
Используемые виды топлива включают бензин (британский термин: бензин), сжиженный нефтяной газ, испаренный нефтяной газ, сжатый природный газ, водород, дизельное топливо, JP18 (реактивное топливо), свалочный газ, биодизель, арахисовое масло, этанол, метанол (метил или древесный алкоголь).Даже псевдоожиженные металлические порошки и взрывчатые вещества нашли применение. Двигатели, в которых в качестве топлива используются газы, называются газовыми двигателями, а двигатели, в которых используются жидкие углеводороды, называются масляными двигателями. Однако, к сожалению, бензиновые двигатели также часто называют «газовыми двигателями».
Основные ограничения для топлива заключаются в том, что топливо должно легко транспортироваться через топливную систему в камеру сгорания, и что топливо выделяет достаточно энергии в виде тепла при сгорании, чтобы можно было использовать двигатель на практике.
Окислителем обычно является воздух, и его преимущество заключается в том, что он не хранится в транспортном средстве, что увеличивает удельную мощность. Однако воздух можно сжимать и переносить на борту транспортного средства. Некоторые подводные лодки предназначены для перевозки чистого кислорода или перекиси водорода, что делает их независимыми от воздуха. Некоторые гоночные автомобили содержат закись азота в качестве окислителя. Другие химические вещества, такие как хлор или фтор, нашли экспериментальное применение; но в основном непрактичны.
Дизельные двигатели обычно тяжелее, шумнее и мощнее на более низких оборотах, чем бензиновые двигатели.Они также более экономичны в большинстве случаев и используются в тяжелых дорожных транспортных средствах, некоторых автомобилях (в большей степени из-за их более высокой топливной эффективности по сравнению с бензиновыми двигателями), кораблях и некоторых локомотивах и легких самолетах. Бензиновые двигатели используются в большинстве других дорожных транспортных средств, включая большинство автомобилей, мотоциклов и мопедов. Обратите внимание, что в Европе сложные автомобили с дизельным двигателем стали довольно распространенными с 1990-х годов, составляя около 40% рынка. И бензиновые, и дизельные двигатели производят значительные выбросы.Есть также двигатели, работающие на водороде, метаноле, этаноле, сжиженном нефтяном газе (СНГ) и биодизеле. Парафиновые двигатели и двигатели с испарительным маслом для тракторов (TVO) больше не используются.
Цилиндры [править | править источник]
Двигатели внутреннего сгорания могут содержать любое количество цилиндров, обычно с номерами от одного до двенадцати, хотя было использовано целых 28 цилиндров. Наличие большего количества цилиндров в двигателе дает два потенциальных преимущества: Первое. двигатель может иметь больший рабочий объем с меньшими индивидуальными возвратно-поступательными массами (то есть масса каждого поршня может быть меньше), что обеспечивает более плавную работу двигателя (поскольку двигатель имеет тенденцию вибрировать в результате движения поршней вверх и вниз).Во-вторых, с большим рабочим объемом и большим количеством поршней может быть сожжено больше топлива, и может быть больше событий сгорания (то есть больше рабочих ходов) в заданный период времени, что означает, что такой двигатель может генерировать больший крутящий момент, чем аналогичный двигатель. с меньшим количеством цилиндров. Недостатком большего количества поршней является то, что в целом двигатель будет иметь больший вес и иметь тенденцию создавать большее внутреннее трение, поскольку большее количество поршней трутся о внутреннюю часть их цилиндров. Это имеет тенденцию к снижению топливной экономичности и лишению двигателя части его мощности.Для высокопроизводительных бензиновых двигателей, использующих современные материалы и технологии (например, двигатели, используемые в современных автомобилях), кажется, есть точка разрыва около 10 или 12 цилиндров, после чего добавление цилиндров становится общим ущербом для производительности и эффективности, хотя есть исключения. такие как двигатель W-16 от Volkswagen.
Большинство автомобильных двигателей имеют от четырех до восьми цилиндров, некоторые высокопроизводительные автомобили имеют десять, двенадцать или даже шестнадцать, а некоторые очень маленькие легковые и грузовые автомобили имеют два или три цилиндра.В предыдущие годы некоторые довольно большие автомобили, такие как DKW и Saab 92, имели двухцилиндровые двухтактные двигатели.
Радиальные авиационные двигатели, ныне устаревшие, имели от пяти до 28 цилиндров. Строка содержит нечетное количество цилиндров, поэтому четное число указывает на двух- или четырехрядный двигатель.
Мотоциклы обычно имеют от одного до четырех цилиндров, а в некоторых высокопроизводительных моделях их шесть.
Снегоходы обычно имеют два цилиндра. У некоторых более крупных (не обязательно высокопроизводительных, но тоже туристических машин) их четыре.
Небольшие переносные приборы, такие как бензопилы, генераторы и бытовые газонокосилки, чаще всего имеют один цилиндр, хотя существуют и двухцилиндровые бензопилы.
Система зажигания [редактировать | править источник]
Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по системе зажигания. Сегодня в большинстве двигателей для зажигания используется электрическая или компрессионная система нагрева. Однако исторически использовались системы с внешним пламенем и горячими трубами. Никола Тесла получил один из первых патентов на механическую систему зажигания с патентом США « Электрический воспламенитель для газовых двигателей » 16 августа 1898 года.
Топливные системы [править | править источник]
Часто для более простых поршневых двигателей используется карбюратор для подачи топлива в цилиндр. Однако точный контроль количества топлива, подаваемого в двигатель, невозможно.
Более крупные бензиновые двигатели, используемые в автомобилях, в основном перешли на системы впрыска топлива. В двигателях, работающих на сжиженном нефтяном газе, используются системы впрыска топлива и карбюраторы с обратной связью. В дизельных двигателях всегда используется впрыск топлива.
В других двигателях внутреннего сгорания, таких как реактивные двигатели, используются горелки, а в ракетных двигателях используются различные идеи, включая ударные струи, сдвиг газа / жидкости, форсажные камеры и многие другие идеи.
Конфигурация двигателя [править | править источник]
Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их конфигурации, которая влияет на их физические размеры и плавность хода (более плавные двигатели производят меньшую вибрацию). Общие конфигурации включают прямую или линейную конфигурацию, более компактную V-образную конфигурацию и более широкую, но более гладкую плоскую или боксерскую конфигурацию. Авиационные двигатели также могут иметь радиальную конфигурацию, которая обеспечивает более эффективное охлаждение. Также использовались более необычные конфигурации, такие как «H», «U», «X» или «W».
Конфигурации с несколькими коленчатыми валами вовсе не обязательно нуждаются в головке блока цилиндров, но вместо этого могут иметь поршень на каждом конце цилиндра, что называется конструкцией с оппозитным поршнем. Эта конструкция использовалась в дизельном авиационном двигателе Junkers Jumo 205 с двумя коленчатыми валами, по одному на обоих концах одного ряда цилиндров, и, что наиболее заметно, в дизельных двигателях Napier Deltic, в которых использовалось три коленчатых вала для обслуживания трех групп двусторонних цилиндров. цилиндры расположены в равностороннем треугольнике с коленчатыми валами по углам.Он также использовался в одноблочных локомотивных двигателях и продолжает использоваться для судовых двигателей, как для тяги, так и для вспомогательных генераторов. Двигатель Gnome Rotary, использовавшийся в нескольких ранних самолетах, имел неподвижный коленчатый вал и ряд радиально расположенных цилиндров, вращающихся вокруг него.
Объем двигателя [править | править источник]
Мощность двигателя — это рабочий объем поршней двигателя. Обычно он измеряется в литрах или кубических дюймах для двигателей большего размера и кубических сантиметрах (сокращенно кубических сантиметрах) для двигателей меньшего размера.Двигатели большей мощности обычно более мощные и обеспечивают больший крутящий момент на более низких оборотах, но при этом потребляют больше топлива.
Помимо разработки двигателя с большим количеством цилиндров, есть два способа увеличения мощности двигателя. Первый — удлинить ход, второй — увеличить диаметр поршня. В любом случае может потребоваться дополнительная регулировка подачи топлива в двигатель, чтобы обеспечить оптимальную производительность.
Заявленная мощность двигателя может быть больше вопросом маркетинга, чем инженерии.Morris Minor 1000, Morris 1100 и Austin-Healey Sprite Mark II имели двигатели с одинаковым ходом и диаметром цилиндра в соответствии с их спецификациями и были от одного производителя. Однако объем двигателя был указан как 1000 куб. См, 1100 куб. См и 1098 куб. См соответственно в торговой литературе и на значках автомобиля.
Загрязнение двигателя [править | править источник]
Обычно двигатели внутреннего сгорания, особенно поршневые двигатели внутреннего сгорания, производят умеренно высокие уровни загрязнения из-за неполного сгорания углеродсодержащего топлива, что приводит к образованию оксида углерода и некоторого количества сажи, а также оксидов азота и серы и некоторых несгоревших углеводородов в зависимости от условий эксплуатации и соотношение топливо / воздух.
Дизельные двигатели выделяют широкий спектр загрязняющих веществ, включая аэрозоли из множества мелких частиц, которые, как считается, глубоко проникают в легкие человека.
Многие виды топлива содержат серу, что приводит к образованию оксидов серы (SOx) в выхлопных газах, что способствует кислотным дождям.
Высокая температура горения создает большую долю оксидов азота (NOx), которые, как доказано, опасны для здоровья растений и животных.
Чистое производство диоксида углерода не является обязательной характеристикой двигателей, но, поскольку большинство двигателей работают на ископаемом топливе, это обычно происходит.Если двигатели работают на биомассе, то чистый углекислый газ не образуется, поскольку растущие растения поглощают столько же или больше углекислого газа во время роста.
Водородные двигатели должны производить только воду, но при использовании воздуха в качестве окислителя также образуются оксиды азота.
Сингер Чарльз Джозеф; Рэпер, Ричард, История технологии: Двигатель внутреннего сгорания , отредактированный Чарльзом Сингером … [и др.], Clarendon Press, 1954-1978. С. 157–176. [20]
Харденберг, Хорст О., Средние века двигателя внутреннего сгорания , Общество автомобильных инженеров (SAE), 1999
Шаблон: Commons
.
No related posts.

Порядок хода	Название хода	Исходное положение поршня	Состояние впускного клапана	Состояние выпускного клапана
TDC	Открыто	Закрыто	Потребляет
2	Сжатие	BDC	Закрыто	Закрыто	Потребляет	Производит
4	Выхлоп	BDC	Закрыто	Открыто	Потребляет

Двигатель внутреннего сгорания — Что такое Двигатель внутреннего сгорания?

устройство, принцип работы и классификация

Что такое ДВС?

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двигателя

Классификация двигателей

Классификация двигателей в зависимости от рабочего цикла

Классификация двигателей в зависимости от конструкции

Классификация двигателей по принципу подачи воздуха

Преимущества ДВС

Недостатки ДВС

О двигателе внутреннего сгорания : Кафедра ДВС : АлтГТУ

УГАТУ

Как спасти двигатель внутреннего сгорания / НГ-Энергия / Независимая газета

Двигатель внутреннего сгорания — урок.

Запретит ли Германия автомобили с ДВС к 2035 году? | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

Калифорния запретит ДВС ради защиты климата и своих пляжей

Возможный кандидат в канцлеры Маркус Зёдер подает сигнал «зеленым»

Автосалон Auto China 2020: главные герои — электромобили

Главный экспортный рынок для автомобилей Made in Germany — Китай

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Volkswagen ID.3: народный электромобиль

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Renault Zoe: лидер немецкого рынка

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Tesla Model 3: претендент на лидерство

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

BMW i3: испытанный ветеран

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Opel Corsa-e: электрический вариант

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Seat Mii electric: доступная малютка

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Nissan Leaf: недооцененный чемпион

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Hyundai Kona Elektro: компактный SUV

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Audi e-tron: настоящий внедорожник

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Mercedes EQC: батарейный «Мерседес»

Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

Porsche Taycan 4S: «уцененный» спорткар

| Министерство энергетики

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Улучшение двигателей внутреннего сгорания

двигатель внутреннего сгорания | Определение и факты

Двигатель внутреннего сгорания — обзор

1 ВВЕДЕНИЕ

Как работает двигатель внутреннего сгорания — x-engineer.org

Двигатель внутреннего сгорания

Гленн

Двигатели внутреннего сгорания | IFPEN

Почему «4-х тактный»?

Цетановое число / октановое число

Что такое горение?

Топливо

Двигатель внутреннего сгорания | Engineering

Без сжатия [править | править источник]

Сжатие [править | править источник]

Принципы работы [править | править источник]

Цикл двигателя [править | править источник]

Типы топлива и окислителя [править | править источник]

Цилиндры [править | править источник]

Система зажигания [редактировать | править источник]

Топливные системы [править | править источник]

Конфигурация двигателя [править | править источник]

Объем двигателя [править | править источник]

Загрязнение двигателя [править | править источник]

Добавить комментарий Отменить ответ