Принцип работы и устройство двигателя

Техническое обслуживание отдельных систем двигателя автомобиля

Кривошипно-шатунный механизм. 

Слить охлаждающую жидкость и масло с блока движка. Проверить степень затяжки болтов крепления головок цилиндров к блоку (при необходимости — подтянуть их), очистить от нагара днища поршней и внутреннюю поверхность камер сгорания. В V-образных двигателях нужно ослабить крепление впускной трубы, чтобы исключить взаимовлияние подтяжки головок цилиндров друг на друга. Теперь гайки крепления головки к блоку можно подтянуть с помощью динамометрического ключа.

Если применяются только те виды масел и топлива, которые рекомендует изготовитель, а также соблюдается температурный режим нагрева охлаждающей жидкости (80–90 °С), то нагар несущественный, он не оказывает серьезного негативного воздействия на работу мотора.

Если же рекомендации нарушены, это неизбежно грозит образованием вызывающего детонацию нагара, снижением мощности двигателя и увеличением топливного расхода. В процессе технического обслуживания удаляют нагар, для чего впускную трубу головки цилиндров снимают. Затем проводят очистку днища поршней и внутренней поверхности камер сгорания. Существенно осложняет процесс технического обслуживания эксплуатация двигателя на этилированном бензине: в таком случае нагар необходимо смачивать (например, керосином), чтобы исключить вдыхание сильного яда, содержащегося в нем. Если отложения на поршнях в скором времени появились вновь, это говорит о том, что двигателю автомобиля требуется срочный ремонт.

Газораспределительный механизм.

Следует с определенной периодичностью проверять и регулировать зазоры клапанов — на холодном двигателе (у карбюраторных автомобилей), когда толкатель полностью опущен. Уменьшение зазоров относительно величин, рекомендуемых производителем, приводит к более раннему открытию и закрытию, отсюда перегрев и прогорание клапанов, что, в свою очередь, значительно ухудшает качество запуска двигателя и его работу в целом. Необходимо очищать клапаны от нагара и притирать их к седлам.

Регулировка пусковых зазоров.

В качестве примера рассмотрим регулировку пускового зазора дроссельной заслонки первой камеры на ВАЗ-21083. Первое условие — холодный двигатель. Второе — снятый карбюратор.

Нужно снять воздухофильтр, чтобы обеспечить доступ к заслонке, пусковой зазор которой составляет 2,5±0,2 мм. Отклонение от допустимых значений приводит к необходимости регулировки, выполняемой регулировочным винтом. Порядок действий: повернуть влево кулачок (расширяющийся паз освободит штифт заслоночного рычага, сама же заслонка за счет возвратной пружины будет удерживаться в закрытом положении), отрегулировать винтом размер зазора в параметрах 1,1 ±0,05 мм (рычаг приоткрывает дроссельную заслонку на регулируемую величину), вернуть на место узлы и детали.

Далее следует запуск двигателя. Примерно через 15–20 секунд нужно проверить количество оборотов коленвала еще холодного мотора, нормальные параметры 2200–2600 об/мин. Прогретый двигатель на холостом ходу держит 750–800 об/мин.

Система смазывания.

Каждый день необходимо контролировать с помощью щупа уровень масла, который должен находиться между отметками min и max.

Система питания.

Чистота приборов и узлов — важнейшее условие бесперебойного функционирования топливной системы. Техническое обслуживание включает замену топливных фильтров, проверку герметичности соединений топливопровода

Пристальное внимание необходимо уделять шланговым соединениям: нельзя допускать их скручивания или перегиба.

Регулировка холостого хода двигателя. 

Условия проведения регулировочных работ: двигатель прогрет, воздухозаслонка полностью открыта, зазоры в ГРМ отрегулированы, момент зажигания корректен. Два главных участника процесса: первый — винт количества топливной смеси и второй — винт качества (состава) смеси, который закрыт

Заглушку нужно вынуть при помощи штопора, чтобы получить доступ.

Первым винтом необходимо выставить по тахометру обороты двигателя в границах 750–800 в минуту. Вторым — привести значение содержания углекислого газа (СО) в выхлопе в границы 1±0,3 % (содержание окиси углерода приводится к 20 °С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.)). Значения могут сбиваться, поэтому регулировку до достижения названных показателей нужно проводить столько раз, сколько потребуется.

После завершения регулировочных работ резко нажать на педаль газа и отпустить ее. Если мотор внезапно увеличил обороты, а потом так же быстро их сбавил и не заглох, значит, он работает в штатном режиме. Если же заглох, частоту оборотов нужно довести до указанных значений и поменять заглушку винта качества.

?История создания

До появления ДВС самоходные машины оснащались двигателями внешнего сгорания. Работали такие агрегаты от давления пара, образующегося в результате нагрева воды в отдельном резервуаре.

Конструкция таких двигателей была габаритной и малоэффективной – помимо большого веса установки для преодоления больших расстояний транспорту нужно было тянуть за собой еще и приличный запас топлива (уголь или дрова).

Ввиду такого недостатка инженеры и изобретатели пытались решить важный вопрос: как совместить топливо с телом силового агрегата. За счет удаления из системы таких элементов, как котел, резервуар для воды, конденсатор, испаритель, насос и т.д. можно было значительно снизить вес мотора.

Создание двигателя внутреннего сгорания в привычном для современного автомобилиста виде происходило постепенно. Вот основные вехи, приведшие к появлению современного ДВС:

1791г. Джон Барбер изобретает газовую турбину, которая функционировала на основании процесса «перегонки» нефти, угля и древесины в ретортах. Полученный газ вместе с воздухом нагнетался компрессором в камеру сгорания. Образовавшийся горячий газ под давлением подавался на крыльчатку рабочего колеса, и вращал его.
1794г. Роберт Стрит патентует жидкотопливный двигатель.
1799г. Филипп Лебон в результате пиролиза нефти получает светильный газ. В 1801 году предлагает использовать его в качестве топлива для газовых двигателей.
1807г. Франсуа Исаак де Риваз – патент об «использовании взрывающихся материалов, как источника энергии в двигателях». На основании разработки создает «Самодвижущийся экипаж».
1860г. Этьен Ленуар впервые воплотил в реальность ранние изобретения, создав работоспособный мотор, работающий от смеси светильного газа и воздуха. Механизм приводился в движение при помощи искры от внешнего источника питания. Изобретение применялось на лодках, но на самоходных машинах не устанавливалось.
1861г

Альфонс Бо Де Роша раскрывает важность сжатия топлива перед его воспламенением, что послужило для создания теории работы четырехтактного двс (всасывание, сжатие, горение вместе с расширением и выпуск).
1877г. Николаус Отто создает первый четырехтактный ДВС мощностью в 12 л.с.
1879г

Карл Бенц патентует двухтактный мотор.
1880-е годы. Огнеслав Кострович, Вильгельм Майбах и Готлиб Даймлер параллельно разрабатывают карбюраторные модификации двс, подготавливая их к серийному производству.

Помимо моторов, работающих на бензиновом топливе, в 1899 году появляется «Тринклер-мотор». Данное изобретение – еще одна разновидность двс (бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления), работающая по принципу изобретения Рудольфа Дизеля. С годами силовые агрегаты, как бензиновые, так и дизельные, совершенствовались, что повышало их КПД.

Установка коленвала на ВАЗ

Капремонт двигателя ВАЗ 21083 обычно состоит из разборки агрегата, дефектовки деталей, расточки коленвала и цилиндров и сборки мотора. Разборка движка — дело простое, дефектовка и расточка — тоже несложные процедуры. А вот собирать мотор необходимо крайне аккуратно, тщательно придерживаясь инструкции.

Начнем, пожалуй, с установки коленвала в блок цилиндров. Запомните: номера цилиндров и коренных подшипников считаются справа налево по ходу движения авто. То есть 1 цилиндр находится возле помпы и привода ГРМ, а 4 — возле сцепления и КПП.

1. Переворачиваем блок вверх тормашками.
2. Укладываем вкладыши коренных подшипников фиксирующими выступами в пазы постелей. В 3 постель (среднюю) кладем вкладыш без канавки, а в остальные 4 — с канавками.
3. Мажем вкладыши моторным маслом.
4. Смазываем шейки коленвала маслом и кладем его в постели, фланцем маховика к 4 цилиндру.
5. Вставляем в проточки среднего коренного подшипника упорные полукольца. На каждое полукольцо с одной стороны нанесены 2 насечки. Этими сторонами и устанавливаем полукольца к щекам коленвала. Белое полукольцо ставим спереди (со стороны шкива), желтое — сзади (со стороны маховика).
6. Поворачиваем полукольца таким образом, чтобы их кончики были заподлицо с торцами постели.
7. Кладем в крышки коренных подшипников вкладыши без канавок, фиксирующими выступами в пазы, и смазываем их.
8. Ставим крышки коренных подшипников на соответствующие им постели насечками в сторону крепления генератора. 1 крышка обозначена одной насечкой, 2 — двумя насечками и 2 дырочками, 3 — тремя, 4 — четырьмя, 5 — двумя.
9. Прихватываем крышки болтами.
10. Затягиваем болты крышек в такой последовательности — сначала болты 3 крышки, затем 2 и 4 и в конце болты 1 и 5 крышек.
11. После этого вращаем вал, если он заедает, ищем причину и устраняем. Если не заедает, проверяем осевой зазор коленвала, если он больше 0,26 мм, заменяем полукольца более толстыми. Если зазор в норме, приступаем к установке сальников и масляного насоса.

История создания автомобиля

Ответить на вопрос о том, кто же создал первый автомобиль, сложно. Было множество разработок и чертежей, некоторые из ученых не заявляли о своем изобретении. Первые прототипы машин появились в конце XVIII века и были совсем не похожи на те агрегаты, которые сейчас колесят по дорогам общего пользования. Это были несуразные аппараты с очень странным внешним видом.

Первые машины начали набирать популярность в конце XVIII века, в то время наблюдался рост развития паровых двигателей, их мощности хватало для перевозки людей. Затем в 1806 появились самоходные аппараты, работающие на двигателе внутреннего сгорания. Привычные нам машины, работающие на бензиновом ДВС, появились только к концу XIX века: в 1885 году первый автомобиль изобрел Карл Бенц . Электромобили хоть и были, но популярными не стали. Они исчезли из поля зрения вплоть до XX века. Сейчас, когда возникала потребность в транспорте, работающем на альтернативных видах топлива, электромобили снова набирают популярность.

Трехколесный агрегат, разработанный Карлом Бенцом

Использование модов для создания автомобиля

Чтобы построить машину, требуется скачать и установить на своей компьютер мод The Car Mod. Далее нужно выполнить следующие операции:

1. Для начала требуется изготовить колеса. Чтобы их создать понадобится один железный слиток и кожа в количестве восьми штук. В сетке для изготовления нужно разместить эти элементы следующим образом: по центру находится слиток железа, а вокруг него кожи. В результате этих действий получаются готовые колеса для машины.
2. Теперь нужно сделать то без чего не обходится ни один автомобиль, а именно двигатель. Для создания мотора потребуется взять 2 поршня и разместить их по краям крафтинговой сетки. Между поршнями нужно рассыпать красную пыль, а внизу расположить два факела, между которыми поставить печь. Теперь мотор автомобиля готов к применению.
3. М следующим немаловажным этапом является сборка транспортного средства. В верхней строке сетки для строительства расположить железо, после собранный двигатель и сундук. Ниже разместить колеса, железо и шины.

Теперь машина полностью готова. Можно сделать практически любую машину, например, такую как на видео. Однако прежде чем она начнет ездить ее необходимо заправить. В качестве топлива можно использовать уголь. А для управления машиной нужно использовать следующие клавиши:

• при нажатии W, A и D автомобиль ездит влево, вправо и вперед соответственно;
• С – остановка;
• заднего хода у машины нет.

Каким из двух способов воспользоваться для создания автомобиля решать самому игроку.  Можно сначала воспользоваться первым, более простым, вариантом, которого хватит на первое время. А став более опытным геймером можно заняться установкой различных модов для самой продвинутой игры.

Почему контрактный мотор лучше местного с разборки

На российских разборках моторы снимают с машин, которые ездили в РФ, следовательно, большинство из них уже исчерпали свой ресурс. Кроме того, наши соотечественники часто «скручивают» показания спидометра перед продажей авто или агрегатов, чтобы увеличить их стоимость, поэтому, в большинстве случаев сложно проверить реальный пробег. Есть также риск покупки двигателя с автомобиля, который был угнан или находился в аварийном состоянии.

Европейские и японские автолюбители редко эксплуатируют машины более 3-5 лет. Они ездят по качественным автомагистралям, постоянно следят за техническим состоянием автомобиля и проходят регулярное ТО в соответствии с требованиями автопроизводителя. После нескольких лет эксплуатации авто собственники отдают их для утилизации или передают на рынок подержанных машин.

ДВС с такого авто, как правило, находится в хорошем состоянии и может прослужить достаточно долго, а цена контрактного двигателя намного ниже в сравнении с новым агрегатом. На такие моторы распространяются договорные обязательства. С ними не будет правовых проблем, так как при ввозе были уплачены все необходимые сборы и пошлины. Контрактные двигатели продаются со всей документацией, которая потребуется для регистрации в ГИБДД.

Общее устройство двигателя

Все двигатели внутреннего сгорания зависят от экзотермического химического процесса сгорания: реакция топлива, обычно с воздухом, хотя могут использоваться другие окислители, такие как закись азота.

Наиболее распространенное топливо, используемое сегодня, состоит из углеводородов и в основном из нефти. К ним относятся виды топлива, известные как дизельное топливо, бензин и нефтяной газ, а также редкое использование пропанового газа. Большинство двигателей внутреннего сгорания, предназначенных для бензина, могут работать на природном газе или сжиженных нефтяных газах без значительных модификаций, за исключением компонентов подачи топлива. Можно также использовать жидкое и газообразное биотопливо, такое как этанол и биодизельное топливо, форму дизельного топлива, которая производится из сельскохозяйственных культур, которые дают триглицериды, такие как соевое масло. Некоторые могут также работать на газообразном водороде.

Все двигатели внутреннего сгорания должны иметь способ достижения воспламенения в своих цилиндрах для создания сгорания. Двигатели используют либо электрический метод, либо систему зажигания от сжатия.

ДВС стоит из множества частей, но здесь будут указаны основные:

1. Коленчатый вал с помощью поршня приводит в движение машину;
2. Поршень — металлический стакан, размещается внутри
3. Цилиндра сдавливает газ, двигает коленчатый вал;
4. Цилиндр, в котором происходит сгорание и расширение газа;
5. Свеча зажигает газ;
6. Клапаны впускают и выпускают газ.

Двигателям свойственно нагревание, а чтобы двигатель не перегрелся, используют систему охлаждения двигателя, состоящую из рубашки охлаждения, насоса, термостата, радиатора, вентилятора и расширительного бачка.

Также, чтобы лучше понять устройство ДВС рекомендуем постмотреть видео «для чайников»

Узнать модель по номеру двигателя

Производители силовых агрегатов на левой стороне двигателя выбивают номер. Он может быть на передней или задней стороне блока. Некоторые производители выбивают его в средней части. На российских двигателях автомобилей ВАЗ номер расположен на задней стенке агрегата.

На машинах Фиат номер расположен в передней части снизу, под защитой. Отечественный автопром выбивал номера на левой стороне нижней части двигателя ГАЗ.

Маркировка

Маркировка состоит из двух частей. Одна описательная — имеет шесть знаков, другая указательная — состоит из набора 8 цифр:

• Первый символ обозначает год выпуска. До 2009 маркировался цифрами, начиная с 2010 года латинскими буквами;
• В описательной части по трем начальным цифрам определяют индекс базовой модели;
• Четвертая указывает индекс модификации. Если он отсутствует, принято ставить цифру 0;
• Пятый символ характеризует климатическое исполнение;
• Последний знак (А) определяет диафрагменное сцепление или клапан рециркуляции знак (Р).

Можно поступить проще. Задать в поисковой системе интернета код и узнать модель двигателя по номеру двигателя. Однако, этот метод не всегда работает. Зачастую номер невозможно прочитать, т.к. коррозия или механические повреждения не позволяют корректно прочитать значения. А импортные двигатели раннего производства не имели номеров вообще.

1955 год: впрыск топлива

До появления системы впрыска процесс попадания топлива в камеру сгорания двигателя был неточным и плохо регулируемым, поскольку топливно-воздушная смесь подавалась с помощью карбюратора, который постоянно нуждался в очистке и периодической сложной механической регулировке. К сожалению, на эффективность работы карбюраторов влияли погодные условия, температура, давление воздуха в атмосфере и даже на какой высоте над уровнем моря находится автомобиль. С появлением же электронного впрыска топлива (инжектора) процесс подачи топлива стал более контролируемым. Также с появлением инжектора владельцы автомобилей избавились от необходимости вручную контролировать процесс прогрева двигателя, регулируя дроссельную заслонку с помощью “подсоса”. Для тех, кто не знает, что такое подсос:

Подсос – это ручка управления пусковым устройством карбюратора, с помощью которой на карбюраторных машинах было необходимо регулировать обогащение топлива кислородом. Так, если вы запускаете холодный двигатель, то на карбюраторных машинах необходимо открыть “подсос”, обогатив топливо кислородом больше, чем необходимо на прогретом моторе. По мере прогревания двигателя нужно постепенно закрывать ручку регулировки пускового устройства карбюратора, возвращая обогащение топлива кислородом к нормальным значениям.

Сегодня подобная технология, естественно, выглядит допотопно. Но еще совсем недавно большинство автомобилей в мире оснащались карбюраторными системами подачи топлива. И это несмотря на то, что технология впрыска топлива с помощью инжектора пришла в мир в 1955 году, когда инжектор впервые был применен на автомобиле (ранее эта система подачи топлива использовалась в самолетах).

В этом году было проведено испытание инжектора на спорткаре Mercedes-Benz 300SLR, который смог проехать, не сломавшись, почти 1600 км. Это расстояние автомобиль преодолел за 10 часов 7 минут и 48 секунд. Испытание проходило в рамках очередной автогонки “Тысяча миль”. Эта машина установила мировой рекорд.

Кстати, Mercedes-Benz 300SLR стал не только самым первым серийным автомобилем с инжекторным впрыском топлива, разработанным компанией Bosch, но и самым быстрым автомобилем в мире в те годы. 

Два года спустя компания Chevrolet представила спорткар Corvette с впрыском топлива (система Rochester Ramjet). В итоге этот автомобиль стал быстрее первооткрывателя Mercedes-Benz 300SLR.

Но, несмотря на успех Chevrolet Corvette с уникальной системой впрыска топлива Rochester Ramjet, именно электронные инжекторные системы Bosch (с электронным управлением) начали свое наступление по миру. В результате за короткое время впрыск топлива, разработанный компанией Bosch, начал появляться на многих европейских автомобилях. В 1980-е годы электронные системы впрыска топлива (инжектор) охватили весь мир. 

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.

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

Последние материалы

2012 год: двигатель с высокой степенью сжатия – воспламенение бензина от сжатия

Наука не стоит на месте. Если бы наука не развивалась, то сегодня мы бы до сих пор жили в Средневековье и верили в колдунов, гадалок и что земля плоская (хотя сегодня все равно есть немало людей, которые верят в подобную чушь).

Не стоит на месте наука и в автопромышленности. Так, в 2012 году в мире появилась очередная прорывная технология, которая, возможно, совсем скоро перевернет весь автомир.

Речь идет о двигателях с высокой степенью сжатия.

Мы знаем, что чем меньше сжимать воздух и топливо внутри двигателя внутреннего сгорания, тем меньше мы получим энергии в тот момент, когда топливная смесь воспламеняется (взрывается). Поэтому автопроизводители всегда старались делать двигатели с немаленькой степенью сжатия.

Но есть проблема: чем выше степень сжатия, тем больше риска самовоспламенения топливной смеси.

Поэтому, как правило, ДВС имеют определенные рамки в степени сжатия, которая на протяжении всей истории автопромышленности была неизменяемой. Да, каждый двигатель имеет свою степень сжатия. Но она не меняется. 

В 1970-х годах в мире был распространен неэтилированный бензин, который при сгорании дает огромное количество смога. Чтобы как-то справиться с ужасной экологичностью, автопроизводители начали использовать V8 моторы с низким коэффициентом сжатия. Это позволило снизить риск самовоспламенения топлива низкого качества в двигателях, а также повысить их надежность. Дело в том, что при самовоспламенении топлива двигатель может получить непоправимый урон. 

Но затем при массовом появлении электронного впрыска автопроизводители с помощью компьютера стали применять различные настройки, автоматически регулирующие качество топливной смеси, что позволило существенно улучшить экономичность двигателей и снизить уровень вредных веществ в выхлопе. Но главное, что удалось сделать с помощью компьютерных настроек и регулировки топливной смеси, – это снизить до минимума риск самовоспламенения топлива. В итоге со временем стало невыгодно использовать большие мощные моторы с низкой степенью сжатия.  Так автопромышленность ввела новую моду – уменьшение количества цилиндров. Чтобы сохранить мощность в моторах, автопроизводители стали использовать турбины. Но главное – благодаря электронике, которая управляет качеством топливной смеси, автопроизводители снова могут создавать моторы с большой степенью сжатия, не опасаясь самовоспламенения топлива. 

Но в 2012 году компания Mazda удивила весь мир, представив фантастический мотор SKYACTIV-G, который имеет невероятно высокий коэффициент сжатия для серийного двигателя. Степень сжатия этого мотора составляет 14:1. Это позволяет мотору извлекать энергию почти из каждой капли бензина без образования смога. 

Следующим шагом для Mazda стал новый мотор SKYACTIV-X, который использует контролируемое зажигание (система SPCCI). Благодаря этой системе появилась возможность воспламенять бензин практически за счет одного только сжатия. То есть как в дизельных моторах. Также в двигателях SKYACTIV-X есть возможность воспламенять топливо обычным образом. Причем электроника автоматически выбирает, как выгоднее воспламенять бензин в камере сгорания. Все зависит от потребностей водителя и условий движения.

Например, если вам нужна сила (крутящий момент), то двигатель SKYACTIV-X  будет воспламенять топливо от силы сжатия (почти как дизель). Если вам нужна мощность, то мотор с высокой степенью сжатия будет воспламенять топливо обычным образом. Причем реально для придания мощности будет использована последняя капля бензина.

Даже спустя столетие и даже с появлением альтернативных видов топлива, а также с появлением электрокаров двигатели внутреннего сгорания остаются главными силовыми агрегатами в автопромышленности. И несмотря на то что многие эксперты считают, что ДВС изжил себя и в скором времени должен исчезнуть из автомира, нам кажется, что двигатель внутреннего сгорания еще не развился до конца. Также мы считаем, что мир в ближайшие 100 лет все равно не будет готов полностью отказаться от ДВС, работающих на бензине.

И кто его знает, что нам подготовят автомобильные компании в ближайшем будущем. Ведь их инженеры не зря получают бутерброды с черной икрой. Вполне возможно, что уже скоро очередной автопроизводитель удивит нас какой-нибудь новой технологией в ДВС.

Полезное видео

Принцип работы шагового двигателя

Состоит это электромеханическое устройство из статора, где размещены катушки возбуждения, и вращающейся части с постоянными магнитами или обмотками. Такая конструкция ротора обеспечивает его фиксацию после отработки управляющей команды.

На статоре расположено несколько обмоток. При подаче напряжения на катушку, под воздействием магнитного поля ротор поворачивается на определенный угол в соответствии с пространственным положением обмотки. При ее обесточивании и подаче управляющего сигнала на другую катушку вращающаяся часть электродвигателя занимает другую позицию. Каждый поворот вала соответствует углу шага. При обратной последовательности подачи напряжения на катушки ротор вращается в противоположном направлении.

Для поворота ротора на меньший угол одновременно включаются 2 обмотки. Количество шагов ограничено и зависит от числа полюсов статора электромотора. Для обеспечения плавного вращения ротора на катушки статора подают разные токи, разность которых определяет положение ротора. Такой способ управления позволяет снизить дискретность и увеличить количество шагов до 400.

К числу недостатков шаговых двигателей можно отнести довольно низкую скорость, пропуск шагов при высокой (выше расчетной) нагрузке на валу, снижение момента при высокой частоте вращения и большое время разгона.

Дизельные агрегаты

Список автомобилей с моторами миллионниками начинается традиционно с дизелей. Эти моторы даже в старых поколениях при простом устройстве имели отличный запас ресурса:

Mercedes-Benz

Мерседес с дизельным агрегатом OM602, имеет 5 цилиндров по 2 поршня на каждый, механический насос ТНВД. Он в числе первых по пробегам, и оставшимся на ходу машинам с таким агрегатом. Производились моторы двадцать лет по 2002 включительно. Мощность доходит всего до 130л.с., однако экономичность и надежность компенсируют недостатки. Наследники – модель OM612 и модель OM647.

На каких машинах стоят такие аппараты? Встретить их можно в Мерседесах с кузовом W124, W201 и W210. Они используются во внедорожниках класса G, автофургонах Т1 и спринтерах. Рекордные пробеги моторов переходят черту 2 000 000 километров, а минимальным считается пол «лимона» километров пробега.

BMW M57

БМВ с рядным мотором не уступают Мерседесам хоть и имеют 6 цилиндров.

При этом мощность у них 200-286 лошадей, производились они десять лет вплоть до 2008 года, и устанавливались в большинство моделей.

На каких автомобилях стоят эти рекордсмены? Встречаются эти дизели на машинах Range Rover. Несмотря на мелкие поломки механики признают его выносливость до капитального ремонта. Минимальный пробег до капиталки такого мотора 300-500 тысяч пробега.

КПД и мощность электродвигателя

КПД и мощность – это то, на что в первую очередь стоит обратить внимание при выборе асинхронного электродвигателя АИР. Суть работы любого эл двигателя заключается в том, что электрическая энергия, с сопутствующими преобразованию потерями, превращается в механическую

Чем меньше потери при протекании данного процесса, тем выше его КПД и тем эффективнее эл двигатель

Но, при всей важности коэффициента полезного действия, не стоит забывать о мощности мотора. Ведь даже при чрезвычайно высоком КПД и выдаваемой им мощности может быть недостаточно для решения необходимых вам задач

Поэтому при покупке очень важно знать не только, чему равен КПД электродвигателя, но и какую полезную мощность он сможет выдать на своем валу. Оба эти значения должны быть указаны производителем. Порой бывает и такое, что нет доступа к паспорту мотора (например, если вы покупаете его “с рук”, что крайне не рекомендуется делать) и приходится самостоятельно вычислять столь важные параметры. Для начала стоит определить: что такое коэффициент полезного действия, или попросту КПД. И так, это отношение полезной работы к затраченной энергии.

Определение КПД электродвигателя

Получается, для того чтобы определить этот параметр необходимо сравнить выдаваемую им энергию с энергией, необходимой ему чтобы функционировать. Вычисляется КПД с помощью выражения:

η=P2/P1где η – КПД

P2- полезная механическая мощность электромотора, ВтP1- потребляемая двигателем электрическая мощность, Вт;

Коэффициент полезного действия это величина, находящаяся в диапазоне от 0 до 1, чем ближе ее значение к единице, тем лучше. Соответственно, если КПД имеет значение 0,95 – это показывает, что 95 процентов электрической энергии будут преобразованы им в механическую и лишь 5 процентов составят потери. Стоит отметить, что КПД не является постоянной величиной, он может меняться в зависимости от нагрузки, а своего максимума он достигает при нагрузках в районе 80 процентов от номинальной мощности, то есть от той, которую заявил производитель мотора. Современные асинхронные электродвигатели имеют номинальный КПД (заявленные производителем) 0,75 – 0,95 . Потери при работе двигателя в основном обусловлены нагревом мотора (часть потребляемой энергии выделяется в виде тепловой энергии), реактивными токами, трением подшипников и другими негативными факторами. Под мощностью мотора понимают механическую мощь, которую он выдает на своем валу. В целом же мощность – это параметр, который показывает, какую работу совершает механизм за определенную единицу времени.

КПД электродвигателя это очень важный параметр определяющий, прежде всего эффективность использования энергоресурсов предприятия . Как известно КПД электродвигателя значительно снижается после его ремонта, об этом мы писали в этой статье . При уменьшении коэффициента полезного действия будут соответственно увеличены потери электроэнергии. В последнее время набирают популярность энергоэффективные электродвигатели разных производителей, в России популярны моторы производства ОАО «Владимирский электромоторный завод». Любые асинхронные электродвигатели представлены в каталоге продукции. Дополнительную полезную информацию Вы можете посмотреть в каталоге статей .

Электродвигатели появились достаточно давно, но большой интерес к ним возник тогда, когда они стали представлять собой альтернативу двигателям внутреннего сгорания. Особо интересен вопрос КПД электродвигателя, который является одной из главных его характеристик.

Каждая система обладает каким-либо коэффициентом полезного действия, который характеризует эффективность ее работы в целом. То есть он определяет, насколько хорошо система или устройство отдает или преобразовывает энергию. По значению КПД величины не имеет, и чаще всего оно представляется в процентном соотношении или числе от нуля до единицы.