Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

Содержание

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

Двигатель поршневого типа, который приводится в работу взрывом воздушно-топливной смеси – это тепловая машина широкой сферы применения. Основным принципом его работы является превращение топливных зарядов во вращающий момент.

Хочется отметить, что популярность ДВС получили в автомобилестроении. Сегодня 80% транспортных средств оснащено такими моторами. Несмотря что принцип их работы аналогичный они отличаются конструкцией, техническими характеристиками, а также используемым типом топлива.

Принцип работы мотора с внутренним сгоранием топлива

Если рассматривать моторы, используемые в автомобиле, то они по большей части четырехтактные. Хотя в других отраслях часто используют двухтактные двигатели. При этом все они работают по следующему принципу:

  • впрыск, подготовленной в соответствии с типом силового агрегата, топливной смеси;
  • воздух и горючее сжимаются под высоким давлением;
  • воспламенение заряда горючего;
  • перемещение поршней в соответствии с рабочим ходом;
  • отработавшие газы выпускаются из камеры.

Это общий принцип работы бензиновых и дизельных двигателей, получивших максимальное распространение в автомобилестроении и других сферах. Не стоит упускать из вида моторы, работающие на газе. Однако их принцип аналогичен рассмотренному выше.

Бензиновый силовой агрегат

Рассматривая бензиновые автомобильные двигатели, стоит отметить, что воспламенение смеси воздуха и бензина обеспечивается искрой, вырабатываемой свечой зажигания. При этом горючее в камеры может подаваться карбюратором или инжекторами. Первый вариант постепенно уходит в историю, так как технически устарел.

Топливная смесь в карбюраторном моторе подается карбюратором. После этого она посредством впускного коллектора впрыскивается в камеры, где происходит воспламенение заряда.

Рассматривая инжекторную силовую установку, стоит отметить, что она бывает двух типов:

  • моноинжекторной;
  • с системой распределенного впрыска.

Первый вариант подразумевает одну форсунку, которая впрыскивает топливо в коллектор, после чего происходит распределение зарядов по цилиндрам. В случае использования распределенного впрыска индивидуальные форсунки предусмотрены для всех цилиндров. Их устанавливают возле впускных клапанов.

Развитие автомобильной промышленности не стоит на месте, и сегодня появились силовые установки, имеющие прямой впрыск горючего. Основная особенность такого ДВС кроется в отдельной подаче в камеры воздуха и бензина. Конструктивно форсунки размещают непосредственно в цилиндрах, а не возле клапанов.

Использование такого принципа позволяет обеспечивать прямую подачу горючего. Благодаря этому топливо сгорает полностью, что позволяет мотору использовать для нормальной работы бедную смесь. А это положительно сказывается на общем расходе горючего. То есть автомобиль становится намного экономичнее, не утрачивая мощности. Кстати если вас интересуют цены на бензин в Украине в Укрнафте, то актуальную информацию можно найти на сайте auto.ria.com.

Дизельная силовая установка

Как видно из названия дизельный мотор работает на солярке. При этом он имеет конструкцию, сильно отличающуюся от бензинового мотора. Первая особенность – отсутствие зажигания с использованием искры. Взрыв топливного заряда происходит вследствие сильного сжатия. На первом этапе происходит сжимание воздуха, что приводит к сильному нагреву. Когда давление достигает необходимого значения, подается дизельное топливо и происходит самовоспламенение без дополнительного источника огня.

Но есть в дизельных двигателях существенные недостатки:

  • повышенная чувствительность топливной системы к качеству солярки;
  • дизельный двигатель намного тяжелее бензинового аналога;
  • меньшая скорость и максимальные обороты.

Дизельный мотор создавался как тихоходное устройство с меньшей частотой вращения коленвала в сравнении с бензиновой установкой. Большой вес дизельного двигателя обусловлен серьезными нагрузками из-за сильного сжатия воздуха в камерах сгорания. Для обеспечения максимальной прочности производители делают элементы мотора мощными и большими, что увеличивает их вес. Кроме этого силовая установка, работающая на солярке, издает больше шума из-за особенностей конструкции.

В качестве заключения

Рассмотрев особенности конструкции дизельного и бензинового моторов, а также принцип их работы сразу заметны их основные отличия. При этом оба варианта за счет своих достоинств и определенных недостатков получили большую популярность в автомобильной промышленности.

Разные конструкции, особенности эксплуатации, экономичность и стоимость горючего заставляют автомобилистов задуматься, автомобиль с каким мотором лучше: дизельным или бензиновым. В данном вопросе нет определенных рекомендаций. Все зависит от целей, преследуемых покупкой, условий эксплуатации машины и личных предпочтений покупателя.

Ключевые слова: Принцип работы,мотор,внутреннее сгорание,впрыск,как работает двигатель,двигатель машины,топливная система,карбюратор,инжектор,дизельная силовая установка,устройство,принцип работы,мотор автомобиля

Источник: https://md-eksperiment.org/post/20190219-kakie-byvayut-dvigateli-po-vidu-primenyaemogo-topliva

Виды двигателей по типу топлива | АльфаГаз

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

Изобретение двигателей внутреннего сгорания (ДВС) можно назвать по-настоящему эпохальным событием, поскольку это устройство перевернуло весь мир, ускорив развитие человечества до невозможности. Все ключевые технологии внутреннего сгорания (на бензине и дизтопливе, а потом и газообразных смесях), которые применяются в нынешних автомобилях, были открыты в конце 19 века, либо в первой половине 20-го. С тех пор технологии видоизменялись и бесконечно улучшались, но не менялся принцип действия.

Двигатель внутреннего сгорания использует принцип преобразования энергии, выделяемой при сгорании топлива, в механическую энергию, которая и служит движущей силой автомобиля. Этот принцип построен на том, что в соединении с воздухом жидкое топливо образует смесь, которая сгорает в специальной камере.

Сгорая, эта смесь вызывает высокое давление, которое толкает поршень-вращающий вал посредством кривошипно-шатунного механизма. Далее через этот механизм механическая энергия передается на трансмиссию, а оттуда на колеса.

В легковой автомобильной промышленности применяются такие виды двигателей:

  • бензиновые;
  • дизельные;
  • газовые.

Также они классифицируются по количеству и расположению цилиндров, способу впрыскивания и формирования смеси и прочим критериям.

Чтобы осуществить запуск ДВС, бензиновые механизмы оснащены стартером – электрическим двигателем, который поворачивает коленвал. Если движитель дизельный, то в нем в качестве стартера используется вспомогательный ДВС маленьких размеров.

Бензиновые двигатели

Бензиновый ДВС – это наиболее простой в изготовлении и эксплуатации тип двигателей, который получил широчайшее распространение в легковых автомобилях. Как понятно из названия, в качестве топлива для этого механизма служит бензин. Он подается с помощью специального насоса по топливной системе через фильтры в карбюратор или инжектор, а оттуда топливная взвесь попадает в камеру сгорания, где сжимается под воздействием цилиндра и воспламеняется от искры, генерируемой свечой.

Стоит отметить, что карбюраторная схема впрыска является морально устаревшей и не соответствует современным экологическим и экономическим нормам, а потому не применяется. Вместо карбюраторов используются инжекторные системы впрыска. Они позволяют производить более тщательную дозировку, впрыск и сгорание топлива, давая больше КПД. Также это позволяет максимально уменьшить выброс продуктов сгорания в атмосферу.

Такие системы производят впрыск топливной смеси через форсунку непосредственно в цилиндр либо в специальный впускной коллектор для смеси. Также инжекторы разделяются на 2 типа:

  • механические;
  • электронные.

В механических инжекторах используются система рычагов плужерного типа, а задача по контролю подачи топливной смеси равномерно разделена между механизмом и электронным блоком управления. В электронных устройствах процесс смешения и впрыскивания топлива полностью контролируется электронным блоком управления.

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели изначально использовались в тяжелом автомобиле- и тракторостроении. Их размеры и мощность не позволяли ставить эти массивные агрегаты куда-либо, кроме шасси трактора, танка или грузовика.

Но во второй половине 50-х годов появились первые миниатюризованные дизели с конструкцией, адаптированной под установку на легковой автомобиль. С тех пор это направление в двигателестроении непрестанно развивалось, но медленно – из-за сложностей в производстве, конструировании и обслуживании легковых дизелей.

Дизельные ДВС работают на специальном дизтопливе. Они не имеют системы зажигания, поскольку топливная смесь, которая попадает в камеру сгорания через форсунки, воспламеняется под воздействием высокого давления. Температура и давление, получаемые при сгорании, вращают поршневую группу. Опускаясь, поршень, снова формирует давление и взрыв смеси, что приводит к самоподдерживающемуся процессу. Узнать больше о принципе запуска и действиях таких механизмов можно на сайте Apollo Motors.

Газовые двигатели

Такие двигатели в качестве топлива используют сжатый, сжиженный газ природного происхождения. Происхождение подобных механизмов было продиктовано растущими экологическими и экономическими требованиями.

Газовая смесь хранится под давлением в специальных баллонах, откуда, минуя испаритель, подается на редуктор, где ее давление ослабевает. Из редуктора, конструкция которого схожа с инжектором, происходит впрыск в камеру сгорания, где под воздействием искры газ воспламеняется, толкая поршень.

Большинство современных бензиновых ДВС можно переделать под использование газа, что позволяет существенно сэкономить на поездках. Наборы для перехода на газ выпускает множество производителей.

Источник: https://www.alphagas.ru/articles-1474625468/

Виды двигателей внутреннего сгорания

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

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

Виды двигателей

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

Читайте также  Двигатель D4AF технические характеристики

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

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

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

Паровая машина

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

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

Бензиновый двигатель

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

  • С карбюратором.
  • Инжекторного типа.

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

Карбюраторная система впрыска

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

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

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

Инжектор

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

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

Дизель с турбонаддувом

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

Газовый двигатель

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

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

Электрические моторы

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

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

Гибриды

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

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

Роторно-поршневые ДВС

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

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

Водородный мотор

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

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

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

Вывод

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

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

76. Классификация двс по виду топлива и способу наполнения цилиндра?

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

Повиду топлива: жидкое, газовое, бинарное

Поспособу наполнения цилиндра: с наддувом,без наддува

По виду применяемоготоплива различают: поршневые двигателижидкого топлива — карбюраторные, дизели;газовые двигатели; двигатели бинарноготоплива — газодизели, т. е. дви­гатели,которые работают на газообразном топливеи в качестве запального топлива (длясамовоспламенения) используется жид­кое(7—25% цикловой подачи); многотопливныедвигатели, ко­торые могут работатьна любом жидком топливе и на газе.

Поспособу наполнения рабочего цилиндраразличают дви­гатели без наддува и снаддувом.

У двигателей без наддуваци­линдр заполняется воздухом илисмесью нормального давления (вследствиеразности давления атмосферного и вцилиндре при впуске Др—/?0—Ра)-У двигателей с наддувом цилиндрзаполня­ется воздухом илитопливно-воздушной смесью повышенногодавления (вследствие разности давления,создаваемого надду­вочным агрегатом,и в цилиндре при впуске А,о = рк—ра).Над­дувприменяется для повышения мощностипоршневых двигате­лей внутреннегосгорания.

77. Классификация двс по смесеобразованию и рабочему процессу?

Посмесеобразованию : внутренние , внешние

По рабочемупроцессу: 4-тактные ,2 –тактные

По способу смесеобразования различают двигателис внешним и внутренним смесеобразованием. У двигателей с внешним смесеобразованиемприготовление топливо-воздуш­нойсмеси осуществляется вне цилиндра вспециальном прибо­ре — карбюраторе(карбюраторные двигатели) или смесителе(газовые двигатели). У двигателей свнутренним смесеобразо­ваниемтопливно-воздушная смесь образуется вцилиндре. Сюда относятся дизели,бензиновые и газовые двигатели с подачейтоплива непосредственно в цилиндр.

Дизели посмесеобразованию делятся на двигателис объем­ным {с непосредственнымвпрыском, предкамерные вихрекамер-ныеи воздушно-камерные) и пленочнымсмесеобразованием.

Поспособу газообмена и продолжительностирабочего процесса поршневые двигателивнутреннего сгорания делятся начетырехтактные и двухтактные. Очисткацилиндра от отрабо­тавших газов изаполнение его свежим зарядом называютсягазообменом.

У четырехтактных двигателейрабочий процесс осуществляется зачетыре хода поршня (за два оборотаколен­чатого вала), у двухтактных —за два хода поршня (за один оборотколенчатого вала).

Кроме того, поршневыедвигатели мо­гут быть простого (рабочийпроцесс осуществляется по одну сторонупоршня, рис. 17.1,0)идвойного действия

78. Классификация двс по воспламенению топлива и конструкции кривошипно-шатунного механизма?

ПОвоспламенению : от источника,самовоспламенения

Поконструкции КШМ:тронковые,крецкопфные

79. Индикаторная диаграмма 4-х тактного двс без наддува

Рабочий процессчетырехтактных и двухтактных двигателейсостоит из четырех элементов — газообмена,сжатия, сгорания и расширения.

Всеэти элементы рабочего процесса вчетырехтактных дви­гателях осуществляютсяза четыре хода поршня. При открытом,всасывающем клапане и движении поршняот верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней(НМТ) происходит наполнение (рис. 17.3,а,д,линияхs)цилиндрадвигателя свежей топливно-воздушнойсмесью (двигатели с внешним смесеобразованием)или воздухом (дизели); этот первый ходпоршни называется тактомвпуска (наполнения).

Всасывающий клапан закрывается сзапаздыванием, после того как поршеньпройдет НМТ и нач­нет движение к ВМТ.При движении поршня от НМТ к ВМТ (рис.

17,3, б,д, линияsa—с)осуществляются конец наполне­ния исжатие топливно-воздушной смеси призакрытых клапанах до температуры Тс,меньшейтемпературы самовоспламенения топливаТст(карбюраторныеи газовые двигатели) или воздуха дотемпературы Тс,большейтемпературы самовоспламенения топливаТст(дизели).Второй ход поршня называется тактомсжатия.

В концесжатия топливно-воздушная смесьвоспламеняется от электрической искры(карбюраторные, газовые двига­тели)или впрыснутое в цилиндр дизельноетопливо самовос­пламеняется. Далеепоршень двигается от ВМТ к НМТ приза­крытых клапанах, осуществляютсяпроцессы сгорания с—/—z,расширениягеипри открытом выхлопном клапане выхлопе—г(рис. 17.3,в,д).Третийход поршня называется рабочим.

Затемпоршень двигается от НМТ к ВМТ приоткрытом вы­хлопном клапане,выталкиваются оставшиеся продуктысгора­ния (рис. 17.3, г, д,линиягх).Четвертыйход поршня назы­вается тактомвыпуска (выталкивания).В конце четвертого хо­да при открытомвыхлопном клапане (он закрывается сзапаз­дыванием после прохожденияпоршнем ВМТ) с опережением, т. е. доприхода поршня в ВМТ, открываетсявсасывающий кла­пан. Таким образом,около ВМТ какой-то период открыты

одновременновсасывающие и выхлопные клапаны(перекрытие клапанов); в это времяосуществляется продувка камеры сго­ранияцилиндра, ее интенсивная очистка ототработавших га­зов.

Источник: https://StudFiles.net/preview/2473937/page:11/

Типы двигателей внутреннего сгорания

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

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

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

 1. Впуск;

 2. Сжатие;

 3. Рабочий ход;

 4. Выпуск.

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

 Разновидности двигателей по использующемуся топливу

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

 Могут разделяться по типу впуска на карбюраторные и инжекторные.

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

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

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

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

Читайте также  Пусковые подогреватели дизельного двигателя

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

Гибридный силовой агрегат

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

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

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

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

 Роторно-поршневой мотор

 Роторно-поршневой мотор построен по уникальной схеме движения поршня-ротора, который перемещается внутри цилиндра не по возвратно-поступательной траектории, а вокруг своей оси. Это осуществляется благодаря особой треугольной конструкции поршня и особенному расположению впускных и выпускных отверстий в цилиндре.

  Вид треугольного поршня в цилиндре     Благодаря такой конструкции, двигатель быстро набирает обороты, что увеличивает динамические характеристики автомобиля. Но с развитием классической конструкции ДВС, двигателя Ванкеля начали терять свою актуальность из-за конструктивных ограничений. Принцип движения поршня не позволяет добиться большой степени сжатия топливной смеси, что исключает использование дизельного топлива.

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

 Разновидности силовых агрегатов по компоновке

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

 Рядные моторы

  Четырехцилиндровый рядный двигатель  Рядный двигатель — это самый классический вариант силового агрегата. В котором все поршни и цилиндры располагаются в один ряд. При этом, современные моторы с рядной компоновкой вмещают в себе не более шести цилиндров. Но именно шестицилиндровые рядные двигатели, имеют наилучшие показатели по уравновешиванию вибрации при работе. Единственный минус — это значительная длина мотора, относительно других компоновок.

 V-образные моторы

Расположение поршневой группы в V-образном ДВС
 Данные моторы появились в следствии желания конструкторов уменьшить габариты двигателей, и необходимости разместить более шести поршней в одном блоке. В данных моторах, цилиндры находятся в разных плоскостях. Визуально, расположение цилиндров образует букву «V», откуда и пошло название. Угол между двумя рядами называется углом развала, и варьируется в широком диапазоне, разделяя данный тип моторов на подгруппы.

 Оппозитные моторы

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

 VR моторы

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

 W-образные моторы

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

 Характеристики двигателя внутреннего сгорания

 Просмотрев множество информации про различные автомобили, любой интересующийся человек, увидит определенные основные параметры мотора:  • Мощность силового агрегата, измеряющуюся в л.с. (или кВт*ч);  • Максимальный крутящий момент развиваемый силовым агрегатом, измеряющийся в Н/м;  Большинство автолюбителей, разделяют силовые агрегаты, только по мощности. Но данное разделение не совсем верное.

Безусловно, агрегат в 200 «лошадей», предпочтительнее двигателя в 100 «лошадей» на тяжелом кроссовере. А для легкого городского хэтчбека, хватит и 100 сильного мотора. Но есть некоторые нюансы.  Максимальная мощность, указанная в технической документации, достигается при определенных оборотах коленвала. Но используя автомобиль в городских условиях, водитель редко раскручивает мотор выше 2 500 оборотов в минуту.

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

 Стоит отметить небольшую разницу между бензиновыми и дизельными моторами. Двигатель работающий на бензине — выдает максимальный крутящий момент при оборотах коленчатого вала от 3 500 до 6 000 в минуту, а дизельные моторы могут достигать максимальных параметров при более низких оборотах. Поэтому, многим кажется. Что дизельные агрегаты мощнее и лучше «тянут».

Но, большинство самых мощных агрегатов используют бензиновое топливо, так как они способны развить большее число оборотов в минуту. 

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

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

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

 Мощность автомобильного двигателя

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

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

необходимо умножить получившееся значение на 1,36.

 Вывод

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

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

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

Элемент 228470 не найден.

Другие материалы на эту тему:

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

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

16+

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

Разновидности ДВС: какие существуют двигатели внутреннего сгорания

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

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

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

Читайте также  ЦПГ двигателя что это?

Типы двигателей внутреннего сгорания

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

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

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

Бензиновые силовые агрегаты

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

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

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

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

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

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

Дизельные моторы

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

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

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

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

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

Роторный двигатель

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

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

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

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

Гибридный двигатель

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

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

Также во время работы гибридной установки активно используется схема рекуперации энергии. Например, во время торможения двигателем работает генератор, который подзаряжает тяговый аккумулятор. Такое сочетание двух типов силовых установок позволяет получить улучшение разгонной динамики (особенно когда одновременно задействован ДВС и электромотор), наблюдается существенная экономия топлива и малый выброс токсичного выхлопа.

Компоновка и технические характеристики ДВС

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные технические параметры ДВС

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

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

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

Увеличение крутящего момента и мощности возможно посредством двух способов:

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

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

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

Что в итоге

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

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

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

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

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

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