Rodzaje silników benzynowych. Silniki elektryczne

LÓD to silnik działający na zasadzie spalania różne paliwa bezpośrednio wewnątrz urządzenia. W przeciwieństwie do silników innego typu, silniki spalinowe pozbawione są: jakichkolwiek elementów przekazujących ciepło do dalszej zamiany na energię mechaniczną, konwersja następuje bezpośrednio ze spalania paliwa; znacznie bardziej zwarty; mają niską wagę w stosunku do innych typów jednostek o porównywalnej mocy; wymagają stosowania niektórych paliw o rygorystycznych specyfikacjach dotyczących temperatury spalania, lotności, liczby oktanowej itp.

Stosowany w przemyśle motoryzacyjnym czterosuwowe silniki:

1. Wlot;

2. Kompresja;

3. skok roboczy;

4. Uwolnienie.
Ale są też wersje dwusuwowe silników. wewnętrzne spalanie, ale w nowoczesny świat mają ograniczone zastosowanie.

W tym artykule zostaną uwzględnione tylko silniki zainstalowane w samochodach.

Rodzaje silników według stosowanego paliwa

Silniki benzynowe, jak sama nazwa wskazuje, używają benzyny o innej liczbie oktanowej jako paliwa do pracy i mają system wymuszonego zapłonu mieszanki paliwowej za pomocą iskry elektrycznej.

Można je podzielić ze względu na rodzaj dolotu na gaźnik i wtrysk. Silniki gaźnikowe już znikają z produkcji ze względu na trudność w precyzyjnym dostrojeniu, wysokie zużycie benzyny, nieefektywności mieszania mieszanki paliwowej i niezgodności z nowoczesnym twardym wymagania środowiskowe. W takich silnikach mieszanie palna mieszanka rozpoczyna się w komorach gaźnika i kończy po drodze w kolektorze dolotowym.

Jednostki wtryskowe rozwijają się w szybkim tempie, a układ wtrysku paliwa poprawia się z każdą generacją. Pierwsze wtryskiwacze miały „mono-wtrysk” z pojedynczą dyszą. W rzeczywistości była to modernizacja silników gaźnikowych. Z czasem w większości jednostek zaczęto stosować systemy z oddzielnymi dyszami dla każdego cylindra. Zastosowanie wtryskiwaczy w układzie dolotowym umożliwiło dokładniejszą kontrolę proporcji paliwa i powietrza w różnych trybach pracy jednostki, zmniejszenie zużycia paliwa, poprawę jakości mieszanki paliwowej, zwiększenie mocy i przyjazności dla środowiska jednostki mocy.

Nowoczesne wtryskiwacze montowane w jednostkach napędowych z systemem bezpośredniego wtrysku paliwa do cylindrów są w stanie wytworzyć kilka oddzielnych wtrysków paliwa w jednym cyklu. Pozwala to na dalszą poprawę jakości mieszanki paliwowej i uzyskanie maksymalnego zwrotu energii z ilości zużytej benzyny. Oznacza to, że ekonomiczność i wydajność silników wzrosły jeszcze bardziej.

Jednostki Diesla- stosować zasadę zapłonu mieszanki oleju napędowego i powietrza po podgrzaniu z silnego sprężenia. Jednocześnie układy wymuszonego zapłonu nie są stosowane w jednostkach wysokoprężnych. Silniki te mają szereg zalet w porównaniu z silnikami benzynowymi, przede wszystkim oszczędność paliwa (do 20%), przy porównywalnej mocy. Paliwo jest zużywane mniej ze względu na wyższy stopień sprężania w cylindrach, co poprawia charakterystykę spalania i przenoszenie energii mieszanki paliwowej, a co za tym idzie, potrzeba mniej paliwa, aby osiągnąć te same wyniki. Ponadto w jednostkach wysokoprężnych nie stosuje się zaworów dławiących, co poprawia dopływ powietrza do jednostki napędowej, co dodatkowo zmniejsza zużycie paliwa. Silniki wysokoprężne rozwijają większy moment obrotowy i więcej niskie obroty wał korbowy.

Nie bez wad. Ze względu na zwiększone obciążenie ścian cylindra projektanci musieli zastosować bardziej niezawodne materiały i zwiększyć gabaryty konstrukcji (zwiększona waga i zwiększone koszty produkcji). Ponadto praca jednostki napędowej diesla jest głośna ze względu na charakterystykę zapłonu paliwa. A zwiększona masa części nie pozwala silnikowi na rozwijanie wysokich prędkości przy tej samej prędkości, co benzyna, a maksymalna prędkość wału korbowego jest niższa niż w jednostkach benzynowych.

Różnorodność konstrukcji silników spalinowych

Hybrydowy układ napędowy

Ten typ samochodu zaczął zdobywać popularność w ostatnie lata. Ze względu na oszczędność paliwa i zwiększoną wydajność całkowita moc pojazdu poprzez połączenie dwóch rodzajów jednostek. W rzeczywistości konstrukcja ta składa się z dwóch oddzielnych jednostek - małego silnika spalinowego (najczęściej diesla) i silnika elektrycznego (lub kilku silników elektrycznych) z akumulatorem o dużej pojemności.

Zalety łączenia wyrażają się w możliwości łączenia energii dwóch jednostek podczas rozpędzania lub wykorzystania każdego typu silnika z osobna, w zależności od potrzeb. Na przykład podczas jazdy w korku miejskim może pracować tylko silnik elektryczny, oszczędzając olej napędowy. Podczas jazdy po wiejskich drogach silnik spalinowy pracuje jako trwalsza, mocniejsza jednostka z dużą rezerwą mocy.

Jednocześnie specjalny akumulator do silników elektrycznych można ładować z generatora lub za pomocą systemu rekuperacji podczas hamowania, co pozwala zaoszczędzić nie tylko paliwo, ale także energię elektryczną potrzebną do naładowania akumulatora.

Silnik tłoka obrotowego

Silnik tłoka obrotowego zbudowany jest według unikalnego schematu ruchu tłoka-wirnika, który porusza się wewnątrz cylindra nie po torze posuwisto-zwrotnym, ale wokół własnej osi. Wynika to ze specjalnej trójkątnej konstrukcji tłoka oraz specjalnego rozmieszczenia otworów wlotowych i wylotowych w cylindrze.

Dzięki tej konstrukcji silnik szybko nabiera prędkości, która wzrasta charakterystyka dynamiczna samochód. Jednak wraz z rozwojem klasycznej konstrukcji silników spalinowych silnik Wankla zaczął tracić na znaczeniu z powodu ograniczeń konstrukcyjnych. Zasada ruchu tłoka nie pozwala na osiągnięcie wysokiego stopnia sprężenia mieszanki paliwowej, co wyklucza stosowanie oleju napędowego. Niewielkie zasoby, złożoność konserwacji i napraw, a także słaba efektywność środowiskowa nie pozwalają producentom samochodów na rozwój tego obszaru.

Odmiany jednostek napędowych według układu

Ze względu na konieczność zmniejszenia masy i gabarytów, a także umieszczenia większej liczby tłoków w jednym zespole, doprowadziło to do powstania odmian silników pod względem układu.

silniki rzędowe

Silnik rzędowy to najbardziej klasyczna wersja jednostki napędowej. W którym wszystkie tłoki i cylindry są ułożone w jednym rzędzie. W której, nowoczesne silniki dzięki układowi rzędowemu mogą pomieścić nie więcej niż sześć cylindrów. Ale to sześciocylindrowe silniki rzędowe mają najlepsza wydajność aby zrównoważyć wibracje podczas pracy. Jedynym minusem jest znaczna długość silnika w stosunku do innych układów.

Silniki widlaste

Silniki te powstały w wyniku dążenia konstruktorów do zmniejszenia gabarytów silników oraz konieczności umieszczenia w jednym bloku więcej niż sześciu tłoków. W tych silnikach cylindry znajdują się w różnych płaszczyznach. Wizualnie układ cylindrów tworzy literę „V”, stąd nazwa. Kąt między dwoma rzędami nazywany jest kątem pochylenia i zmienia się w szerokim zakresie, dzieląc ten typ silnika na podgrupy.

Silniki typu bokser

Silniki typu bokser otrzymały maksymalny kąt pochylenia wynoszący 180 stopni. Pozwoliło to projektantom zmniejszyć wysokość jednostki do minimalnych rozmiarów i rozłożyć obciążenie wał korbowy, zwiększając jego zasoby.

Silniki VR

Jest to połączenie właściwości jednostek rzędowych i w kształcie litery V. Kąt pochylenia w takich silnikach sięga 15 stopni, co pozwala na zastosowanie jednej głowicy cylindrów z jednym mechanizmem dystrybucji gazu.

silniki W

Jeden z najpotężniejszych i „ekstremalnych” projektów ICE. Mogą mieć trzy rzędy cylindrów o dużym kącie pochylenia lub dwa połączone bloki VR. Do tej pory silniki na osiem i dwanaście cylindrów stały się powszechne, ale konstrukcja pozwala na użycie większej liczby cylindrów.

Charakterystyka silnika spalinowego

Po przejrzeniu wielu informacji nt różne samochody, każda zainteresowana osoba zobaczy pewne podstawowe parametry silnika:

Moc jednostki napędowej mierzona w KM. (lub kWh);

Maksymalny moment obrotowy opracowany przez jednostkę napędową, mierzony w N / m;

Większość kierowców dzieli jednostki napędowe, tylko pod względem mocy. Ale ten podział nie jest do końca poprawny. Oczywiście jednostka o mocy 200 koni mechanicznych jest lepsza niż silnik o mocy 100 koni mechanicznych w ciężkim crossoverze. A do lekkiego miejskiego hatchbacka wystarczy silnik o mocy 100 koni mechanicznych. Ale są pewne niuanse.

Maksymalna moc, określone w dokumentacji technicznej, osiągane jest przy określonych prędkościach wału korbowego. Ale używając samochodu w warunkach miejskich, kierowca rzadko kręci silnikiem powyżej 2500 obr./min. Dlatego im dłuższy czas pracy maszyny, tym zaangażowana jest tylko część mocy potencjalnej.

Ale często zdarzają się przypadki na drodze. Gdy konieczne jest gwałtowne zwiększenie prędkości w celu wyprzedzenia lub uniknięcia nagły wypadek. To maksymalny moment obrotowy wpływa na zdolność jednostki do szybkiego uzyskania wymaganej prędkości i mocy. Mówiąc prościej, moment obrotowy wpływa na dynamikę samochodu.

Warto zwrócić uwagę na niewielką różnicę między silnikami benzynowymi i wysokoprężnymi. Silnik benzynowy wytwarza maksymalny moment obrotowy przy prędkościach wału korbowego od 3500 do 6000 obr./min. silniki Diesla może osiągać maksymalne parametry przy niższych prędkościach. Dlatego wydaje się wielu. Że jednostki wysokoprężne są mocniejsze i lepiej „ciągną”. Ale większość najpotężniejszych jednostek używa paliwo benzynowe, ponieważ są w stanie rozwinąć większą liczbę obrotów na minutę.

Aby dokładniej zrozumieć pojęcie momentu obrotowego, należy spojrzeć na jego jednostki miary: niutony pomnożone przez metry. Innymi słowy, moment obrotowy określa siłę, z jaką tłok naciska na wał korbowy, który z kolei przenosi moc na skrzynię biegów, a ostatecznie na koła.

Można też wspomnieć potężna technika, w którym maksymalny moment obrotowy można osiągnąć przy prędkości 1500 obr./min. Zasadniczo są to traktory, potężne wywrotki i niektóre pojazdy terenowe z silnikiem Diesla. Oczywiście takie maszyny nie muszą obracać silnika do maksymalnej prędkości.

Na podstawie dostarczonych informacji możemy stwierdzić, że moment obrotowy zależy od objętości jednostki napędowej, jej wymiarów, wymiarów części i ich masy. Im cięższe wszystkie te elementy, tym większy moment obrotowy panuje przy niskich obrotach. Jednostki diesla mają większy moment obrotowy i mniejsze prędkości obrotowe wału korbowego (duża bezwładność ciężkiego wału korbowego i innych elementów nie pozwala na rozwinięcie dużych prędkości).

Moc silnika samochodu

Warto zauważyć, że moc i moment obrotowy to wzajemnie powiązane parametry, które od siebie zależą. Moc to pewna ilość pracy wykonanej przez silnik w czasie. Z kolei pracą silnika jest moment obrotowy. Dlatego moc jest charakteryzowana jako wielkość momentu obrotowego na jednostkę czasu.

Istnieje dobrze znana formuła charakteryzująca stosunek mocy do momentu obrotowego:

Moc = Moment obrotowy * RPM / 9549

W rezultacie otrzymujemy wartość mocy w kilowatach. Ale naturalnie, patrząc na charakterystykę samochodów, jesteśmy bardziej przyzwyczajeni do oglądania wskaźników w „KM”. Aby przeliczyć kilowaty na KM. wynikową wartość należy pomnożyć przez 1,36.

Wniosek

Jak wynikało z tego artykułu, silniki samochodowe spalanie wewnętrzne może mieć wiele różnic między sobą. I wybór samochodu dla stałe użytkowanie- konieczne jest zbadanie wszystkich niuansów projektu, właściwości, ekonomii, przyjazności dla środowiska, mocy i niezawodności jednostki napędowej. Przydatne będzie również przestudiowanie informacji na temat łatwości konserwacji silnika. Ponieważ wiele nowoczesnych jednostek wykorzystuje złożone układy dystrybucji gazu, wtrysku paliwa i wydechu, co może skomplikować ich naprawę.

(silnik spalinowy) jest silnikiem cieplnym i działa na zasadzie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w komorze spalania. Głównym zadaniem takiego urządzenia jest zamiana energii spalania ładunku paliwa na użyteczną pracę mechaniczną.

Pomimo ogólna zasada działania, dziś istnieje duża liczba jednostek, które znacznie różnią się od siebie ze względu na liczbę jednostek cechy konstrukcyjne. W tym artykule porozmawiamy o tym, czym są silniki spalinowe i jakie są ich główne cechy i różnice.

Przeczytaj w tym artykule

Rodzaje silników spalinowych

Zacznijmy od tego, że silnik spalinowy może być dwusuwowy i czterosuwowy. Dotyczący silniki samochodowe, te jednostki są czterosuwowe. Cykle silnika to:

• wlot mieszanka paliwowo-powietrzna lub powietrza (w zależności od typu silnika spalinowego);
• sprężanie mieszanki paliwowo-powietrznej;
• spalanie ładunku paliwa i skok mocy;
• uwolnienie z komory spalania spalin;

Na tej zasadzie działają zarówno silniki benzynowe, jak i wysokoprężne. silniki tłokowe, które są szeroko stosowane w samochodach i innym sprzęcie. Warto też wspomnieć, w jakim paliwo gazowe pali się podobnie jak olej napędowy czy benzyna.

Jednostki napędowe benzynowe

Taki system żywnościowy, zwłaszcza wtrysk rozproszony, pozwala zwiększyć moc silnika, jednocześnie osiągając oszczędność paliwa i zmniejszając toksyczność spalin. Jest to możliwe dzięki precyzyjnemu dawkowaniu podawanego paliwa pod kontrolą (elektroniczny system zarządzania silnikiem).

Dalszy rozwój układów zasilania paliwem doprowadził do powstania silników z wtryskiem bezpośrednim (bezpośrednim). Ich główna różnica w stosunku do poprzedników polega na tym, że powietrze i paliwo są dostarczane do komory spalania oddzielnie. Innymi słowy, dysza nie jest zainstalowana ponad zawory dolotowe, ale jest montowany bezpośrednio w cylindrze.

Takie rozwiązanie pozwala na podanie paliwa bezpośrednio, a samo zasilanie podzielone jest na kilka etapów (podwtryski). Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie najbardziej efektywnego i pełnego spalania wsadu paliwa, silnik otrzymuje możliwość pracy na uboga mieszanka(na przykład silniki z rodziny GDI), zmniejsza się zużycie paliwa, zmniejsza się toksyczność spalin itp.

Silniki Diesla

Działa na olej napędowy, a także znacznie różni się od benzyny. Główną różnicą jest brak układu zapłonu iskrowego. Zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej w silniku wysokoprężnym następuje w wyniku sprężania.

Mówiąc najprościej, powietrze jest sprężane w cylindrach, które bardzo się nagrzewają. W ostatniej chwili następuje wtrysk bezpośrednio do komory spalania, po czym podgrzana i mocno sprężona mieszanka zapala się samoczynnie.

Jeśli porównamy ICE z silnikiem Diesla i benzynowym, olej napędowy jest bardziej ekonomiczny, najlepsza wydajność i maksimum, które jest dostępne przy niskich obrotach. Biorąc pod uwagę fakt, że silniki Diesla rozwijają większą przyczepność przy niższych obrotach wału korbowego, w praktyce takiego silnika nie trzeba „obracać” na starcie, a ponadto można liczyć na pewny odbiór z samego dołu.

Jednak na liście wad takich jednostek można wyróżnić, a także większą wagę i niższe prędkości w trybie maksymalna prędkość. Faktem jest, że silnik wysokoprężny jest początkowo „niskoobrotowy” i ma niższą prędkość obrotową w porównaniu z benzynowymi silnikami spalinowymi.

Diesle mają również większą masę, ponieważ cechy zapłonu samoczynnego oznaczają poważniejsze obciążenia wszystkich elementów takiego zespołu. Innymi słowy, części silnika wysokoprężnego są mocniejsze i cięższe. Silniki wysokoprężne są również głośniejsze ze względu na proces zapłonu i spalania oleju napędowego.

silnik rotacyjny

Silnik Wankla (silnik z tłokiem obrotowym) to zasadniczo inna elektrownia. W takim silniku spalinowym zwykłe tłoki poruszające się ruchem posuwisto-zwrotnym w cylindrze są po prostu nieobecne. Głównym elementem silnika obrotowego jest wirnik.

Określony wirnik obraca się po określonej trajektorii. Obrotowe silniki spalinowe benzyna, ponieważ taka konstrukcja nie jest w stanie zapewnić wysokiego stopnia sprężania mieszanka robocza.

Zalety obejmują zwartość, dużą moc przy małej objętości roboczej, a także możliwość szybkiego rozkręcenia do wysoka prędkość. Dzięki temu samochody z takim silnikiem spalinowym mają znakomite właściwości przyspieszania.

Jeśli mówimy o minusach, warto również podkreślić zauważalnie zmniejszony zasób w porównaniu do jednostek tłokowych wysoki przepływ paliwo. Ponadto silnik rotacyjny charakteryzuje się zwiększoną toksycznością, to znaczy nie do końca pasuje do nowoczesnych norm środowiskowych.

silnik hybrydowy

W niektórych silnikach spalinowych, aby uzyskać niezbędną moc, stosuje się go w połączeniu z turbosprężarką, podczas gdy w innych o dokładnie takiej samej pojemności skokowej i układzie takie rozwiązania nie są dostępne.

Z tego powodu dla obiektywnej oceny osiągów konkretnego silnika przy różnych prędkościach, a nie na wale korbowym, ale na kołach, konieczne jest wykonanie specjalnych kompleksowych pomiarów na hamowni.

Przeczytaj także

Ulepszenie konstrukcji silnika tłokowego, rezygnacja z wału korbowego: silnik bezkorbowódowy, a także silnik bez wału korbowego. Cechy i perspektywy.

Silniki linii TSI. Cechy konstrukcyjne, zalety i wady. Modyfikacje z jednym i dwoma doładowaniami. Zalecenia dotyczące użytkowania.

Nie będzie przesadą stwierdzenie, że większość współczesnych urządzeń samojezdnych jest wyposażona w silniki spalinowe o różnej konstrukcji, wykorzystujące różne zasady działania. W każdym razie, jeśli mówimy o transporcie drogowym. W tym artykule przyjrzymy się bliżej ICE. Czym jest, jak działa ta jednostka, jakie są jej wady i zalety, dowiecie się czytając ją.

Zasada działania silników spalinowych

Główna zasada Operacja ICE opiera się na fakcie, że paliwo (stałe, ciekłe lub gazowe) spala się w specjalnie przydzielonej objętości roboczej wewnątrz samego urządzenia, zamieniając energię cieplną na energię mechaniczną.

Mieszanka robocza wchodząca do cylindrów takiego silnika jest sprężana. Po jego zapłonie za pomocą specjalnych urządzeń powstaje nadciśnienie gazów, zmuszając tłoki cylindrów do powrotu do pierwotnego położenia. Tworzy to stały cykl pracy, który przekształca energię kinetyczną w moment obrotowy za pomocą specjalnych mechanizmów.

Do tej pory urządzenie ICE może mieć trzy główne typy:

• często nazywany łatwym;
• czterosuwowy zespół napędowy, pozwalający na osiągnięcie wyższych wartości mocy i sprawności;
• o udoskonalonej charakterystyce mocy.

Ponadto istnieją inne modyfikacje obwodów głównych poprawiające niektóre właściwości elektrowni tego typu.

Zalety silników spalinowych

W przeciwieństwie do jednostek napędowych, które zapewniają obecność zewnętrznych komór, silnik spalinowy ma znaczące zalety. Główne z nich to:

• znacznie bardziej kompaktowe wymiary;
• więcej wysoka wydajność moc;
• optymalne wartości sprawności.

Należy zaznaczyć, mówiąc o silniku spalinowym, że jest to urządzenie, które w zdecydowanej większości przypadków pozwala na wykorzystanie Różne rodzaje paliwo. Może to być benzyna, olej napędowy, naturalny lub nafta, a nawet zwykłe drewno.

Taka wszechstronność zapewniła tej koncepcji silnika zasłużoną popularność, wszechobecność i prawdziwie światowe przywództwo.

Krótka wycieczka historyczna

Powszechnie przyjmuje się, że silnik spalinowy liczy swoją historię od czasu stworzenia przez Francuza de Rivasa w 1807 roku jednostki tłokowej wykorzystującej jako paliwo wodór w stanie gazowym. I choć od tego czasu urządzenie ICE przeszło znaczące zmiany i modyfikacje, główne idee tego wynalazku są nadal używane.

Pierwszy czterosuwowy silnik spalinowy ujrzał światło dzienne w 1876 roku w Niemczech. W połowie lat 80. XIX wieku w Rosji opracowano gaźnik, który umożliwił dozowanie benzyny do cylindrów silnika.

A pod koniec ubiegłego stulecia słynny niemiecki inżynier zaproponował pomysł zapalenia palnej mieszanki pod ciśnieniem, co znacznie zwiększyło moc Charakterystyka silnika spalinowego i wskaźniki efektywności jednostek tego typu, które wcześniej pozostawiały wiele do życzenia. Od tego czasu rozwój silników spalinowych przebiegał głównie drogą udoskonalania, unowocześniania i wprowadzania rozmaitych ulepszeń.

Główne typy i typy silników spalinowych

Niemniej jednak ponad 100-letnia historia tego typu jednostek pozwoliła na opracowanie kilku głównych typów elektrowni z wewnętrznym spalaniem paliwa. Różnią się one od siebie nie tylko składem zastosowanej mieszanki roboczej, ale także cechami konstrukcyjnymi.

Silniki benzynowe

Jak sama nazwa wskazuje, jednostki tej grupy wykorzystują jako paliwo różne rodzaje benzyny.

Z kolei takie elektrownie zwykle dzielą się na dwie duże grupy:

• Gaźnik. W takich urządzeniach mieszanka paliwowa przed wejściem do cylindrów jest wzbogacany masami powietrza specjalne urządzenie(gaźnik). Następnie jest zapalany przez iskrę elektryczną. Wśród najwybitniejszych przedstawicieli tego typu można nazwać modelami VAZ, których silniki spalinowe są bardzo przez długi czas był wyłącznie typu gaźnika.
• Zastrzyk. Jest to bardziej złożony system, w którym paliwo jest wtryskiwane do cylindrów przez specjalny kolektor i wtryskiwacze. Może się zdarzyć, jak mechanicznie, a także za pośrednictwem specjalnego urządzenie elektroniczne. Systemy bezpośredniego wtrysku Common Rail są uważane za najbardziej wydajne. Zainstalowany na prawie wszystkich nowoczesnych samochodach.

Silniki benzynowe z wtryskiem są uważane za bardziej ekonomiczne i zapewniają wyższą wydajność. Jednak koszt takich jednostek jest znacznie wyższy, a konserwacja i eksploatacja są znacznie trudniejsze.

Silniki Diesla

U zarania istnienia jednostek tego typu często można było usłyszeć dowcip o silniku spalinowym, że jest to urządzenie, które zjada benzynę jak koń, ale porusza się znacznie wolniej. Wraz z wynalezieniem silnika Diesla ten żart częściowo stracił na aktualności. Głównie dlatego, że olej napędowy jest w stanie pracować na paliwie znacznie więcej Niska jakość. Oznacza to, że jest znacznie tańszy niż benzyna.

szef zasadnicza różnica Spalanie wewnętrzne to brak wymuszonego zapłonu mieszanki paliwowej. Olej napędowy jest wtryskiwany do cylindrów przez specjalne wtryskiwacze, a poszczególne krople paliwa zapalają się pod wpływem siły nacisku tłoka. Wraz z korzyściami silnik wysokoprężny ma również szereg wad. Wśród nich są:

• znacznie mniejsza moc w porównaniu z elektrowniami benzynowymi;
• duże wymiary i charakterystyka wagowa;
• trudności z uruchomieniem w ekstremalnych warunkach pogodowych i klimatycznych;
• niewystarczająca przyczepność i tendencja do nieuzasadnionych strat mocy, zwłaszcza przy stosunkowo dużych prędkościach.

Poza tym naprawa ICE diesel innego typu jest z reguły znacznie bardziej skomplikowany i kosztowny niż regulacja lub przywrócenie wydajności jednostki benzynowej.

silniki gazowe

Pomimo taniości gazu ziemnego stosowanego jako paliwo, budowa silników spalinowych opalanych gazem jest niewspółmiernie bardziej skomplikowana, co prowadzi do znacznego wzrostu kosztów całej jednostki, aw szczególności jej montażu i eksploatacji.

W elektrowniach tego typu gaz skroplony lub ziemny dostaje się do cylindrów przez system specjalnych przekładni, kolektorów i dysz. Zapłon mieszanki paliwowej odbywa się w taki sam sposób jak w gaźniku stacje benzynowe, - za pomocą iskry elektrycznej wydobywającej się ze świecy zapłonowej.

Połączone typy silników spalinowych

Niewiele osób wie o systemy łączone LÓD. Co to jest i gdzie jest stosowane?

Nie chodzi oczywiście o współczesność samochody hybrydowe zdolny do pracy zarówno na paliwie, jak i na silniku elektrycznym. Połączone silniki spalanie wewnętrzne nazywane jest potocznie takimi jednostkami, które łączą w sobie elementy o różnych zasadach układy paliwowe. Bardzo wybitny przedstawiciel rodziny takich silników to instalacje gaz-diesel. W nich mieszanka paliwowa dostaje się do bloku silnika spalinowego prawie w taki sam sposób, jak w jednostkach gazowych. Ale paliwo jest zapalane nie za pomocą wyładowania elektrycznego ze świecy, ale za pomocą zapalnej części oleju napędowego, jak to ma miejsce w konwencjonalnym silniku wysokoprężnym.

Konserwacja i naprawa silników spalinowych

Pomimo dość szerokiej gamy modyfikacji, wszystkie silniki spalinowe mają podobne główne konstrukcje i schematy. Jednak w celu zapewnienia wysokiej jakości usług i naprawa LODU, trzeba dokładnie poznać jego urządzenie, zrozumieć zasady działania i umieć identyfikować problemy. W tym celu konieczne jest oczywiście dokładne przestudiowanie konstrukcji silników spalinowych. różne rodzaje, aby samemu zrozumieć przeznaczenie niektórych części, zespołów, mechanizmów i systemów. To nie jest łatwe, ale bardzo ekscytujące! A przede wszystkim konieczne.

Zwłaszcza dla dociekliwych umysłów, które chcą samodzielnie zrozumieć wszystkie tajemnice i tajemnice prawie każdego pojazd, przybliżona kwota główna schemat silnika spalinowego pokazano na powyższym zdjęciu.

Więc dowiedzieliśmy się, czym jest ta jednostka napędowa.

Samochodowe silniki spalinowe tłokowe (ICE) mają wiele wskaźników – moc, moment obrotowy, zużycie paliwa, emisję szkodliwych substancji itp., które w dużej mierze zależą od ich parametrów konstrukcyjnych. Typy silników Silnik - urządzenie przetwarzające energię spalania paliwa na Praca mechaniczna. Prawie wszystkie silniki samochodowe pracują w cyklu składającym się z czterech cykli: wlot powietrza lub jego mieszanie z paliwem; kompresja mieszanki roboczej, skok roboczy podczas spalania mieszanki roboczej; uwalnianie spalin. Silniki tłokowe - silniki benzynowe i wysokoprężne - są najczęściej stosowane w samochodach. Benzyna silniki mają wymuszony zapłon mieszanka paliwowo-powietrznaświece zapłonowe. Różnią się rodzajem układu zasilania: w gaźnikach mieszanie benzyny z powietrzem rozpoczyna się w gaźniku i trwa w kolektorze dolotowym. Obecnie produkcja takich silników spada ze względu na niską wydajność i niezgodność z nowoczesnością regulacje środowiskowe; w silnikach wtryskowych paliwo może być podawane jednym wtryskiwaczem (dyszą) do wspólnego przewodu dolotowego (wtrysk centralny, pojedynczy) lub kilkoma wtryskiwaczami przed zaworami dolotowymi każdego cylindra (wtrysk portowany). W nich możliwy jest nieznaczny wzrost mocy maksymalnej oraz spadek zużycia benzyny i toksyczności spalin dzięki dokładniejszemu dozowaniu paliwa. układ elektroniczny zarządzanie silnikiem; silniki z bezpośrednim wtryskiem benzyny do komory spalania, która jest podawana do cylindra w kilku porcjach, co optymalizuje proces spalania, umożliwia pracę silnika odpowiednio na ubogich mieszankach, zmniejsza zużycie paliwa i emisję szkodliwych substancji. silnik wysokoprężny- silniki, w których zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej następuje od wzrostu jej temperatury podczas sprężania. W porównaniu z silnikami benzynowymi silniki te charakteryzują się wyższą sprawnością (o 15-20%) ze względu na wyższy (dwu lub więcej razy) stopień sprężania (patrz niżej), co poprawia spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej. Zaletą diesli jest brak zawór dławiący, co stwarza opór ruchu powietrza przy wlocie i zwiększa zużycie paliwa. Maksymalny moment obrotowy (patrz poniżej) jest rozwijany przez silniki Diesla przy niższej prędkości wału korbowego (w życiu codziennym - „wysoki moment obrotowy na dole”). Silniki wysokoprężne o przestarzałych konstrukcjach miały szereg wad w porównaniu z silnikami benzynowymi: większa waga i koszt przy tej samej mocy ze względu na wysoki stopień sprężania (1,5-2 razy większy), co zwiększało ciśnienie w cylindrach i obciążenie części , co spowodowało konieczność wyprodukowania trwalszych elementów silnika, zwiększenia ich gabarytów i masy; większy hałas ze względu na specyfikę procesu spalania paliwa w cylindrach; niższa maksymalna prędkość obrotowa wału korbowego ze względu na większą masę części, co powodowało duże obciążenia bezwładności. Z tego samego powodu silniki wysokoprężne z reguły są mniej responsywne - wolniej nabierają rozpędu. Silnik z tłokiem obrotowym(Wankla)- w nim wirnik-tłok nie wykonuje ruchu posuwisto-zwrotnego, jak w silnikach benzynowych i silnikach wysokoprężnych, ale obraca się wzdłuż określonej trajektorii. Dzięki temu dobrze reaguje na pedał gazu - szybko nabiera rozpędu, zapewniając samochodowi dobrą dynamikę przyspieszenia. Ze względu na cechy konstrukcyjne stopień sprężania jest ograniczony, dlatego działa tylko na benzynie i ma najgorszą wydajność ze względu na kształt komory spalania. Wcześniej jego wadą był mniejszy zasób, a teraz niska wydajność środowiskowa, czemu obecnie poświęca się wiele uwagi. hybrydowy punkt mocy jest połączeniem silnika tłokowego (najczęściej diesla), silnika elektrycznego, prądnicy i akumulatorów trakcyjnych (akumulator trakcyjny w przeciwieństwie do akumulatora rozruchowego przeznaczony jest do rozładowywania wysokie prądy(50-100 A) przez 30-60 minut). Eksploatacja tej instalacji odbywa się w różne tryby w zależności od charakteru pojazdu. Podczas intensywnego przyspieszania tłok i silniki elektryczne. Podczas hamowania silnikiem alternator ładuje akumulatory energią hamowania. Podczas jazdy w cyklu miejskim może pracować tylko silnik elektryczny. Wszystko to pozwala, przy zachowaniu (lub nawet poprawie) dynamiki przyspieszenia, znacznie zwiększyć wydajność i zmniejszyć emisję szkodliwych substancji.

Układ silnika tłokowego

Duża różnorodność układów silników tłokowych związana jest z ich umiejscowieniem w samochodzie i koniecznością zmieszczenia określonej liczby cylindrów w ograniczonej objętości komory silnika. Silnik rzędowy (ryc. 1, a) to układ, w którym wszystkie cylindry znajdują się w tej samej płaszczyźnie. Dotyczy niewielkiej liczby cylindrów (2, 3, 4, 5 i 6). w linii sześciocylindrowy silnik najłatwiej wyważony (zmniejszone wibracje), ale ma znaczną długość.

Silnik w kształcie litery V (ryc. 1, b) - jego cylindry znajdują się w dwóch płaszczyznach, jakby tworzyły łacińską literę V. Kąt między tymi płaszczyznami nazywany jest kątem pochylenia. Najczęściej ten układ cylindrów jest stosowany w silnikach sześcio- i ośmiocylindrowych i jest oznaczony odpowiednio jako V6 i V8. Taki układ pozwala zmniejszyć długość silnika, ale zwiększa jego szerokość.

Silnik typu bokser (ryc. 1, c) ma kąt pochylenia 180°, dzięki czemu jego wysokość jednostkowa jest najmniejsza spośród wszystkich układów.

Silnik VR (rys. 1, d) ma mały kąt pochylenia (około 15°), co pozwala na zmniejszenie zarówno wymiarów podłużnych, jak i poprzecznych jednostki.

Silnik W ma dwie opcje układu - trzy rzędy cylindrów o dużym kącie pochylenia (ryc. 1, e) lub niejako dwa układy VR (ryc. 1, f). Zapewnia dobrą zwartość nawet przy w dużych ilościach cylindry. Obecnie W8 i W12 są produkowane masowo.

Każdy silnik charakteryzuje się następującymi konstrukcyjnie określonymi parametrami (rys. 2), które praktycznie nie zmieniają się podczas eksploatacji pojazdu.

Objętość komory spalania- objętość wnęki cylindra i wgłębienie w głowicy nad tłokiem znajdujące się w górnym martwym punkcie - skrajne położenie w największej odległości od wału korbowego. Przemieszczenie cylindra- przestrzeń, którą zwalnia tłok podczas ruchu od góry do dołu martwy środek. To ostatnie jest skrajne stanowisko tłok włączony najbliższa odległość z wału korbowego. Pełna objętość cylindra- jest równa sumie objętości roboczej i objętości komory spalania. Objętość robocza silnika (pojemność skokowa) jest sumą objętości roboczych wszystkich cylindrów. Stopień sprężania- stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości komory spalania. Ten parametr pokazuje, ile razy całkowita objętość maleje, gdy tłok porusza się od dolnego martwego punktu do górnego. Do silników benzynowych liczba oktanowa stosowane paliwo. Parametry silnika to wielkości charakteryzujące jego pracę. Oprócz parametrów konstrukcyjnych zależą one od cech i ustawień układów zasilania i zapłonu, stopnia zużycia części itp. Ciśnienie na końcu suwu sprężania (sprężania) jest wskaźnikiem stanu technicznego (zużycia) zespołu cylinder-tłok i zaworów. Moment obrotowy na wale korbowym silnika określa siłę pociągową na kołach: im więcej, tym lepsza dynamika przyspieszenie samochodu. Jest równy iloczynowi siły i ramienia (ryc. 3) i jest mierzony w Nm (Newton na metr), wcześniej w kgf.m (kilogram-siła na metr).

Moment obrotowy rośnie wraz ze wzrostem: przemieszczenie. Dlatego silniki wymagające znacznego momentu obrotowego mają dużą objętość; ciśnienie palących się gazów w cylindrach, które jest ograniczane przez detonację (wybuchowe spalanie mieszanki benzynowo-powietrznej, któremu towarzyszy charakterystyczny dźwięk dzwonienia. Błędnie nazywa się to „stukaniem sworznie tłokowe") lub wzrost obciążenia w silnikach Diesla. Silnik rozwija maksymalny moment obrotowy przy określonych prędkościach obrotowych (patrz poniżej), są one wraz z jego wartością podane w dokumentacji technicznej. Moc silnika - wartość pokazująca, jaką pracę wykonuje na jednostka czasu mierzona w kW (wcześniej w koniach mechanicznych) Jedna moc (KM) odpowiada w przybliżeniu 0,74 kW Moc jest równa momentowi obrotowemu pomnożonemu przez prędkość kątowa wał korbowy (obr./min pomnożone przez określony współczynnik). Silniki więcej mocy producenci otrzymują wzrost: objętości roboczej, co z kolei prowadzi do zwiększenia wymiarów silnika i ograniczenia dopuszczalnej prędkości maksymalnej ze względu na znaczne siły bezwładności zwiększonych części; obroty wału korbowego, których liczba jest ograniczona siłami bezwładności i zwiększonym zużyciem części. Szybkoobrotowy silnik o tej samej mocy (ceteris paribus - konstrukcja silnika, technologia produkcji, użyte materiały itp.) z silnikiem wolnoobrotowym ma krótszą żywotność, ponieważ średnio dla tego samego przebiegu jego wał korbowy wykona więcej obrotów; ciśnienie w cylindrze poprzez zwiększenie stopnia sprężania lub sprężenie powietrza przez turbosprężarkę lub doładowania mechaniczne. Aby zastosować doładowanie, stopień sprężania jest wymuszony, aby zapobiec detonacji (dla silników benzynowych) i zmniejszyć sztywność pracy (zwiększone obciążenia w grupie cylinder-tłok silnika wysokoprężnego, któremu towarzyszy nadmierny hałas) (dla silników wysokoprężnych). Doładowanie pozwala na przykład zaoszczędzić energię przy mniejszej pojemności skokowej. Moc znamionowa - moc gwarantowana przez producenta przy pełnym zasilaniu paliwem przy określonej prędkości. To ona, a nie maksymalna moc, jest wskazana w dokumentacji technicznej silnika. Jednostkowe zużycie paliwa to ilość paliwa zużywanego przez silnik na 1 kW rozwiniętej mocy w ciągu jednej godziny. Jest to wyznacznik perfekcji konstrukcji silnika: im mniejszy przepływ, tym efektywniej wykorzystywana jest energia paliwa spalanego w cylindrach. Przy tych samych parametrach konstrukcyjnych, różne silniki wskaźników, takich jak moc, moment obrotowy i konkretne zużycie paliwo może się różnić. Wynika to z takich cech, jak liczba zaworów na cylinder, rozrząd zaworowy itp. Dlatego do oceny pracy silnika przy różnych prędkościach wykorzystuje się charakterystykę - zależność jego osiągów od trybów pracy. Charakterystyki są określane empirycznie na specjalnych stanowiskach, ponieważ teoretycznie są obliczane tylko w przybliżeniu. Z reguły dokumentacja techniczna samochodu zawiera zewnętrzne charakterystyki prędkości silnika (ryc. 4), które określają zależność mocy, momentu obrotowego i jednostkowego zużycia paliwa od liczby obrotów wału korbowego przy pełnym zasilaniu paliwem. Dają wyobrażenie o maksymalnej wydajności silnika.

Wskaźniki silnika (uproszczone) zmieniają się wg następujące powody. Wraz ze wzrostem liczby obrotów wału korbowego moment obrotowy wzrasta, ponieważ do cylindrów dostaje się więcej paliwa. W przybliżeniu przy średnich prędkościach osiąga maksimum, a następnie zaczyna spadać. Wynika to z faktu, że wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wału korbowego siły bezwładności, siły tarcia, opór aerodynamiczny rurociągi wlotowe, pogarszające napełnianie cylindrów świeży ładunek mieszanka paliwowo-powietrzna itp. Gwałtowny wzrost momentu obrotowego silnika świadczy o dobrej dynamice przyspieszenia pojazdu dzięki intensywnemu wzrostowi przyczepności kół. Im dłużej moment jest maksymalny i nie maleje, tym lepiej. Taki silnik jest lepiej przystosowany do zmieniających się warunków drogowych i rzadziej wymaga zmiany biegów. Moc rośnie wraz z momentem obrotowym i nawet gdy zaczyna spadać, nadal rośnie ze względu na wzrost prędkości. Po osiągnięciu maksimum moc zaczyna spadać z tego samego powodu, z którego spada moment obrotowy. Obroty nieco wyższe niż maksymalna moc są ograniczane przez urządzenia sterujące, ponieważ w tym trybie znaczna część paliwa jest zużywana nie na pożyteczna praca, ale do pokonania sił bezwładności i tarcia w silniku. Maksymalna moc określa prędkość maksymalna samochód. W tym trybie samochód nie przyspiesza, a silnik pracuje tylko po to, aby pokonać siły oporu ruchu - opór powietrza, opory toczenia itp. Wartość jednostkowego zużycia paliwa zmienia się również w zależności od prędkości obrotowej wału korbowego, co widać w charakterystyce (patrz ryc. 4). Jednostkowe zużycie paliwa powinno być jak najdłużej bliskie minimum; oznacza to dobrą sprawność silnika. Minimalne jednostkowe zużycie z reguły osiąga się tuż poniżej średniej prędkości, z jaką samochód jest eksploatowany głównie podczas jazdy po mieście. Linia przerywana na wykresie pokazuje bardziej optymalną wydajność silnika.

Dzisiaj proponuję zanurzyć się trochę w świat tłoków i olej maszynowy i dowiedzieć się, jakie rodzaje silników są i są stosowane w naszych ulubionych, ukochanych samochodach.

W zasadzie nawet każdy humanitarysta, w najgorszym tego słowa znaczeniu, natychmiast odpowie na to pytanie: olej napędowy i benzyna. No to ktoś jeszcze dołoży elektryka. Jednak w rzeczywistości tych silników jest znacznie więcej. Krótko o każdym.

1. Silnik Diesla

To tylko diesel. Tłokowy silnik spalinowy, który działa, ponieważ paliwo (olej napędowy) zapala się w jego wnętrznościach (a raczej w cylindrach) podczas gwałtownego sprężania, w wyniku czego temperatura wzrasta, a rozpylone paliwo zapala się. Pomysł zapalania paliwa przez sprężanie należał do Sadi Carnota. W praktyce urzeczywistnił go Rudolf Diesel, który opatentował kilka opcji silnika w latach 1892-1897. Olej napędowy jest stosowany nie tylko w samochodach, ale także na statkach, lokomotywach kolejowych.

Silniki Diesla są dostępne w wersjach dwusuwowych i czterosuwowych. O powodach popularności i zaletach silników Diesla mówiłem w osobnym artykule i nie będę się powtarzał, tylko przejdę do innego silnika

2. Silnik benzynowy

Tutaj zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrach następuje również przy podwyższonym ciśnieniu, ale od iskry elektrycznej, którą daje świeca. Wszystkie silniki benzynowe są podzielone na gaźnik i wtrysk. Różnica polega na sposobie tworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej. Ponadto silniki benzynowe są klasyfikowane według liczby i rozmieszczenia cylindrów, metody chłodzenia, rodzaju smarowania i wielu innych cech. Nie sposób opisać wszystkich tych opcji. Dlatego zwracam się do następnego typu silnika samochodowego.

3. Silnik spalinowy z tłokiem obrotowym

W obecnej formie Stworzony przez wynalazcę Freude'a w 1957 roku. Jednak Freude zaczął od prac innego wynalazcy, Felixa Wankla, który otrzymał patent na silnik rotacyjny w 1936 roku. Ogólnie rzecz biorąc, Freude po prostu udoskonalił to dzieło. Nawiasem mówiąc, przez pewien czas obaj wynalazcy pracowali razem. Silnik nie posiada mechanizmu dystrybucji gazu.

Zasada jest taka: trójkątny wirnik obraca się w komorze w kształcie 8 (ten kształt jest również nazywany epitrochoidą). Komora posiada wlot i wylot. Ze względu na kształt wirnika podczas jednego obrotu przechodzi jednocześnie trzy cykle (zasysanie mieszanki, sprężanie i zapłon, suw mocy i spaliny), jak silnik sześciocylindrowy.

Mieszanka jest zapalana przez iskrę elektryczną. A komora spalania jest utworzona między krawędzią wirnika a ścianą komory. Nie otrzymał dużej dystrybucji (nawiasem mówiąc, został nawet wyprodukowany przez VAZ - model VAZ-21018 miał silnik rotacyjny). Nawiasem mówiąc, VAZ wyprodukował aż 50 samochodów. Jednak podczas testów zepsuły się WSZYSTKIE silniki (albo ręce z doświadczenia, albo miejsce tam) i model wycofano z produkcji. Jednak po pewnym czasie projekt został jednak uratowany i uruchomiono produkcję VAZ-411 i VAZ-413, które były szeroko stosowane przez gliniarzy i gejów.

Nawiasem mówiąc, w tych samochodach z silnikami 120 i 140 „koni” ludzie w mundurach z łatwością wyprzedzali i wyprzedzali zagraniczne samochody tamtych czasów. Ale wtedy szpiedzy (a kto jeszcze?!) ograniczyli ten projekt i zaprzestano produkcji Zhiguli z „wankelami” (druga nazwa silnika rotacyjnego). Chociaż teraz wydaje się, że projektanci VAZ znów wygłupiają się z tymi silnikami.

Główna wada silnik rotacyjny jest problem kruchości uszczelnienia między wirnikiem a komorą, a także z układem smarowania. Wszystko jest tutaj połączone. Ze względu na konstrukcję i działanie silnika olej musi być wtryskiwany do kolektora. Krótko mówiąc, taki silnik wcale nie świeci przyjaznością dla środowiska i oszczędnością. Ponadto silnik rotacyjny działa tylko na benzynie. Ten silnik jest obecnie używany w Samochód Mazdy RX-8.

4. Silnik hybrydowy

A raczej, bardziej słusznie byłoby powiedzieć, system hybrydowy, ponieważ hybryda nie jest pojedynczym silnikiem, ale pomysłową kombinacją silnika spalinowego i silnika elektrycznego. Nawiasem mówiąc, zasada silnik hybrydowy znana jest od 1910 roku i jest szeroko stosowana w... transporcie kolejowym, a dokładniej w lokomotywach spalinowych.

Pod koniec lat 90. ludzie zaczęli mówić o pojazdach elektrycznych. Ale większość kierowców postrzegała ten pomysł jako dziwactwo bojowników o środowisko, preferując jazdę na sprawdzonej, niedrogiej i stosunkowo taniej (nasz kraj tego okresu nie jest brany pod uwagę) benzynie i oleju napędowym. Dziś prawie wszystkie wiodące firmy motoryzacyjneświatowe wydanie modele hybrydowe samochody.

Chociaż są bardziej skomplikowane w urządzeniu i wypełnione elektroniką do samego „nie mogę”, mają jednak szereg zalet:

Zmniejsz zużycie paliwa o prawie połowę

Znacznie zredukuj hałas i szkodliwe emisje do atmosfery (np prędkość przelotowa samochód praktycznie nie zużywa benzyny ze względu na działanie elektrycznego silnika trakcyjnego)

Pozwala znacznie szybciej rozpędzić samochód z miejsca i uzyskać dobre przyspieszenie w ruchu

Wielu ekspertów i biznesmenów jest skłonnych wierzyć, że układy silników hybrydowych są etapem przejściowym do pojazdów czysto elektrycznych. Szczerze mówiąc, intelektualnie, rozumiem zalety samochodu elektrycznego. Ale w głębi serca postrzegam go jako gumową kobietę lub trans, co jest jeszcze gorsze. Wygląda podobnie, ale nie do końca tak samo.

Nawiasem mówiąc, silniki elektryczne były używane już wcześniej, jeszcze w połowie XX wieku, ale nie do końca w samochodach, ale w różnych ładowarkach lub minisamochodach do jazdy rekreacyjnej, nie mówiąc już o trolejbusach i tramwajach.

autor: Andrey Abin, za stronę