Большая советская энциклопедия - двигатель. Энциклопедия двигателей
Общие сведения о двигателях. | Автоновости и полезные советы для автолюбителей
Продолжим пополнять нашу автоэнциклопедию новыми материалами. Сегодня, хотелось бы уделить внимание «сердцу» автомобиля – двигателю, без которого автомобиль не был бы автомобилем, а стал бы всего лишь кучей железа. Очень надеюсь, что данная статья поможет тем, кто только-только начал постигать этот сложный механизм, под названием автомобиль.
Общие сведения о двигателях.
Двигатель внутреннего сгорания – это и есть та сила, которая заставляет автомобиль ездить. Это очень сложное устройство, и не только для тех, кто впервые столкнулся с ним, но и для профессионалов. Но знать о характеристиках все равно нужно, особенно если вы решили приобрести автомобиль. Давайте рассмотрим основные и самые нужные характеристики автомобильного двигателя, о которых нужно знать.
Двигатель — общие сведения.
Все современные моторы легковых автомобилей, являются поршневыми двигателями внутреннего сгорания. Рабочие процессы в нем основаны на превращение тепловой энергии сгорающего топлива в механическую энергию для вращения вала.
Все эти процессы происходят внутри двигателя с помощью возвратно-поступательного движения поршня внутри цилиндра.
Как именно все это работает? Давайте посмотрим этот процесс на примере одного поршня. В цилиндре находятся два клапана: впускной и, соответственно, выпускной. В начале движения, когда поршень пошел вниз, впускной клапан открывается, выпускной же закрывается, в это время в цилиндр засасывается смесь из топлива и воздуха, которая создается в карбюраторе. Когда поршень доходит до своей нижней точки, закрывается впускной клапан, при этом выпускной остается закрытым. Далее, поршень снова поднимается вверх и, смесь сжимается, создавая давление. Когда он дойдет до высшей точки, искра от свечи поджигает горючую смесь. Газы, которые образовались, сильно толкают поршень вниз. Когда он снова доходит до нижней точки открывается выпускной клапан и использованные газы уходят через выхлопную систему.
Поступательное движение поршня, при помощи шатуна и коленчатого вала, создают вращательную энергию, которая и переходит к колесам.
По типу топлива двигатели делятся на бензиновые и дизельные. Бензиновые же, разделяются на карбюраторные и инжекторные. Топливо в карбюраторном двигателе, с помощью этого-самого карбюратора, перемешивается с воздухом в определенной пропорции, и в таком виде попадает в цилиндры двигателя. Так как топливо в карбюраторный двигатель попадает струей, это плохо сказывается на расходе топлива, управляемости и КПД (коэффициент полезного действия).
В настоящее время, карбюраторные двигатели почти полностью вытеснены инжекторными.
Инжекторный двигатель лучше во всех показателях: в мощности, расходе топлива, в динамике разгона и так далее. Даже в плане экологичности. Впрыск топлива в воздушный поток осуществляется с помощью специальных форсунок, все это контролируется бортовым компьютером. Также, в отличие от карбюраторного, инжекторный двигатель может саморегулироваться с помощью того же компьютера, что почти полностью исключает настройки вручную. Сегодня, почти все автопроизводители перешли на производство автомобилей с инжекторными двигателями.
Принцип работы дизельного двигателя основан на компрессионном (самопроизвольном) сгорании топлива, которое впрыскивается в камеру сгорания, и смешивается с нагретым и хорошо сжатым воздухом. Дизельный двигатель обладает большой мощностью, его широко используют в производстве грузовых автомобилей и внедорожников. Также, много легковых моделей имеют дизельные двигатели, к примеру, в Европе они начали вытеснять своих бензиновых собратьев.
Немаловажный фактор в двигателе – это количество цилиндров. В современных автомобилях их количество бывает от 2 до 16-ти. Есть два основных типа расположения цилиндров: когда цилиндры расположены друг за другом – так называемое рядное, и V – образное, здесь, на одном коленвале, цилиндры установлены с двух сторон. Угол развала цилиндров, здесь играет непосредственную роль. Если угол развала большой, это способствует лучшему охлаждению, улучшает маслоподачу и понижает центр тяжести. Минус этого варианта в том, что двигатель быстрее перегревается.
На мощность и разгон автомобиля, влияют такие показатели, как мощность двигателя и крутящий момент. Мощность, обычно, измеряется в лошадиных силах, редко в киловаттах. С мощностью, думаю все понятно, что же по крутящему моменту, то это максимальное тяговое усилие, которое может создать двигатель. Измеряется крутящий момент в Ньютон-метрах.
Кроме того, двигатель можно разделить на отдельные системы и механизмы, по их прямому назначению;
Система питания двигателя – нужна для подготовки порций горючей смеси, которая состоит из топлива и воздуха, и для подвода ее в цилиндры.
Кривошипно-шатунный механизм – преобразует давление поршней во вращательную энергию коленчатого вала. Состоит из цилиндров, поршней, шатуна, поршневого пальца, картера, коленчатого вала и прочих деталей.
Механизм газораспределения – нужен для своевременного впуска свежей порции топлива и выпуска отработанных газов.
Система охлаждения – состоит из радиатора, водяных рубашек, вентилятора водяного насоса и прочих деталей. Служит для предотвращения перегрева, отвода тепла от цилиндров и головок.
Система зажигания – нужна для подачи тока на свечи, чтобы получить искру, которая необходима для сгорания горючей смеси.
Система смазки – нужна для подачи масла в трущиеся поверхности и для отвода продуктов износа. Состоит из насоса, масляного поддона, фильтров тонкой и грубой очистки, масляных клапанов и маслопроводов.
Есть множество других характеристик, которые также нужно хорошо знать, но, как уже было написано выше, здесь были даны только общие сведения. В будущем, мы обязательно все рассмотрим более подробно. Удачи вам!
Похожие статьи:
www.driver-motors.ru
Двигатель [Энциклопедия MG]
На автомобилях моделей MG 350, MG 3 Cross, MG 5 устанавливается мотор 1.5 VCT (Saic 15S4U). В качестве блока управления (ECU) используется Bosch UAES/ME 7.9.7.1
На автомобилях моделей MG 550, MG 6 устанавливаются бензиновые двигатели DOHC DVVT/TCi-Tech (L4 / Kavachi) 1.8 и 1.8 T, а также дизельный 1.9 T.
Параметры двигателя 1.5 VCT
Параметр Величина
Тип
DOHC VTI-TECH
Число и расположение цилиндров
4, рядное
Число клапанов
16
Диаметр поршня, мм
75
Ход поршня, мм
84,8
Объем, см3
1498
Степень сжатия
10,5:1
Мощность, л.с./кВт
106/78
Обороты при макс. мощности, об/мин
6000
Максимальный крутящий момент, Нм
135
Обороты при макс. крутящем моменте, об/мин
4500
Обороты холостого хода, об/мин
750±50
Топливо
АИ 95
Параметры двигателя 1.8
Параметр Величина
Тип
DOHC DVVT
Число и расположение цилиндров
4, рядное
Число клапанов
16
Диаметр поршня, мм
80
Ход поршня, мм
89,3
Объем, см3
1796
Степень сжатия
10,5:1
Мощность, л.с./кВт
133/98
Обороты при макс. мощности, об/мин
6000
Максимальный крутящий момент, Нм
170
Обороты при макс. крутящем моменте, об/мин
4500
Обороты холостого хода, об/мин
750±50
Топливо
АИ 95
Параметры двигателя 1.8 T
Параметр Величина
Тип
DOHC TCi-Tech
Число и расположение цилиндров
4, рядное
Число клапанов
16
Диаметр поршня, мм
80
Ход поршня, мм
89,3
Объем, см3
1796
Степень сжатия
9,2:1
Мощность, л.с./кВт
160/118
Обороты при макс. мощности, об/мин
5500
Максимальный крутящий момент, Нм
215
Обороты при макс. крутящем моменте, об/мин
2500-4500
Обороты холостого хода, об/мин
750±50
Топливо
АИ 95
Параметры двигателя 1.9 T дизель
Параметр Величина
Тип
DOHC DTi-Tech
Число и расположение цилиндров
4, рядное
Число клапанов
-
Диаметр поршня, мм
-
Ход поршня, мм
-
Объем, см3
1849
Степень сжатия
-
Мощность, л.с./кВт
150/-
Обороты при макс. мощности, об/мин
4000
Максимальный крутящий момент, Нм
350
Обороты при макс. крутящем моменте, об/мин
1800
Обороты холостого хода, об/мин
-
Топливо
-
Ремонт и обслуживание
mg-wiki.com
Большая советская энциклопедия - двигатель внутреннего сгорания
Двигатель внутреннего сгорания, тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу. Первый практически пригодный газовый Д. в. с. был сконструирован французским механиком Э. Ленуаром (1860). В 1876 немецкий изобретатель Н. Отто построил более совершенный 4-тактный газовый Д. в. с. По сравнению с паромашинной установкой Д. в. с. принципиально более прост, т. к. устранено одно звено энергетического преобразования — парокотельный агрегат. Это усовершенствование обусловило большую компактность Д. в. с., меньшую массу на единицу мощности, более высокую экономичность, но для него потребовалось топливо лучшего качества (газ, нефть). В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 нем. инженер Р. Дизель, работая над повышением эффективности Д. в. с., предложил двигатель с воспламенением от сжатия. Усовершенствование этого Д. в. с. на заводе Л. Нобеля в Петербурге (ныне «Русский дизель») в 1898—99 позволило применить в качестве топлива нефть. В результате этого Д. в. с. становится наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. В 1901 в США был разработан первый трактор с Д. в. с. Дальнейшее развитие автомобильных Д. в. с. позволило братьям О. и У. Райт построить первый самолет с Д. в. с., начавший свои полеты в 1903. В том же 1903 рус. инженеры установили Д. в. с. на судне «Вандал», создав первый теплоход. В 1924 по проекту Я. М. Гаккеля в Ленинграде был создан первый удовлетворяющий практическим требованиям поездной тепловоз. По роду топлива Д. в. с. разделяются на двигатели жидкого топлива и газовые. По способу заполнения цилиндра свежим зарядом — на 4-тактные и 2-тактные. По способу приготовления горючей смеси из топлива и воздуха — на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием. К двигателям с внешним смесеобразованием относятся карбюраторные, в которых горючая смесь из жидкого топлива и воздуха образуется в карбюраторе, и газосмесительные, в которых горючая смесь из газа и воздуха образуется в смесителе. В Д. в. с. с внешним смесеобразованием зажигание рабочей смеси в цилиндре производится электрической искрой. В двигателях с внутренним смесеобразованием (дизелях) топливо самовоспламеняется при впрыскивании его в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры. Рабочий цикл 4-тактного карбюраторного Д. в. с. совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота коленчатого вала. При 1-м такте — впуске поршень движется от верхней мертвой точки (в. м. т.) к нижней мертвой точке (н. м. т.). Впускной клапан при этом открыт (рис. 1) и горючая смесь из карбюратора поступает в цилиндр. В течение 2-го такта — сжатия, когда поршень движется от н. м. т. кв. м. т., впускной и выпускной клапаны закрыты и смесь сжимается до давления 0,8—2 Мн/м2 (8—20 кгс/см2). Температура смеси в конце сжатия составляет 200—400°C. В конце сжатия смесь воспламеняется электрической искрой и происходит сгорание топлива. Сгорание имеет место при положении поршня, близком кв. м. т. В конце сгорания давление в цилиндре составляет 3—6 Мн/м2 (30—60 кгс/1см2), а температура 1600—2200°C. 3-й такт цикла — расширение называется рабочим ходом; в течение этого такта происходит преобразование тепла, полученного от сгорания топлива, в механическую работу. 4-й такт — выпуск происходит при движении поршня от н. м. т. к в. м. т. при открытом выпускном клапане. Отработавшие газы вытесняются поршнем. Рабочий цикл 2- тактного карбюраторного Д. в. с. осуществляется за 2 хода поршня или за 1 оборот коленчатого вала (рис. 2). Процессы сжатия, сгорания и расширения практически аналогичны соответствующим процессам 4-тактного Д. в. с. При прочих равных условиях 2-тактный двигатель должен быть в 2 раза более мощным, чем 4-тактный, т. к. рабочий ход в 2-тактном двигателе происходит в 2 раза чаще, однако на практике мощность 2-тактного карбюраторного Д. в. с. часто не только не превышает мощность 4-тактного с тем же диаметром цилиндра и ходом поршня, но оказывается даже ниже. Это обусловлено тем, что значительная часть хода (20—35% ) поршень совершает при открытых окнах, когда давление в цилиндре невелико и двигатель практически не производит работы; продувка цилиндра требует затрат мощности на сжатие воздуха в продувочном насосе; очистка пространства цилиндра от продуктов сгорания газов и наполнение его свежим зарядом значительно хуже, чем в 4-тактном Д. в. с. Рабочий цикл карбюраторного Д. в. с. может быть осуществлен при очень большой частоте вращения вала (3000—7000 об/мин). Двигатели гоночных автомобилей и мотоциклов могут развивать 15 000 об/мин и более. Нормальная горючая смесь состоит примерно из 15 частей воздуха (по массе) и 1 части паров бензина. Двигатель может работать на обедненной смеси (18 : 1) или обогащенной смеси (12 : 1). Слишком богатая или слишком бедная смесь вызывает сильное уменьшение скорости сгорания и не может обеспечить нормального протекания процесса сгорания. Регулирование мощности карбюраторного Д. в. с. осуществляется изменением количества смеси, подаваемой в цилиндр (количественное регулирование). Большая частота вращения и выгодные соотношения топлива и воздуха в смеси обеспечивают получение большой мощности в единице объема цилиндра карбюраторного двигателя, поэтому эти двигатели имеют сравнительно небольшие габариты и массу 1—4 кг/квт ( 0,75—3 кг/л. с.). Применение низких степеней сжатия обусловливает умеренные давления в конце сгорания, вследствие чего детали можно делать менее массивными, чем, например, в дизелях. При увеличении диаметра цилиндра кароюраторного Д. в. с. возрастает склонность двигателя к детонации, поэтому карбюраторные Д. в. с. не делают с большими диаметрами цилиндров (как правило, не более 150 мм). Примером карбюраторного Д. в. с. может служить двигатель ГАЗ-21 «Волга». Это 4-цилиндровый 4-тактный двигатель, развивающий мощность 55 квт (75 л. с.) при 4000 об/мин и степени сжатия 6,7. Удельный расход топлива на наиболее экономичном режиме составляет 290 г;(квт.ч). Наибольшая мощность 4-тактного карбюраторного Д. в. с. 600 квт (800 л. с.). Мотоциклетные карбюраторные 2-тактные и 4-тактные Д. в. с. имеют мощность от 3,5 до 45 квт (от 5 до 60 л. с.). Авиационные поршневые двигатели с непосредственным впрыском бензина и искровым зажиганием развивают до 1100 квт (1500 л. с.) и более. Карбюраторные Д. в. с. представляют собой сложный агрегат, включающий ряд узлов и систем. Остов двигателя — группа неподвижных деталей, являющихся базой для всех остальных механизмов и систем. К остову относятся блок-картер, головка (головки) цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, передняя и задняя крышки блок-картера, а также масляный поддон и ряд мелких деталей. Механизм движения — группа движущихся деталей, воспринимающих давление газов в цилиндрах и преобразующих это давление в крутящий момент на коленчатом валу двигателя. Механизм движения включает в себя поршневую группу (поршни, шатуны, коленчатый вал и маховик). Механизм газораспределения служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры и выпуска отработавших газов. Эти функции выполняют кулачковый (распределительный) вал, приводимый в движение от коленчатого вала, а также толкатели, штанги и коромысла, открывающие клапаны. Клапаны закрываются клапанными пружинами. Система смазки — система агрегатов и каналов, подводящих смазку к трущимся поверхностям. Масло, находящееся в масляном поддоне, подается насосом в фильтр грубой очистки и далее через главный масляный канал в блок-картере под давлением поступает к подшипникам коленчатого и кулачкового валов, к шестерням и деталям механизма газораспределения. Смазка цилиндров, толкателей и других деталей производится масляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла, вытекающего из зазоров в подшипниках вращающихся деталей. Часть масла отводится по параллельным каналам в фильтр тонкой очистки, откуда сливается обратно в поддон. Система охлаждения может быть жидкостной и воздушной. Жидкостная система состоит из рубашек цилиндров и головок, заполненных охлаждающей жидкостью (водой, антифризом и т. п.), насоса, радиатора, в котором жидкость охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором, и устройств, регулирующих температуру воды. Воздушное охлаждение осуществляется обдувом цилиндров и головок вентилятором или потоком воздуха (на мотоциклах). Система питания осуществляет приготовление горючей смеси из топлива и воздуха в пропорции, соответствующей режиму работы, и в количестве, зависящем от мощности двигателя. Система состоит из топливного бака, топливоподкачивающего насоса, топливного фильтра, трубопроводов и карбюратора, являющегося основным узлом системы. Система зажигания служит для образования в камере сгорания искры, воспламеняюшей рабочую смесь. В систему зажигания входят источники тока — генератор и аккумулятор, а также прерыватель, от которого зависит момент подачи искры. В систему включается распределитель тока высокого напряжения по соответствующим цилиндрам. В одном агрегате с прерывателем находятся конденсатор, улучшающий работу прерывателя, и катушка зажигания, с которой снимается высокое напряжение (12—20 кв). В то время, когда Д. в. с. не имели электрического зажигания, применялись запальные калоризаторы. Система пуска состоит из электрического стартера, шестерен передачи от стартера к маховику, источника тока (аккумулятора) и элементов дистанционного управления. В функции системы входит вращение вала двигателя для пуска. Система впуска и выпуска состоит из трубопроводов, воздушного фильтра на впуске и глушителя шума на выпуске. Газовые Д. в. с. работают большей частью па природном газе и газах, получаемых при производстве жидкого топлива. Кроме того, могут быть использованы: газ, генерируемый в результате неполного сгорания твердого топлива, металлургические газы, канализационные газы и пр. Применяются как 4-тактные, так и 2-тактныс газовые Д. в. с. По принципу смесеобразования и воспламенения газовые двигатели разделяются на: Д. в. с. с внешним смесеобразованием и искровым зажиганием, в которых рабочий процесс аналогичен процессу карбюраторного двигателя; Д. в. с. с внешним смесеобразованием и зажиганием струей жидкого топлива, воспламеняющегося от сжатия; Д. в. с. с внутренним смесеобразованием и искровым зажиганием. Газовые двигатели, использующие природные газы, применяются на стационарных электростанциях, компрессорных газоперекачивающих установках и т. п. Сжиженные бутано-пропановые смеси используются для автомобильного транспорта (см. Газобаллонный автомобиль). Экономичность работы Д. в. с. характеризуется эффективным кпд, который представляет собой отношение полезной работы к количеству тепла, выделяемого при полном сгорании топлива, затраченного на получение этой работы. Максимальный эффективный кпд наиболее совершенных Д. в. с. около 44%. Основным преимуществом Д. в. с., так же как и др. тепловых двигателей (например, реактивных двигателей), перед двигателями гидравлическими и электрическими является независимость от постоянных источников энергии (водных ресурсов, электростанций и т. п.), в связи с чем установки, оборудованные Д. в. с., могут свободно перемещаться и располагаться в любом месте. Это обусловило широкое применение Д. в. с. на транспортных средствах (автомобилях, с.-х. и строительно-дорожных машинах, самоходной военной технике и т. п.). Совершенствование Д. в. с. идет по пути повышения их мощности, надежности и долговечности, уменьшения массы и габаритов, создания новых конструкций (см., например, Ванкеля двигатель). Можно наметить также такие тенденции в развитии Д. в. с., как постепенное замещение карбюраторных Д. в. с. дизелями на автомобильном транспорте, применение многотопливных двигателей, увеличение частоты вращения и др. Лит.: Двигатели внутреннего сгорания, т. 1—3, М.. 1957—62; Двигатели внутреннего сгорания, М., 1968. Д. Н. Вырубов, В. П. Алексеев.
www.xn--80aacc4bir7b.xn--p1ai
Большая советская энциклопедия - двигатель
Двигатель, энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. В зависимости от типа Д. работа может быть получена от вращаюшегося ротора, возвратно-поступательно движущегося поршня или от реактивного аппарата. Д. приводят в действие рабочие машины, транспортные средства сухопутного, водного, воздушного и космического назначения, производственно-технологической установки, коммунальные и бытовые приборы и т. п. Д., непосредственно преобразующие природные энергетические ресурсы (топливо, 1709 энергию ветра, воды и др.) в механическую энергию, называются первичными (паровые, ветряные, гидравлические и др.). Наибольшую группу среди первичных Д. составляют тепловые двигатели, использующие химическую энергию топлива или атомную энергию. Д., преобразующис энергию первичных Д. в механическую работу, называются вторичными (электрические, пневматические, некоторые типы гидравлических и др.). Устройства, отдающие накопленную механическую энергию, также относят к Д. (инерционные, пружинные, гиревые механизмы). По назначению Д. разделяют на стационарные, т. е. установленные неподвижно; передвижные, используемые на движущихся рабочих машинах; транспортные, применяемые на различных видах транспортных средств. Первым в истории человечества механическим Д. было водяное колесо, применявшееся для оросительных систем в странах Древнего Востока, в Египте, Китае, Индии. В средние века водяные колеса получили распространение в странах Европы как энергетическая база мануфактурного производства.В этот же период широко применялись ветряные Д. Примерно с 13 в. предпринимались попытки создания вечного двигателя .Переход к машинной технике, начавшийся с середины 18 в., требовал создания Д., не зависящих от местных источников энергии (воды, ветра и т. п.). Первым Д., использующим тепловую энергию топлива, была поршневая пароатмосферная машина прерывного действия, появившаяся в конце 17 — начале 18 вв. (проекты французского физика Д. Папена и английского механика Т. Севери, усовершенствованные в дальнейшем Т. Ньюкоменом в Англии и М. Тривальдом в Швеции). Пароатмосферные Д. значительного распространения не получили. Проект универсального парового Д. был предложен в 1763 русским механиком И. И. Ползуновым, который сдвоил в своей машине цилиндры, получил Д. непрерывного действия. Вполне развитую форму универсальной тепловой Д. получил в 1784 в паровой машине английского механика Дж. Уатта. Внедрение паровых машин обусловило независимость размещения промышленного производства от природных источников энергии и привело к быстрому развитию промышленности на новой энергитической основе. К 1880 мощность использовавшихся в мировом хозяйстве паровых машин превысила 26 млн. квт ( 35 млн. л. с.) Во второй половине 19 в. в процессе дальнейшего совершенствования энергетической базы производства были созданы два новых типа тепловых Д.: паровая турбина и двигатель внутреннего сгорания (Д. в. с.). В паровых турбинах, получивших распространение после 1884 (патенты английского ученого Ч. Парсонса, шведского изобретателя К. Лаваля), энергия пара преобразуется в энергию вращающегося вала без кривошипно-шатунного механизма. Паровые турбины открыли широкие возможности наращивания мощности единичного агрегата и стали основным Д. крупных электрических станций. С начала 20 в. мощность паровых турбин непрерывно увеличивается, достигнув в 60-х гг. 20 в. 1200 Мвт в одном агрегате. Первый практически пригодный Д. в. с. был сконструирован в 1860 французским механиком Э. Ленуаром. В 1876 Н. Отто в Германии создал более совершенный 4-тактный газовый Д. По сравнению с паровой машиной Д. в. с., освобожденный от парокотельного агрегата, имел более высокий кпд, был более простым и компактным Д. В 1897 немецкий инженер Р. Дизель, работая над повышением эффективности Д., предложил Д. в. с. с воспламенением от сжатия (см. Дизель). Дальнейшее усовершенствование этого Д. позволило применить в качестве дешевого топлива нефть, в результате чего Д. в. с. становится экономичным стационарным Д. В то же время Д. в. с. получает широкое распространение на транспорте. В 60-е гг. 20 в. около 80% суммарной мощности всех существующих Д. падает на долю транспортных (см. Автомобильный двигатель, Судовой двигатель). Например, общая мощность автомобильных Д. во всех странах мира превысила 11 млрд. квт (15 млрд. л. с.). Параллельно с развитием тепловых Д. совершенствовалась конструкция первичных гидравлических Д., особенно гидротурбин (проекты французского инженера Б. Фурнерона, американского А. Пелтона, австрийского В. Каплана и др.). Создание мощных гидротурбин позволило строить гидроэнергетические агрегаты большой мощности (до 600 Мвт) и создавать крупные ГЭС в местностях, где имеются большие реки, водопады и т. п. Важнейшие сдвиги в развитии энергетической базы промышленного производства были связаны с изобретением и применением двигателей электрических. В 1831 английский физик М. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, а в 1834 русский ученый Б. С. Якоби создал первый электрический Д. постоянного тока, пригодный для практических целей. Однако только с 70-х гг. 19 в. Д. постоянного тока получают широкое применение благодаря созданию источников дешевой электроэнергии (генераторов постоянного тока) и усовершенствованию конструкции Д. электротехниками А. Пачинотти в Италии и З. Граммом в Бельгии. В 1888—89 русский инженер М. О. Доливо-Добровольский создал трехфазную короткозамкнутую асинхронную электрическую машину (см. Асинхронный электродвигатель). В последующие годы конструкция электрических машин совершенствовалась, были созданы электрические Д. в широком диапазоне мощностей — от долей вт до десятков Мвт. Асинхронные электрические Д. просты в изготовлении, надежны в эксплуатации, что обусловило их широкое распространение в промышленности. Электропривод в 20 в. стал основным фактором развития энергетики, обусловив постепенное ее расчленение на две самостоятельные системы. Первичные Д. (например, турбогенераторы, гидрогенераторы) концентрируются преимущественно на тепловых электростанциях и ГЭС, а электрические Д. образуют параллельную систему конечных приемников тока, установленных на предприятиях различных отраслей народного хозяйства. Электрические Д. получают также широкое применение в бытовом обслуживании (швейные, стиральные, кухонные машины, холодильники, электробритвы и т. п.). В первой половине 20 в. были созданы новые типы практически пригодных тепловых Д. — газовая турбина, реактивный двигатель, ядерная силовая установка. Газовые турбины стали основой авиационного двигателестроения (см. Авиационный двигатель), распространяются в локомотивостроении (газотурбовозы), на автомобилях и т. д. Реактивные Д. позволяют реализовать огромные мощности в одном агрегате. Суммарная мощность Д. ракеты, которая в 1961 вывела на орбиту первый космический корабль «Восток», пилотируемый Ю. А. Гагариным, составляла 14 млн. квт (около 20 млн. л. с.), что примерно равно мощности всех электростанций СССР в 1948. Мощность Д. ракеты-носителя «Протон» (1965—68) превышала 45 млн. квт (около 60 млн. л. с.) (см. также Ракетный двигатель). В промышленности СССР свыше 85% мощности сосредоточено в электрических Д. и установках. В сельском хозяйстве в 1968 на долю Д. в. с. приходилось около 90% общей мощности Д. (см. Тракторный двигатель). Мощность Д. в народном хозяйстве СССР непрерывно растет. В 1967 мощность выпущенных Д. увеличилась по сравнению с 1960 в 1,8 раза и составила по паровым и гидравлическим турбинам 14,7 млн. квт, по дизелям (без автотракторных) 11 млн. квт. В том же 1967 было выпущено свыше 5 млн. электрических Д. суммарной мощностью около 30 млн. квт. Для обеспечения сложных по режиму условий работы применяется комбинирование Д. различных типов, например паровые турбины устанавливаются совместно с Д. в. с. или газовыми турбинами, разрабатываются проекты комбинированных ракетных Д., в которых сочетаются реактивные и жидкостные ракетные Д. (например, турборакетные или ракетно-прямоточные). Рост энергосистем, комплексная механизация и автоматизация производства, совершенствование транспорта, расширение космических исследований определяют пути дальнейшего развития Д. Непрерывно увеличивается мощность первичных Д. электрических станций, совершенствуется их конструкция, ведутся работы по созданию установок термоядерного синтеза, Д. внешнего сгорания, новых типов ракетных двигателей (ионных, плазменных, фотонных и др.). Для транспортного двигателестроения важными являются работы по созданию экономичных роторных беспоршневых и роторно-поршневых Д. в. с. (см., например, Ванкеля двигатель), электрических автомобильных и малогабаритных атомных Д. За рубежом (США) ведутся работы по использованию для автомобильного транспорта Д. внешнего сгорания (см. Стирлинга двигатель) в комбинации с электрическим Д. Важнейшим направлением развития энергетической техники во второй половине 20 в. является преобразование химической и тепловой энергии топлива при помощи топливных элементов и магнитогидродинамических генераторов непосредственно в электрический ток для питания Д. Развитие атомной энергетики, реактивной техники, безмашинных генераторов тока в соединении с Д. большой мощности откроет новые перспективы в развитии производительных сил общества. Лит. см. при статьях об отдельных видах двигателей. А. А. Пархоменко.
www.xn--80aacc4bir7b.xn--p1ai
Автомобильный двигатель - Большая советская энциклопедия
Карбюратор (от франц. carburateur), прибор для дозировки топлива и приготовления горючей смеси из жидкого топлива и воздуха для питания двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием…
Роторный двигатель, двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия сгорающих газов преобразуется в механическую с помощью ротора, совершающего вращательное или вращательно-возвратное движение…
Газотурбинный двигатель (ГТД), тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. Рабочий…
Двигатель внутреннего сгорания, тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу. Первый практически пригодный газовый Д. в…
Автомобиль (от авто... и лат. mobilis - движущийся), средство безрельсового транспорта с собственным двигателем. Историческая справка. Ещё в средние века были известны попытки создания повозок…
Автомобильный двигатель. Для автомобилей могут быть применены тепловые (внутреннего сгорания и паровые) и электрические двигатели. Подавляющее большинство А. д. являются поршневыми двигателями внутреннего сгорания (ПДВС). По рабочему процессу автомобильные ПДВС делятся на четырёх- и двухтактные, а по способу воспламенения горючего — на двигатели с искровым воспламенением (называемые также карбюраторными или бензиновыми) и с самовоспламенением в воздухе высокой температуры, сжимаемом в цилиндрах двигателя (дизели). В цилиндры карбюраторных ПДВС поступает горючая смесь, состоящая из паров бензина и воздуха, приготовляемая в карбюраторе. Существуют также ПДВС, которые не имеют карбюратора и снабжены устройством для непосредственного впрыскивания топлива во впускной трубопровод или в цилиндр двигателя. По характеру протекания рабочего цикла эти двигатели не отличаются от карбюраторных. У дизелей топливо с воздухом смешивается внутри цилиндров, в которые дизельное топливо впрыскивается в распылённом виде через форсунки насосом высокого давления. А. д. различаются по числу и расположению цилиндров (рядные, V-образные и др.), расположению клапанов (верхнее и нижнее), рабочему объёму (литражу) цилиндров, типу охлаждения (жидкостное и воздушное), по назначению и т. п. Для современных легковых, а также малых и средних грузовых автомобилей применяются преимущественно четырёхтактные верхнеклапанные карбюраторные ПДВС с жидкостным охлаждением. Дизели, работающие на более дешёвом, чем бензин, топливе и превосходящие карбюраторные двигатели по топливной экономичности и долговечности (но уступающие им по простоте конструкции и первоначальной стоимости, литровой мощности, пусковым качествам, бездымности работы), используются преимущественно для тяжёлых грузовых автомобилей и многоместных автобусов. Однако по таким важным параметрам, как удельная масса (кг/квт или кг/л. с.), компактность, бесшумность, современные быстроходные дизели вплотную приблизились к карбюраторным двигателям. В связи с этим благодаря повышению литровой мощности, дизели в последнем десятилетии стали применяться также на лёгких грузовых автомобилях и даже на легковых автомобилях.
Современные четырёхтактные ПДВС (рис. 1, 2) состоят из блока цилиндров, выполняемого обычно вместе с картером, головки цилиндров, поршней с уплотнителями и маслосбрасывающими кольцами, шатунов, коленчатого вала, маховика, распределительного (кулачкового) вала, впускных и выпускных клапанов с пружинами, деталей привода клапанов (коромысла, толкатели), передачи, связывающей коленчатый вал с распределительным валом, запальных свечей или топливных форсунок и др. Они оборудуются радиатором и вентилятором системы охлаждения, насосами для принудительной циркуляции смазочного масла и охлаждающей жидкости и для подачи топлива из бака, а также топливными, масляными и воздушными фильтрами, пусковым стартёром, трубопроводами для воздуха, газа, топлива, масла и охлаждающей жидкости, автоматами, управляющими частотой вращения коленчатого вала и температурой охлаждающей жидкости и горючей смеси.
Мощность современных (1968) карбюраторных ПДВС легковых автомобилей 15—310 квт (20—425 л. с.), рабочий объём цилиндров от 0,35 до 7,6 л, степень сжатия 7—11, максимальная частота вращения коленчатого вала 4000—6000 об/мин, литровая мощность 22—50 квт/л (30—70 л. с./л), удельная масса 1,1—4 кг/квт (0,8—3 кг/л. с.) и минимальный удельный расход топлива до 270 г/(квт·ч) [200 г./(л. с.·ч)], срок службы до первого капитального ремонта соответствует пробегу автомобиля в 75—150 тыс. км и более; у ПДВС спортивных и гоночных автомобилей частота вращения коленчатого вала достигает 10000—12000 об/мин, литровая мощность иногда превышает 150 квт/л (200 л. с./л), у карбюраторных ПДВС, применяемых для грузовых автомобилей, мощность не превышает 220 квт (300 л.с.), рабочий объём цилиндров составляет 1,5—9,5 л, степень сжатия 6,5—8,5, максимальная частота вращения коленчатого вала 2500—4000 об/мин. Дизельные ПДВС имеют мощность 30—620 квт (40—850 л. с.), рабочий объём цилиндров 1,5— 40 л, степень сжатия 15—24, максимальную частоту вращения коленчатого вала 2000—5000 об/мин, литровую мощность 11—23 квт/л (15—35 л.с./л), удельную массу 3,4—6,8 кг/квт (2,5—5 кг/л.с.), минимальный удельный расход топлива 205—210 г/(квт·ч) [150—155 г/ (л. с.·ч)], срок службы до первого капитального ремонта соответствует пробегу автомобиля в 150—300 тыс. км.
Дальнейшее развитие А. д. предусматривает рост мощности, долговечности, уменьшение габаритов и сокращение содержания вредных компонентов в составе отработавших газов. Увеличение мощности в основном достигается повышением частоты вращения коленчатого вала у карбюраторных двигателей и применением наддува у дизелей. Кроме того, у бензиновых двигателей увеличивается степень сжатия и частично возможна замена карбюратора системой принудительного впрыскивания топлива. Перспективна замена обычных ПДВС на некоторых легковых автомобилях и лёгких грузовых автомобилях более лёгкими и компактными роторно-поршневыми двигателями (см. Роторный двигатель). В случае решения проблемы топливной экономичности газотурбинных двигателей без существенного усложнения их конструкции они могут получить широкое распространение при мощностях 750 квт (1000 л. с.) и более. Создание лёгких и компактных аккумуляторов позволит заменить ПДВС на автомобилях, работающих в городах, электродвигателями (см. также Двигатель внутреннего сгорания и Автомобиль).
Основные показатели современных отечественных автомобильных ПДВС приведены в таблице.
Основные показатели современных отечественных автомобильных двигателей
Показатели
Карбюраторные двигатели
Дизели
МеМЗ
968
ВАЗ
2101
МЗМА
408
МЗМА
412
ЗМЗ
21А
ЗМЗ
24
ЗМЗ
13
ЗМЗ
53А
ЗИЛ
114
ЗИЛ
130
ЗИЛ
375
ЯМЗ
236
ЯМЗ
238
ЯМЗ
240
Число цилиндров
4
4
4
4
4
4
8
8
8
8
8
6
8
12
Рабочий объём цилиндра, л
1,2
1,2
1,36
1,5
2,45
2,45
5,53
4,25
7
6
7
11,15
14,86
22,3
Диаметр цилиндра, мм
76
76
76
82
92
92
100
92
108
100
108
130
130
130
Ход поршня, мм
66
66
75
70
92
92
88
80
95
95
95
140
140
140
Степень сжатия
7
8,8
7
9
6,7
8,8
8,5
6,7
9
6,5
6,5
16,5
16,5
16,5
Макс. мощность, квт
32
44
37
55
53
72
143
85
220
110
132
132
177/235*
265/385*
л. с.
43
60
50
75
72
98
195
115
300
150
180
180
240/320*
360/520*
Макс. частота вращения коленчатого вала, об/мин
4200
5600
4750
5800
4000
4500
4400
3200
4300
3100
3200
2100
2100
2100
Миним. удельный расход топлива,
г/(квт.·ч.)
333
286
313
286
313
306
306
324
286
320
320
238
238
238
г/(л .с.·ч)
245
210
230
210
230
225
225
238
210
235
235
175
175
175
* В знаменателе мощность при наддуве.
Лит.: Автомобильные бензиновые V-образные двигатели, М., 1958; Справочник инженера автомобильной промышленности, пер. с англ., т. 1, М., 1962; Анохин В. И., Отечественные автомобили, 2 изд., М., 1964; Конструкция и расчёт автотракторных двигателей, 2 изд., М., 1964; Ханин Н. С., Чистозвонов С. Б., Автомобильные роторнопоршневые двигатели, М., 1964.
С. Б. Чистозвонов.
allencyclopedia.ru
Двухтактный двигатель — Энциклопедия журнала "За рулем"
Схема двухтактного ДВС:
Двухтактный ДВС обычно не имеет клапанов (за исключением двухтактных дизелей), а вместо них в определенных местах цилиндра выполнены отверстия, которые называются продувочными окнами
Через одно окно поступает топливно-воздушная смесь (или воздух в дизелях), а через другое удаляются отработавшие газы. В головке цилиндра устанавливается свеча зажигания (или форсунка в дизеле). Поршень в таких двигателях, как правило, имеет специальную форму. Во время первого такта происходят впуск и сжатие. Когда поршень находится в НМТ, оба продувочных окна открыты. Через одно из них под давлением от отдельного продувочного насоса или с использованием подпоршневой полости (картера) поступает свежая горючая смесь (или чистый воздух в дизелях) и, заполняя цилиндр, одновременно вытесняет остатки отработавших газов. Движущийся к ВМТ поршень перекрывает продувочные окна, и начинается процесс сжатия. Вблизи от ВМТ подается искра от свечи зажигания (или впрыскивается топливо в дизеле), после чего начинается второй такт — рабочий ход, который переходит в выпуск, после того, как открывается выпускное окно.При одинаковой мощности двухтактный двигатель получается проще и компактнее, чем четырехтактный. Кроме того, в двухтактных двигателях рабочий ход происходит в два раза чаще. Это привело к широкому применению двухтактных двигателей на небольших транспортных средствах и агрегатах, таких, как мотоциклы, моторные лодки, газонокосилки и т. п. В 60-е гг. двухтактные двигатели устанавливались на автомобилях SААВ, а также на автомобилях, производившихся в ГДР (Wartburg и Trabant).
Двухтактный трехцилиндровый двигатель, разработанный компаниями Ford и Orbital:
К сожалению, в классических двухтактных двигателях часть топливно-воздушной смеси неизбежно теряется вместе с отработавшими газами, что обусловливает худшую топливную экономичность, по сравнению с четырехтактными двигателями, и плохие экологические показатели. Вот почему все серийно выпускаемые в настоящее время автомобили комплектуются четырехтактными двигателями. Необходимо отметить, что в последнее время появились двухтактные двигатели, в которых используется процесс впрыскивания топливно-воздушной смеси, разработанный фирмой Orbital, что позволило значительно улучшить показатели таких двигателей. Многие исследователи отмечают также меньшую долговечность двухтактных двигателей, вызванную тем, что поршневые кольца постоянно пересекают кромки продувочных окон, и поэтому изнашиваются быстрее.
Общие сведения о двигателях.
