На автомобилях BMW 5 серии устанавливаются рядные двигатели водяного охлаждения. Двигатели рабочим объемом 1.8 л имеют 4 цилиндра, все остальные —6 цилиндров. Силовой агрегат расположен в моторном отсеке продольно. Снятие двигателя возможно только вверх с помощью подъемника. В зависимости от модели устанавливают следующие двигатели:
модель 518i. 4-цилиндровый двигатель М40 с рабочим объемом 1.8 л;
модели 520i/525i (рабочий объем 2,0/2,5 л): до апреля 1990 г. двигатель М20, с мая 1990 г. — более мощный 4-клапанный двигатель М50; модели 530i/535i: двигатель МЗО с рабочим обьемом 3,0/3.5 л;
модель 524td: турбодизельный двигатель M2I с рабочим объемом 2,4 л;
модели 525td/525tds: турбодизельный двигатель М51 с рабочим объемом 2,5 л.
Блок цилиндров отливается из серого чугуна вместе с цилиндрами. При износе свыше допустимых пределов или повреждении стенок, цилиндры могут быть расточены и отхонингованы в специализированной мастерской. После этого требуется установка поршней ремонтных (увеличенных) размеров. В нижней части блока цилиндров на коренных подшипниках установлен коленчатый вал. Шатуны, соединяющие поршни с шатунными шейками коленчатого вала, установлены на коленчатом валу на подшипниках скольжения. Снизу блок цилиндров закрыт масляным поддоном, в котором находится масло, необходимое для смазки и охлаждения двигателя. Сверху на блоке цилиндров установлена головка цилиндров, отлитая из алюминиевого сглава. По сравнению с чугуном алюминий обладает большей теплопроводностью и меньшим удельным весом.
Головка цилиндров устроена по так называемому принципу поперечного потока. Горючая смесь поступает в головку цилиндров с одной стороны, а отработавшие газы выталкиваются с противоположной. Такая конструкция обеспечивает более быстрый газообмен. В верхней части головки цилиндров установлен распределительный вал. Привод распределительного вала в двигателях М40, М20 и М21 осуществляется от коленчатого вала зубчатым ремнем, а в двигателях МЗО, М50 и М51 — однорядной роликовой цепью. В двигателях М20 и МЗО распределительный вал через коромысла управляет работой впускных и выпускных клапанов, имеющих V-образное расположение. В двигателе М50. имеющем четыре клапана на цилиндр, установлены два распределительных вала, один из которых управляет впускными, а другой — выпускными клапанами. Привод клапанов в этом двигателе непосредственный, через гидравлические толкатели, не требующие регулировки. В дизельном двигателе М51 также используются гидравлические толкатели. В четырехцилиндровом двигателе М40 и в дизельном двигателе М21 привод клапанов осуществляется через качающиеся рычаги, опирающиеся со стороны, противоположной клапану, на шаровые пальцы (в двигателях М40 —с компенсацией зазоров). Для двигателей М20, М21 и МЗО требуется проверка и регулировка зазоров в клапанах в рамках технического обслуживания, а также после проведения ремонтных работ на двигателе.
С сентября 1992 г. на моделях 520i/525i устанавливаются модернизированные 6-цилиндровые двигатели М50. В частности, в них установлена система изменения фаз газораспределения, сокращенно называемая VANOS. В зависимости от частоты вращения двигателя с помощью сервопривода изменяется угловое положение распределительного вала, управляющего впускными клапанами, относительно приводной звездочки, что позволяет оптимизировать работу двигателя в широком диапазоне оборотов. Управление системой осуществляется электронным блоком управления двигателя. Другие изменения направлены на улучшение характеристик холостого хода и крутящего момента, снижение токсичности отработавших газов и расхода топлива: увеличена степень сжатия при введении дополнительного управления для устранения детонации, установлены одиночные пружины клапанов с уменьшенной упругостью и облегченные поршни с удлиненными шатунами. Масляный насос, подающий масло в систему смазки двигателя, в 6-цилиндровых бензиновых двигателях и дизельных двигателях объемом 2,4 л расположен в передней части масляного поддона и приводится в действие от коленчатого вала или через промежуточный вал. В 4-цилиндровых бензиновых двигателях и дизельных двигателях рабочим объемом 2.5 л масляный насос находится в крышке картера приводного механизма. Из масляного поддона масло подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам распределительного вала, а также разбрызгивается на стенки цилиндров.
Водяной насос расположен в передней части блока цилиндров. Его вал связан через вискомуфту с вентилятором, который начинает вращаться при достижении oпределемной температуры Привод водяного насоса осуществляется клиновым ремнем от коленчатого вала. Этот же ремень используется для привода генератора В двигателях М40 водяной насос приводится в действие зубчатым ремнем распределительного вала Следует подчеркнуть, что система охлаждения независимо от сезона должна быть заполнена смесью антифриза и дистиллированной воды с антикоррозионными присадками. Электронная система впрыска топлива и зажигания служит для приготовления и воспламенения воздушно-топливной горючей смеси. Применение электронного управления гарантирует стабильный состав отработавших газов В передней части головки цилиндров вместо обычного распределителя зажигания установлен так называемый распределитель высокого напряжения с приводом непосредственно от распределительного вала. Система зажигания двигателей М50 вообще не имеет распределителя и других движущихся частей. В дизельных двигателях также применяется электронное управление подачей топлива с помощью системы ODE (Digitate Diesel-Electromk — цифровая электронная система управления дизельным двигателем).
1. Двигатель М20 (520i, 525i до апреля 1990 г.)
2. Двигатель М50 (520i, 525i с мая 1990 г.)
3. Двигатель М30 (530i, 535i до августа 1992 г.)
note2auto.ru
|
Холодный Геннадий Константинович изобретатель (автор более 170 изобретений, причем первые три были сделаны в 13-летнем возрасте), художник, скульптор (лауреат нескольких государственных и региональных премий, создатель скульптурной композиции »Тачанка» на южном въезде в город Ростов-на-Дону, памятника «Стачки — 1902г» на проспекте Стачки в Ростове-на-Дону, автор и создатель монумента «Трудный хлеб» в г.Миллерово, бюста Ленина во дворце съездов СССР, «Комсомольской горки» в Ставрополе, памятника партизанам в Италии, …) подполковник запаса, в прошлом — командир стратегического бомбардировщика ТУ-16, мастер спорта международного класса по мотоспорту. |
 |
Геннадий Константинович посвятил двигателю внутреннего сгорания более 40 лет своей деятельности. Были разработаны различные модификации ДВС: вихревой, кривошипно-детонационный, газотурбинный, кривошипно-веерный, роторно-лопастной непрерывного горения, роторный… Идею двигателя внутреннего сгорания повышенного давления Геннадий Холодный опубликовал еще в 1977 году, в популярном тогда журнале «Техника — молодежи», под рубрикой «Патенты со всего света». Она еще тогда вызвала положительные заключения специалистов. Для большой аграрной страны иметь небольшую экономичную тягу для тракторов, грузовых автомобилей, катеров или электростанций, означает большой экономический эффект и решение многих проблем. Изобретатель в настоящее время работает над своими моторами, доводя их до совершенства. Разработаны два варианта двигателей: «тяговитый», который предназначен для сельхозтехники других рабочих машин, а также «оборотистый», с повышенным крутящим моментом. Его можно использовать в авиации или в спортивной технике: гоночных автомобилях, на скутерах. На оба мотора уже получены патенты.
|
«Оборотистый» |
«Тяговитый» (веерный двигатель непрерывного горения , V=1000 куб.см) |
Необходимый эффект достигается за счет применения принципа непрерывного горения топлива внутри двигателя. Рабочий цикл все тот же, четырехтактный: всасывание топливо-воздушной смеси, сжатие, рабочий ход, выхлоп. Лопасти, что закреплены внутри на вращающемся роторе, изменяют объем камеры, увеличивая скорость вращения. Кроме того, с «прицелом» на использование в энергетике разработан вариант роторного двигателя. Такой двигатель может обеспечить работу маленькой электростанции мощностью в десять киловатт, потребляя всего литр топлива в час. Он очень бы пригодился вдали от источников электроэнергии, там где приходится экономить горючее. Или стать «сердцем» мини-земснаряда для очистки дренажных каналов, малых рек и проток. Мощная помпа потребляет столь же малое количество бензина, давая на выходе впечатляющую мощность. Геннадий Константинович вместе со своим помощником, тоже изобретателем ОлегомШагиняном изготовил опытную модель.
Роторный двигатель оригинальной конструкции Геннадия Холодного запатентован и официально признан изобретением Налицо необычные свойства двигателя: Двигатель работает от одной свечи, имеет одну камеру воспламенения. При весе менее 40 килограммов, двигатель развивает мощность в 240 лошадиных сил. Он «питается» обычным бензином (в экспериментах применялся А-76), и потребляет всего 57 граммов топлива в час, из расчета на одну лошадиную силу. Среднее потребление обычного двигателя современного автомобиля — около 200 граммов. При применении более высокооктанового топлива, чем использовался при испытаниях, экономичность двигателя возрастает. Охлаждение – обычный водяной радиатор через рубашку охлаждения. Подача масла – методом капельного впрыска из отдельного бачка. В двигателе всего 4 шарико-подшипника. Их смазка осуществляется с помощью эксцентрикового насоса. Расход масла мизерный (0.7 грамм на всю мощность 240 л/с). Экологичность выхлопа высокая, в отличие от роторных двигателей другой конструкции. В данном двигателе нет трущихся уплотнителей, что обычно является «слабым» местом в двигателях других разработчиков. В связи с этим, ресурс двигателя определяется в основном качеством примененных в нем подшипников. При использовании качественных шарико-подшипников, двигатель может проработать в составе электростанции в штатном режиме непрерывно в течение многих лет без какого-либо дополнительного обслуживания. Коэффициент полезного действия впечатляет! По мощности это примерно восьмицилиндровый двигатель объемом четыре литра. При этом двигатель Геннадия Холодного весьма компактен: он в 4-5 раз меньше по габаритам, чем обычный двигатель марки ЯМЗ. В настоящее время модель двигателя прошла соответствующие испытания и может быть подготовлена к серийному производству.
| Принцип действия роторного двигателя Геннадия Холодного основан на преобразовании потенциальной энергии рабочего тела в кинетическую энергию с последующей передачей кинетической энергии на вал отбора мощности посредством поршней. Поршни непрерывно вращаются с разными угловыми скоростями по круговой траектории в замкнутом объеме рабочей камеры, осуществляя последовательно такты впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. После окончания сжатия один поршень догоняет другой примерно за 15° до точки отсчета, в качестве которой принято место положения свечи зажигания. Далее поршни совершают совместное движение, проходя участок запальной камеры, равный примерно 30°, на замедленной скорости. Смесь возгорается и расширяется, вследствие чего один поршень получает ускорение и отрывается от другого поршня, обеспечивая такт рабочего хода. Двигатель содержит корпус, разделенный на камеру привода и роторную камеру перегородкой. Поршни смонтированы на валу и на втулке ротора. В одной из крышек корпуса закреплена букса. За одно с буксой выполнено солнечное колесо. В отверстии буксы установлен вал отбора мощности с водилом. Сателлитные шестерни закреплены на установленных на водиле кривошипах с эксцентриками. На диске, жестко связанном с водилом, установлены эксцентрики дополнительных кривошипов, связанные с эксцентриками кривошипов водила посредством осей. На осях установлены шатуны, шарнирно связанные посредством серьг с валом и втулкой ротора. Техническим результатом является повышение надежности и КПД двигателя. |
|
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания способа работы роторного двигателя и на его основе создание самого двигателя, который бы обеспечивал непрерывность вращения рабочих элементов в одном направлении, например поршней, по круговой траектории, и за счет этого добиться упрощения конструкции, повышения надежности и КПД двигателя. Таким образом, в этом двигателе реализована работа механизмов, обеспечивающих непрерывность и плавность процессов, создающих такты всасывания, сжатия, рабочего хода и выхлопа, исключая негативные явления мертвых точек в механизмах двигателя. Это обеспечивает непрерывность движения поршней в одном направлении по круговой траектории без толчков и потери вырабатываемой мощности, повышает плавность работы двигателя без вибрации, его надежность и КПД. Роторный двигатель содержит корпус, смонтированный в корпусе телескопический ротор, выполненный в виде вала с втулкой на нем, поршни, смонтированные на валу и на втулке, оппозитно расположенные попарно с угловым смещением и выполненные с возможностью непрерывного вращения по круговой траектории с разными угловыми скоростями, свечу зажигания, планетарный механизм, кинематически связанный с валом отбора мощности и с ротором, сопла всасывания горючей смеси и выхлопа газов, корпус разделен на камеру привода и роторную камеру перегородкой. Отличительной особенностью двигателя является то, что двигатель включает сапун для удаления газов из роторной камеры, роторная камера армирована гильзой, имеющей цилиндрический профиль, и проставками, поршни выполнены в виде кольцевых секторов, корпус закрыт крышками, в одной из которых закреплена букса, за одно с которой выполнено солнечное колесо планетарного механизма, в отверстии буксы на подшипниках установлен вал отбора мощности с жестко закрепленным на нем водилом, сателлитные шестерни, зацепляющиеся с солнечным колесом, закреплены на концентрично расположенных и подвижно установленных на водиле кривошипах с эксцентриками, двигатель включает жестко связанный с водилом, подвижно установленный на втулке ротора и опирающийся на подшипник, размещенный в перегородке, диск, на котором подвижно установлены концентрично расположенные эксцентрики дополнительных кривошипов, связанные с эксцентриками кривошипов водила посредством осей, на которых установлены шатуны, шарнирно связанные посредством серьг с валом и втулкой ротора.
| Способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез двигателя; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1 с показом кривошипно-шатунного механизма; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1 с показом планетарного механизма; на фиг.4 показано положение I поршней в начальный момент перед запуском двигателя; на фиг.5 - положение II поршней в момент их сближения по завершении такта сжатия; на фиг.6 показано положение III поршней в момент возгорания сжатой смеси; на фиг.7 - положение IV поршней перед началом рабочего хода в момент ускорения переднего поршня. |  |
Система смазки в данном двигателе была по упрощённой схеме (топливно-масляной смесью).
Его "Вихрь" был первым в мире микроавтобусом. Да еще с алюминиевым кузовом, как у самолета. Он вмещал 5 пассажиров. В 1984 году чехословацкий журнал "Svetmotora" назвал чудо-автобус "Автомобилем года". "Вихрь" стал лауреатом всесоюзного конкурса. В 1989 году в авторалли "Набережные Челны-Москва" занял восьмое место. На своем микроавтобусе ростовчанин участвовал в популярной в то время телепрограмме "Это вы можете". Спустя некоторое время японская "Subaru" выпустила почти точную копию русского "малыша", только с другим двигателем и стальным корпусом. Тогда Холодный модифицировал "Вихрь" - собрал своими руками мини-грузовик "Хуторок". Грузоподъемность - 500 килограммов. Скорость - 95 километров в час. Расход дизельного топлива - всего 1,5 литра на 100 километров. Масса грузовичка - 280 килограммов. А стоимость ниже, чем у мотоцикла с коляской. Для сельской местности такая машина просто находка. По подсчетам Холодного, ежегодная потребность только Ростовской области в "Хуторке" составляет 3000 штук. Выпуск именно такого количества и планировалось осуществить на одном из местных заводов…
Некоторые варианты использования роторного двигателя.
|
Водный транспорт гражданского и военного назначения |
Коммерческий грузовой автотранспорт |
|
Авиация |
Автомобильный транспорт |
Малая энергетика (энергоснабжение объектов ЖКХ, для нужд инфраструктуры ВПК и пр.
www.aerkom.ru
СтатьиСправочные материалыПериод 1929-34 гг. для советской авиапромышленности характеризовался заметными количественными изменениями, кое-где переходящими в качественные успехи, активной разработкой и внедрением в производство полноценных боевых самолётов, прежде всего истребителей. Причём последние строились преимущественно со звездообразными двигателями воздушного охлаждения. Основной причиной такой однобокости видится определенная цикличность в деле совершенствования любой техники - в конце 20-х-начале 30-х годов как раз наблюдались наибольшие успехи в развитии звездообразных двигателей. Кроме того, "звёзды" обладали меньшим весом по отношению к развиваемой мощности, не имели капризных систем охлаждения, являлись более простыми при обслуживании в зимнее время. Начиная с 1926 г. Поликарпов пытался получить такие двигатели для своих перспективных разработок, однако обстоятельства складывались поначалу не в его пользу. Первым к закупленному во Франции "Гном-Рону" мощностью 480 л. с. (сначала - 420) получил доступ А.Н. Туполев, установивший его на И-4 (АНТ-5), удерживавший право ориентироваться на этот тип двигателя в течении нескольких лет. Поликарпову в своих работах (И-3, И-7, ДИ-2) - пришлось довольствоваться лицензионным BMW-VI, считавшимся переразмеренным и тяжёлым для установки на истребители. Позднее Поликарпов также добивается возможности устанавливать на свои машины звездообразные двигатели. Под Гном-Рон "Юпитер" проектируется в 1927 г. истребитель И-5 (первый с таким обозначением), в 1929-30 гг. строится опытный И-5. С появлением в СССР американских звездообразных моторов Райт "Циклон" мощностью 600л.с. поликарповские И-15 и И-16 оснащаются этими двигателями и весьма успешно вписываются в требования и пожелания ВВС. Чуть позднее под "Циклоны" адаптируются И-14 П.О. Сухого и ИП-1 Д.П. Григоровича, которые также оказываются не безразличны заказчикам. Казалось, на фоне этих убедительных достижений приобретение ещё одной лицензии на иностранный двигатель жидкостного охлаждения конструкторами замечено не будет. Речь идёт о закупленном во Франции в 1934 г. двигателе "Испано Сюиза" ("Hispano-Suiza") 12Ybrs максимальной мощностью 850 л. с. Однако именно Поликарпов, занимавшийся проблемой создания современного истребителя непрерывно, первым обратил внимание на это приобретение. Оказывается, ещё создавая в 1926-27 гг. биплан И-3, он заинтересовался лёгким и малогабаритным "Испано" новой серии 12, считая его наиболее подходящим для установки на самолёты-истребители. По ряду причин приобрести "12-й" в тот момент не удалось. Не смог в 1930 г. получить этот мотор и французкий авиаконструктор Поль Ришар, работавший в Советском Союзе по контракту. Лишь спустя три года представители СССР и Франции пришли ко взаимному согласию и советская сторона приобрела лицензию на постройку "Испано Сюиза" HS 12Ybrs. В двух словах история фирмы "Испано Сюиза" и её изделий такова. Образовавшись в 1904 г., компания начала строить двигатели в 1915 г. Развивая тип V-образного рядного мотора жидкостного охлаждения, фирма добилась значительных успехов к концу 1-й Мировой войны. Лучшие истребители Антанты той поры - французские "Спады" и британский SE.5a оснащались "Испано" и его лицензионными копиями мощностью 140-220 л. с. В 1922-23 гг. двигатели "Испано Сюиза" типов 8Аа и 8Fd под обозначением М-4 (200 л. с.) и М-6 (300 л. с.) были скопированы в СССР и в течение ряда лет строились серийно. Начиная с середины 1920-х годов во Франции появились 12-цилиндровые "Испано" серии 12, которые, пройдя ряд модификаций с повышением мощности от 400 до 700 л. с. к 1934 г. являлись вполне современной, освоенной и надёжной силовой установкой. В Советском Союзе производство лицензионного "Испано" под обозначением М-100 освоили в 1935 г. на моторном заводе №26 в Рыбинске. Первый М-100, развивающий мощность 750 л. с. построили в мае 1935 г., а до конца года удалось сдать 100 экземпляров. Начиная с 1936 г. выпуск М-100 неуклонно нарастал, ставились они преимущественно на бомбардировщики СБ. В опытных истребителях, разрабатываемых в этот период, применялись, как правило, штучные образцы французского изготовления HS 12Ybrs и HS 12Ycrs (пушечный). Несмотря на предпринимаемые в 1930-е гг. меры по налаживанию производства отечественных авиадвигателей, советской промышленности так и не удалось отказаться от выпуска западных образцов. В частности, в 1932 г. было решено запустить в серию на недавно построенном в г. Молотове (Пермь) заводе № 19 двигатель М-25, представлявший собой лицензионную версию американского Райт «Циклон». Мотор стал самым надежным и высокоресурсным в ВВС РККА. На заводе функционировало КБ А.Д. Швецова, которому было поручено создание модификаций М-25. Получившиеся в результате М-62 и М-63 фактически исчерпали возможности развития 9-цилиндровой однорядной «звезды». Тогда, соединив два блока цилиндров от М-63 с новым редуктором и двухскоростным приводным центробежным нагнетателем (ПЦН), получили М-71. Был также создан более компактный и лучше подходивший для истребителей М-81, который имел не 18, а 14 цилиндров от М-62/63. В то же время группа КБ-19 во главе с И.П. Эвичем смогла «обжать» габариты и массу двигателя без потери мощности: рабочий ход поршня уменьшили с 174,5 до 155 мм, сохранив диаметр цилиндра. С 2-скоростным ПЦН высотность возросла до 6000 м. Полученный таким образом мотор М-82 в 1940 г. прошел Госиспытания, но неожиданно вышло решение о выпуске в Перми двигателя АМ-35А для нового истребителя МиГ-1. Моторы Швецова защищал секретарь Молотовского обкома Гусаров, он не побоялся написать в ЦК ВКП(б) письмо, доказывая перспективность М-82, используя и партийный авторитет, и опыт авиационного инженера. К концу мая 1940 г. Швецов доработал М-82 и представил его на повторные Госиспытания. 22 мая они успешно завершились, и решение о переводе завода № 19 на АМ-35А отменили. Но тем временем вышел циркуляр НКАП, не рекомендовавший ставить М-82 на новые самолеты, да и авиаконструкторы пока больше интересовались легкими и компактными М-105 и М-88 либо особо мощными высотными М-120, М-71, М-81, М-90... Первым среди создателей истребителей использовал М-82 Н.Н. Поликарпов, который в начале 1940 г. решил установить его на И-185. Но самолет был готов к заводским испытаниям только в августе. К тому времени уже месяц летал с М-82 ближний бомбардировщик ББ-1 (Су-2). Однако "Иванов" не оправдал ожиданий вождя, и невостребованный двигатель с успехом был применен на ЛаГГ-5... Приказом НКАП № 391сс от 20 мая 1942 г. решение о переводе завода № 21 на выпуск Як-7 было аннулировано, а ЛаГГ-5 М-82 официально запустили в серию сверх программы ЛаГГ-3. Заодно еще раз «похоронили» И-185 — 23 июля Шахурин в письме Сталину сообщал, что, имея ЛаГГ-5, считает нецелесообразным выпуск истребителя Поликарпова не только с мотором М-82, но и с М-71. |
www.airpages.ru
