Какие бывают двигатели и что они едят

07.05.2020

На сегодняшний день наиболее распространённым двигателем является поршневой двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, или Отто-мотор. Он установлен на большинстве автомобилей в мире. Это легкий, дешевый, тихий и хорошо изученный двигатель. Однако человечество постоянно пытается придумать ему альтернативу как по устройству, так и использованию другого рабочего тела – топлива. И иногда у инженеров получаются весьма занятные экземпляры.

Гибридный двигатель на сжатом воздухе

В 2013 году французский концерн PSA представил систему Hybrid Air, работающую на сжатом воздухе. Однако они были далеко не первыми. Motor Development International на Женевском автосалоне 2009 года представили пневмоколяску MDI AIRpod и ее более серьезный вариант MDI OneFlowAir. В 2011 году японцы провели тест-драйв концепт-кара Toyota Ku Rin, который проехал 3,2 км на одном «заряде» сжатого воздуха. А в 2012 году Tata Motors представила трехместный и трехколесный автомобиль Tata AIRPod.

В отличие от предшественников, разработка PSA оказалась элегантнее и проще. Два баллона со сжатым воздухом, компрессор, нагнетающий воздух, и гидравлический мотор, передающий энергию сжатого воздуха в КПП. Система сама пополняла воздушные запасы (например, Tata Airpod требовалось «накачивать» каждые 200 км). Помимо установки со сжатым воздухом, под капотом Hybrid Air предполагалось устанавливать классический 3-цилиндровый двигатель внутреннего сгорания, который бы играл роль насоса и вспомогательного мотора.

В городе машина с Hybrid Air может до 80% времени ехать только на воздухе, не загрязняя атмосферу. Топливная экономичность варьируется от нулевых значений расхода и выбросов до 2,9 л/100 км и 69 г/км при использовании двигателя внутреннего сгорания соответственно. В компании планировали ставить систему Hybrid Air начиная с 2016 года, но – не сложилось.

Водородные топливные элементы

Существует три типа двигателей, использующих водород: одни работают как обычный двигатель внутреннего сгорания, другие – газотурбинные, третьи – агрегаты, использующие химическую реакцию водорода.

Первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, появился в 1806 году, водород в нем использовался как обычный бензин. Однако использовать такие оригинальные двигатели накладно. В газотурбинных двигателях газ сжимается и нагревается, затем выделяемая энергия преобразуется в механическую. В качестве топлива можно использовать практически любое горючее.

Но самые интересные из водородных силовых установок – «химические». Концерны BMW и Toyota представили кроссовер i Hydrogen NEXT на базе последнего X5. Его силовая установка состоит из электродвигателя и литий-ионной батареи, стеков с водородными топливными элементами, химического преобразователя и двух баков, в которых под давлением 700 бар хранится 6 кг водорода. Стек специальных ячеек, наполненных водородом, конвертирует химическую энергию газа в электричество, которое аккумулируется в батарее, а она в свою очередь питает электромотор. Электрохимический генератор в составе топливного элемента выдает мощность 125 кВт (170 л. с.), а пиковая мощность силовой установки — 275 кВт (374 л.с.). В качестве топлива используется смесь водорода и кислорода из окружающего воздуха, вместо вредных выбросов система вырабатывает водяной пар. В BMW заявляют, что к 2022 году планируют выпустить первую партию водородомобилей.

Дизельный двигатель

Более ста лет назад, 23 февраля 1892 года Рудольф Дизель получил патент на свой двигатель. Принципиальным отличием его двигателя от Отто-мотора было то, что топливо в нем нагревалось быстрым сжатием, а не поджогом. Удивительно, но первые двигатели Дизеля работали на растительных маслах или легких нефтепродуктах. Кроме того, первоначально в качестве идеального топлива он предлагал использовать каменноугольную пыль, так как в Германии не было запасов нефти.

Спектр видов топлива для дизельных двигателей весьма широк. Сюда включаются все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута и ряд продуктов природного происхождения: рапсовое масло, фритюрный жир, пальмовое масло и многие другие. Дизельный двигатель может с определенным успехом работать даже на сырой нефти.

Кстати, в 1898 году на Путиловском заводе в Петербурге был построен первый в мире «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления» – агрегат, аналогичный мотору Дизеля. Наша конструкция оказалась более совершенной и перспективной. Но под давлением владельцев лицензий Дизеля все работы над отечественным аналогом дизельного двигателя были остановлены.

Роторный двигатель

Самый престарелый из всех тепловых двигателей именно роторный. С древности известны колеса ветряных и водяных мельниц, которые можно отнести к примитивным роторным двигательным механизмам. В 19 веке стали активно использовать роторные паровые двигатели.

В 1957 года Феликс Ванкель и Вальтер Фройде показали общественности полностью работоспособный роторно-поршневой двигатель (РПД) внутреннего сгорания. Через 7 лет этот движок установили на спорткар NSU Spider, который стал первым серийником с роторно-поршневой двигатель. Такой двигатель лишен большого количества движущихся частей, он проще, а особая конструкция мотора позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Но из-за конструктивных особенностей у роторных двигателей крайне низкий ресурс, высокий расход масла и топлива, хотя и большая отдача с меньшего объема.

Из-за этих особенностей единственной компанией, которая массово, помимо NSU, выпускала автомобили с роторно-поршневым движком была Mazda. И легендарная Mazda RX-8 была скорее имиджевой моделью, нежели коммерческой. В итоге в начале 2000-х работу с роторно-поршневыми двигателями свернули.

По материалам портала «Популярная механика»

Новости по теме

14.01.2020

Самый большой дизельный двигатель в мире

Сегодня дизельные двигатели используются повсеместно: на тепловозах и грузовиках, судах и тракторах, легковых автомобилях […]

Типы поршневых двигателей внутреннего сгорания: виды

Автопроизводители с каждым годом разрабатывают все больше новых моторов. Они отличаются по размерам, объему и мощности.

Линейки моторов, устанавливающихся на конкретный автомобиль, пестрят ассортиментом. На одну модель производитель может предлагать до 15 вариантов двигателей. Вид топлива, лошадиные силы, количество цилиндров, наличие турбины, тип впрыска, количество клапанов — отличают моторы друг от друга. Но одним из самых главных критериев для различия двигателей является их тип. Именно его чаще всего отмечают дополнительным шильдиком на крышке багажника. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) можно разделить на рядные, V-образные, VR-образные, опозитные и W-образные. Также к ним можно отнести роторный мотор. Авто Информатор разобрался, в чем же характерные различия этих ДВС.

Вкратце о принципе работы самого распространенного четырехтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания. В таком двигателе цикл делится на 4 такта (4 хода поршня):

1. Поршень идет вниз от верхней мертвой точки, освобождая камеру сгорания (цилиндр) и засасывая смесь из открытого впускного клапана.
2. Поршень движется к верхней мертвой точке, сдавливая смесь. Когда поршень приближается к ней, в камеру сгорания подается искра.
3. Свободный ход поршня. После подачи искры смесь детонирует и выдавливает поршень из камеры сгорания.
4. Когда поршень совершает свой четвертый ход, открывается выпускной клапан, через который поршень выдавливает отработанные газы из камеры сгорания.

4 такта работы одного цилиндра ДВС

Рядный двигатель

Ход поршней в рядном ДВС (R6 — 6 цилиндров)

Один из самых простых типов двигателя. Он обозначается буквой «R» (R3, R4, R5 и так далее). В таком моторе цилиндры расположены в ряд. Их может быть от двух до шести. Самый распространенный из рядных двигателей — 4-х цилиндровый. Но в истории есть автомобили и с рядными 8-ми цилиндровыми моторами. Их перестали устанавливать из-за большой длины. Рядные «четверки» устанавливаются почти на все машины, объем которых находится в диапазоне от 1 до 2,4 литра. «Пятерки» начали устанавливать еще в 1974 году на Mercedes-Benz W123. Позже они начали появляться на Audi, а в конце 80-х — на автомобилях Volvo и Fiat. Касаемо рядной шестерки, самым ярким носителем данного мотора является Volvo S80, с объемом 3,2 литра.

V-образный двигатель

Ход поршней в V-образном двигателе (V8 — 8 цилиндров)

Следующий по популярности после рядного мотора. В таком двигатели цилиндры расположены друг напротив друга под углом от 10° до 120° (наиболее часто 45°, 60° и 90°) в форме латинской буквы «V», с равным количеством «котлов» на обоих сторонах. В таких моторах поршни вращают один общий коленчатый вал. На шильдике буква «V» обозначает тип двигателя, а следующие за ней цифры — количество цилиндров. Такие моторы бывают V6, V8, V10, V12. (не путать с 16V или 20V, в случае когда буква «V» расположена после цифр, она обозначает количество клапанов «Valve»). Почти всегда это машины с объемом двигателя более 3-х литров. Но бывают и меньше, например 2,8 v6 или 2,6 v6.

VR-образный двигатель

Так располагаются поршни в VR-образном двигателе

Знаменитый двигатель VR6 от Volkswagen, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR). На таких двигателях применяется очень маленький развал блока, всего в 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют еще «смещённо-рядным». Самыми известными авто с таким мотором являются Golf VR6 и Passat VR6.

W-образный двигатель.

Ход поршней в W-образном двигателе (W16 — 16 цилиндров)

Этот мотор также разрабатывался компанией Volkswagen. Суть двигателя заключается в слиянии двух VR-образных моторов в один под углом 72°. Мотор W12 был презентован на концепт каре W12 Roadster. Он состоял из двух моторов VR6. Позже Volkswagen презентовал топовую версию Passat B5 с двигателем W8. Он компоновался из тех же двух VR6 моторов, только с «обрезанными» двумя цилиндрами с каждого. Самый известный W-образный мотор установлен на Bugatti Veyron. Его объем достигает 16,4 литра, а сделан он из двух моторов VR8.

Оппозитный двигатель

Ход поршней в оппозитном двигателе

Двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между цилиндрами составляет 180°. Отличается от V-образного с развалом в 180° тем, что стоящие напротив поршни достигают верхней мертвой точки одновременно, а не поочередно. Оппозитный мотор очень активно устанавливается в автомобили марки Subaru.

Рекомендуем посмотреть наш репортаж с чемпионата по дрифту. Он прошел в Киеве на автодроме «Чайка».

Метки:автомобили

Список различных типов автомобильных двигателей

Внешний вид автомобиля определяет его красоту, а интерьер говорит о том, что автомобиль может сделать для нас. Очень редко мы уделяем внимание самой важной части автомобиля – двигателю. Двигатель – это первое, о чем думают автолюбители, а для простого человека, наверное, последнее! Прежде чем вы решите, что показатели мощности и пробега являются единственными важными фактами, знание немного большего о двигателе вашего автомобиля может стать разницей между выбором правильного автомобиля и экономией на расходах на обслуживание.

Компоновка двигателя

Проще говоря, компоновка двигателя относится к расположению и количеству цилиндров в двигателе. Существует много типов компоновок двигателей, однако наиболее часто используются три типа компоновок автомобильных двигателей.

Прямое или рядное расположение двигателя

Чаще всего используется прямое или рядное расположение двигателя. Как следует из названия, цилиндры расположены вертикально в линию, то есть один за другим. Этот тип двигателя может быть размещен в автомобиле параллельно или перпендикулярно в зависимости от количества цилиндров. При размещении параллельно автомобилю расположение двигателя известно как прямое, а при размещении перпендикулярно автомобилю — в ряд.

Прямоточные/рядные двигатели широко используются благодаря простому и недорогому процессу изготовления и установки. Рядные двигатели можно увидеть на семейных автомобилях начального уровня, таких как хэтчбеки, из-за их компактной конструкции и способности размещать вокруг себя другие компоненты автомобиля. С другой стороны, прямые двигатели могут иметь больше цилиндров и, как следствие, иметь большую мощность. Роскошные седаны, такие как BMW или Mercedes, имеют под капотом рядные двигатели.

Плоская компоновка двигателя

В отличие от прямого двигателя, цилиндры плоского двигателя расположены горизонтально. Он также известен как двигатель Boxer из-за движения поршня, имитирующего удары боксеров по перчаткам перед боем. Оппозитный двигатель является сбалансированным двигателем, и под балансировкой мы подразумеваем низкие вибрации из-за силы, создаваемой движением поршней.

Еще одним аспектом Flat Engine является низкий центр масс, улучшающий управляемость автомобиля. Также из-за большой площади поверхности все цилиндры имеют одинаковое воздушное охлаждение. По сравнению с прямыми двигателями, плоские двигатели дороже в производстве, и из-за их широкой формы многие производители автомобилей не предпочитают их. Единственными автопроизводителями, использующими оппозитный двигатель в своих моделях, являются Porsche и Subaru.

V-образная компоновка двигателя

V-образная компоновка двигателя — очень популярная компоновка двигателя, которую можно увидеть практически на всех высокопроизводительных автомобилях. Ряды цилиндров, то есть камеры, в которых движутся поршни, расположены таким образом, что они представляют собой букву V, если смотреть на двигатель спереди.

Особенность, отличающая эту компоновку от других двигателей, заключается в том, что на меньшем пространстве можно разместить больше цилиндров. Это означает большую мощность при сохранении эстетического вида автомобиля. V-образный двигатель более подвержен вибрациям, чем прямой двигатель, и имеет более сложную конструкцию, поэтому его ремонт обходится дороже. Однако такая компоновка обеспечивает большую мощность, поскольку все поршни достигают своего рабочего хода за меньший интервал времени.

Почти все производители высокопроизводительных автомобилей, такие как Ferrari, Alfa Romeo, Mercedes Benz, выбирают V-образную компоновку двигателя из-за его компактных размеров и высокой выходной мощности.

Конфигурации цилиндров двигателя

Раньше мощность и рабочие характеристики автомобиля определялись номером. цилиндров он обладал. Однако сегодня, благодаря высокотехнологичным системам впрыска топлива и другим эффективным компонентам двигателя, даже меньшие двигатели обеспечивают более высокую мощность, соответствующую более крупным двигателям. Кроме того, топливная экономичность двигателя, его звук и выходная мощность зависят от конфигурации цилиндров и компоновки двигателя.

Давайте взглянем на стандартные конфигурации двигателей, которые обычно используются.

Двухцилиндровый

Двухцилиндровый двигатель редко встречается на автомобилях по причине низкой выходной мощности. Тем не менее, вы найдете эту конфигурацию на многих мотоциклах, таких как Royal Enfield Interceptor 650 и Kawasaki Ninja 300. На автомобилях знаменитый Tata Nano имеет двухцилиндровый двигатель под капотом.

Трехцилиндровый

Три цилиндра более известны своим булькающим звуком. Это происходит из-за странной последовательности срабатывания и вибрации, которую они производят. Тем не менее они более мощные, чем двухцилиндровые двигатели, и с включением турбонагнетателей обеспечивают повышенную выходную мощность при сохранении эффективности. Трехцилиндровые двигатели используются на хэтчбеках и даже на компактных внедорожниках, таких как Maruti Suzuki Celerio и Tata Nexon.

Четырехцилиндровый двигатель

Четырехцилиндровый двигатель является наиболее часто используемой конфигурацией для автомобилей из-за повышенной мощности и эффективности. Этот тип конфигурации чаще всего встречается с компоновкой Inline, которая в сочетании с турбокомпрессором делает двигатель мощным. Такие автомобили, как Honda City, Maruti Suzuki Swift и Hyundai Elantra, являются примерами автомобилей с 4-цилиндровой конфигурацией.

Пятицилиндровый двигатель

Еще одна редко встречающаяся конфигурация, 5-цилиндровые двигатели используются производителями автомобилей класса люкс, такими как Audi и Volvo. Из-за нечетного количества цилиндров 5-цилиндровая конфигурация издает своеобразный звук, известный как трели.

Шестицилиндровый двигатель

Шестицилиндровый двигатель используется в большинстве спортивных автомобилей и известен своим высоким звуком. Конфигурация с шестью цилиндрами может использовать прямую компоновку или компоновку V-образного двигателя в зависимости от автомобиля. Роскошные седаны, такие как BMW 5-Series, Mercedes Benz C-Class, используют 6-цилиндровую конфигурацию. В основном 6-цилиндровые двигатели работают в паре с турбокомпрессором или нагнетателем, что придает им впечатляющую мощность.

Восемь цилиндров и выше

Если шести цилиндров недостаточно, то 8-цилиндровая конфигурация переносит вас в категорию суперкаров. Конфигурация 8 цилиндров и выше используется в основном в V-образной компоновке двигателя. Суперкары, такие как Bugatti Chiron, имеют двигатель W16, то есть 16-цилиндровый двигатель W-образной компоновки, Ferrari F8 Tributo — V8, а Lamborghini Aventador — V12. Автомобили с такой компоновкой способны развивать высокие скорости и обладают огромным крутящим моментом, звуки этих двигателей варьируются от рева до пронзительного визга, исходящего от нагнетателя.

Часто задаваемые вопросы

Какая компоновка двигателя самая экономичная?

Экономичность и эффективность двигателя зависят как от компоновки, так и от конфигурации цилиндров двигателя. Рядные 4-цилиндровые и 3-цилиндровые двигатели хорошо себя зарекомендовали, поскольку они обладают как мощностью, так и эффективностью. Таким образом, отвезти детей в школу или отправиться в семейное путешествие не составит проблемы.

Почему турбонагнетатели используются на уже мощных двигателях?

Суперкары с нагнетателями или турбонагнетателями предназначены для работы по требованию, и люди, которые обычно покупают такие автомобили, в основном являются автолюбителями, которые хотят довести свои автомобили до предела. Таким образом, то, что не может быть достигнуто с помощью «нормально» мощного двигателя, может быть достигнуто за счет установки турбокомпрессора/нагнетателя.

Сколько цилиндров у Bugatti Chiron?

У Bugatti Chiron потрясающие 16 цилиндров, но с очень редко используемой компоновкой двигателя W (ознакомьтесь с изображением). Chiron может похвастаться 1479 л.с. и разгоном до 400 км/ч за 32,6 секунды.

Какие автомобили в Индии имеют двигатель V6?

Автомобили с двигателем V6 менее распространены в Индии из-за низкого спроса и ограничены только роскошным сегментом. Некоторые из автомобилей с двигателями V6 в Индии: Honda Accord Toyota Camry Skoda Superb Maserati Quattroporte

Зачем покупать автомобиль с мощным двигателем?

Мощный двигатель не означает, что вы должны купить суперкар, обычный двигатель с 4 цилиндрами удовлетворит все ваши потребности и даст вам достаточную мощность, чтобы отправиться на прогулку с семьей или отвезти детей в школу. С другой стороны, если вы покупаете автомобиль с меньшей мощностью, чтобы увеличить пробег, это хорошо, если вы одиноки и используете машину для поездок на работу, но если у вас есть семья, то машина с меньшей мощностью будет снижать эффективность и также напрягать. двигатель.

Типы двигателей [Полная информация]

Типы двигателей

Типы двигателей:- Двигатель представляет собой устройство, преобразующее тепловую энергию топлива в механическую энергию. Двигатели в основном используются в автомобильной промышленности. Различные типы двигателей доступны в зависимости от наших требований.

Различные типы двигателей

Основное различие между двигателями: 1) двигатель внутреннего сгорания 2) двигатель внешнего сгорания.

A) Двигатель внутреннего сгорания

Как следует из названия, в двигателе внутреннего сгорания сгорание топлива происходит внутри двигателя. Наиболее распространенным типом двигателя внутреннего сгорания является четырехтактный двигатель с четырьмя различными ступенями.

1. Впрыск смесителя топлива и окислителя (воздуха) внутри двигателя.
2. Сжатие миксера.
3. Зажигание смесителя топлива от искры.
4. Отказ от выхлопа.

В этом двигателе топливо поступает внутрь камеры сгорания и поршень его сжимает. Из-за сжатия и искрового зажигания высокое давление и температура воздействуют на поршень, который используется для вращения кривошипа, соединенного с поршнем через шатун.

B) Двигатель внешнего сгорания

Как следует из названия, в двигателе внешнего сгорания сгорание топлива происходит вне двигателя. Здесь дополнительное тепло используется для производства пара низкого давления, который используется в турбине для производства электроэнергии. Здесь топливо сжигается вне двигателя, поэтому мы также можем использовать твердое топливо.

Теперь поговорим о разных типах двигателей по разным критериям:

C) На основе конструкции:

1. Поршневой двигатель (поршневой двигатель): (Типы двигателей)

В этом типе двигателя дается поршень-цилиндр в сборе. Поршень перемещается внутри и внутри цилиндра. Это наиболее распространенный тип двигателя, используемый в автомобильной промышленности.

2. Роторный двигатель (Двигатель Ванкеля): ( Типы двигателей )

Роторный двигатель : В этом типе двигателя вместо поршня имеется ротор, который вращает колесо транспортного средства. Изобретен в 1957, но в настоящее время не используется людьми. Давление, создаваемое сгоранием топлива, передается на ротор.

D) В зависимости от количества тактов:

1. Четырехтактный двигатель: (Типы двигателей)

Четырехтактный двигатель: В этом двигателе поршень перемещается два раза вверх и вниз, а кривошип совершает два оборота за одно сгорание топлива. Это очень эффективный тип двигателя. Он используется в мотоциклах, автомобилях и т. д.

2. Двухтактные двигатели: (Типы двигателей)

Двухтактные двигатели: В этих двигателях поршень перемещается только один раз вверх и вниз. Кривошип вращается только один раз за одно сгорание топлива.

E) В зависимости от используемого топлива:

1. Дизельный двигатель: В качестве топлива используется дизельное топливо. Бывший. Автобус, грузовик и т. д.
2. Бензиновый двигатель: В качестве топлива используется бензин. Бывший. Автомобиль, велосипед и т. д.
3. Газовый двигатель: В качестве топлива используется сжиженный или сжатый природный газ. Бывший. Авто и т. д.
4. Электродвигатель: Использует электрическую энергию для вращения кривошипа. Бывший. Автомобиль.

F) В зависимости от способа воспламенения:

1. Двигатель с воспламенением от сжатия: ( Типы двигателей )

Здесь не используется дополнительное оборудование для воспламенения топлива. За счет сжатия топлива повышается температура, что вызывает воспламенение топлива.

2. Двигатель с искровым зажиганием: ( Типы двигателей )

Здесь для воспламенения топлива используется свеча зажигания. Благодаря этому его называют двигателем с искровым зажиганием.

G) В зависимости от количества цилиндров:

1. Одноцилиндровый двигатель: ( Типы двигателей )

Здесь мы используем только один узел цилиндра и поршня, который соединен с кривошипом.