Двигатели внутреннего сгорания

Друзья, поговорим о бензиновых двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Именно создание этих устройств ускорило темп существования человечества, поскольку сразу возникла целая культура автомобилестроения, возрос прогресс в военном деле и во многих других отраслях.

Результатом работы двигателя внутреннего сгорания является механическое действие, полученное в результате преобразования энергии сгорания. Она, в свою очередь, получена при сгорании топливной смеси внутри двигателя, в рабочей камере. Существуют также двигатели внешнего сгорания, у которых продукты сгорания и рабочий механизм разделены, но их удельная мощность по сравнению с ДВС значительно ниже.

Разновидности двигателей внутреннего сгорания

КУПИТЬ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Сегодня мы наиболее часто встречаемся с поршневыми бензиновыми и дизельными двигателями внутреннего сгорания. Вместо поршня могут быть использованы компрессоры, турбины — множество других решений, без которых не работали бы тракторы и самосвалы, тепловозы и суда, то есть вся техника, для которой нужны двигатели либо средней (более 5 кВт), либо высокой (более 100 кВт) мощности.

Несмотря на то, что новые технологии сейчас развиваются ускоренными темпами, и производители автомобилей внедряют масштабные планы по электрификации своего продукта, тем не менее, они не спешат отказываться от испытанных ДВС. Например, концерн Volkswagen, готовя обширную программу электрификации целой линейки своих двигателей, абсолютно не планирует отказываться от старых добрых ДВС. Тем более, что современные двигатели уже позволяют существенно экономить топливо на 20-30%.

Издавна существующие разработки таких моторов, несомненно, будут развиваться и дальше, благодаря надежности и дешевизне. Стремление производителей сегодня сосредоточено на улучшение технических характеристик ДВС и сведения к минимуму их влияния на атмосферу.

Типы ДВС и отличия систем питания

Двигатели внутреннего сгорания могут быть 2-х тактными и 4-х тактными. В настоящее время больше используются четырёхтактные двигатели, которым свойственны четыре этапа работы:

Схема работы 4-х тактного двигателя

• нагнетание внутрь воздуха или топливно-воздушной смеси — выбор зависит от типа двигателя;
  сжатие смеси;
• сгорание топлива — преобразование энергии сгорания в механическую для запуска коленвала;
• выход отработанных газов из камеры сгорания через выпускной клапан.

Это принцип работы не только поршневых бензиновых, но и дизельных двигателей.

Схема принципа работы 2-х тактного двигателя

В двухтактных двигателях впуск и сжатие топливной смеси происходит одновременно, а затем также одновременно выполняется опускание поршня, на который давит топливо, и выход из коллектора продуктов сгорания.

Именно эти два типа двигателей внутреннего сгорания широко применяются в автомобилях и других современных технических устройствах.

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания

В наиболее распространенном поршневом бензиновом двигателе возгорание топливной смеси происходит с помощью электрической искры, то есть принудительно. А управление двигателем осуществляет электронная система, в которую включены входные датчики, измеряющие параметры работы мотора с последующим преобразованием их в электрический сигнал. Полученная информация — основа управления ДВС.

Конструкция поршневого бензинового двигателя внутреннего сгорания

Кроме датчиков к системе управления относятся электронный блок управления и все исполнительные системы двигателя, которые управляющая система объединяет, а именно:

• система непосредственного впрыска, которая подает топливо в камеру сгорания. Сам момент впрыска, нужный вид топлива и его количество определяется режимом работы двигателя;
• впускная система, состоящая из дроссельной заслонки с электроприводом и предусмотренных для каждого цилиндра впускных заслонок;
• система турбонаддува — служит для повышения мощности бензинового двигателя;
• система изменения фаз газораспределения, которая в зависимости от заданного режима работы ДВС регулирует показатели работы механизма распределения газа и обеспечивает повышение крутящего момента и мощности механизма;
• электронная система зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси;
• выпускная система с каталитическим нейтрализатором, который снижает токсичность отработанных выпускаемых газов;
• система рециркуляции отработанных газов, уменьшающая в них оксид азота благодаря частичному их возврату во впускной коллектор.

Как видим, работа всех систем ДВС направлена на повышение мощности двигателя, снижение потребления топлива и токсичности выделяемых газов.

Одни из самых узнаваемых марок ДВС — бензиновые моторы компании Champion. Бренд принадлежит американской компании разработчику, которая расширяет свои мощности за счет сборки продукции в Китае и поставляет качественную технику по доступной цене во многие уголки мира, в том числе нашу страну.

Модель ДВС CHAMPION G200 VK-1-1

Сегодня компания выпускает кроме стандартных двигателей ещё и модели с вертикальным валом, такие как CHAMPION G200 VK/1-1. Это четырёхтактный ДВС для cадовой и строительной техники. Двухтактные моторы обычно поставляются для бензокос (триммеров).

Все двигатели CHAMPION экономичные, имеют усиленную поршневую группу, обладают высоким ресурсом и совместимостью с моторами таких производителей, как Honda, Lifan, Subaru и другие. Это возможно благодаря идентичным размерам крепления и приводного вала двигателей, если объем камеры сгорания и мощности мотора одинаковые.

Модель ДВС CARVER 190 FL 15,0 л.с

В России также хорошо известен отечественный бренд CARVER. Примером двигателей, разработанных под сельскохозяйственную и строительную технику, выпущенных этой компанией, может послужить модель CARVER 190 FL 15,0 л.с. для совместной эксплуатации с мотоблоками или культиваторами. Конструкция предусматривает верхнее расположение клапана и воздушное охлаждение.

В чем отличие бензиновых и дизельных ДВС

Чтобы сравнить дизельные и бензиновые двигатели, нельзя оценивать их однозначно, нужно рассмотреть несколько характеристик:

• КПД двигателей и мощность: КПД бензинового двигателя ниже чем у дизельного, зато он характеризуется большей мощностью, но и большим расходом топлива, примерно на 20%;
• длительность эксплуатации: конструктивно дизельный двигатель более долговечен, благодаря прочности составляющих узлов и деталей, но, в зависимости от условий и качества топлива, он может уступать бензиновому двигателю в этой характеристике. Он не приемлет слишком низких температур, долго прогревается, а бензиновый запускается даже при значительном минусе. Однако во влажном климате лучше использовать кроссоверы и внедорожники с дизельными двигателями;
• ключевое различие: вид топлива и разница в формировании топливной смеси. В цилиндры дизельных двигателей подается топливо и воздух отдельно, а у бензиновых ДВС — вместе.

(фото №7)

Отсюда можно сделать вывод: техника на бензиновом двигателе уверенно запускается в зимнее время, обладает меньшим уровнем шума, доступна по цене. Преимущество же дизельных мотоблоков в том, что при большом тяговом усилии они экономичнее в расходе топлива, дольше работают без перерыва, обладают большим ресурсом. Особенно модификации с водяным охлаждением.

Таким образом, выбирайте дизельные моторы для тяжелой техники, которая длительно эксплуатируется. Во всех остальных случаях более целесообразны бензиновые ДВС, которые проще в эксплуатации, доступнее по стоимости. А разница в количестве топлива при умеренных объемах работ несущественна.

Удачного выбора!

Ваш Кузьмич.

Модель 4х тактного ДВС

Творчество

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

29

Всем привет.

Когда то давно, у нас  в школе была модель двигателя внутреннего сгорания в разрезе, сделанная из дерева. Красивая, узлы разного цвета, детали двигаются. Красота! На Али продаются похожие. Решил, что для внуков будет тоже полезно иметь такую (да и не только внукам). Вроде и на Ютубе есть красивые картинки, но решил, что лучше покрутить модель в руках для лучшего понимания принципов работы ДВС. Печатаю пластиком PETG. Заполнение 25 процентов, температура сопла 235, стола 75 градусов.

 Посидел в Компасе, и вот, что получилось.

Основные данные модели.

Диаметр поршня — 45мм

Ход поршня — 50мм

Шестерня коленвала/колесо распредвала — 12/24, модуль 3,5

Ход клапанов — 8мм

Высота — 240мм

Ширина — 150 мм

Глубина (спереди -назад) — 140мм

Функционально разные узлы сделал разного цвета: картер — черный; детали коленвала — зеленый; кривошип -красный; поршень —  белый; цилиндр — бежевый; детали распредвала — синие; траверса коромысел и клапанов — оранжевая; коромысла и клапана — красные.

 Фото 1  Вид спереди 3\4. Пружины клапанов немного туговаты, но какие нашел. Зазор на толкателях клапанов  регулируется болтиками М4 на коромыслах. На колесо распредвала прикрепил табличку с фазами работы ДВС. Вал на зеленой шестерне выступает, задумка есть, если будет желание, то установлю муфту сцепления, коробку передач, кардан и дифференциал с колесами. Но это, если запал останется.

 Фото 2 Вид сзади. Для металлических валов и толкателях применил отрезки калибровки диаметром 4мм. Крепления колес на валах  гужонами.

Фото 3  Крепление гужоном детали на валу. С торца детали создается ниша по форме гайки, для упора гужона (винта) на валу надфилем делается лыска. При затяжке усердствовать не стоит, может треснуть пластик.

Фото 4 Распредвал. Профиль кулачков классический (взял с интернета), угол между кулачками — 110 градусов. Вроде думал, что понимал про  систему газораспределения, но когда почитал статьи, чтобы нарисовать профили кулачков, то оказывается тут столько тонкостей и по форме, и углам перекрытия. Век живи — век учись.

Фото 5 Вид на клапана. С формой кулачка не мудрил. Сделал просто конус в 60 градусов.

Работает модель неплохо.  Когда уже сфотографировал и стал писать статью, то вспомнил, что забыл про свечу зажигания, а ведь даже нарисовал ее. Доделаю позже. Также надо подобрать сопли, счистить заусенцы. Когда смотришь вживую, то не замечаешь огрехи. а когда на фото, то все заметно.

Крепление верхней траверсы и цилиндра надо делать более жестко. Немного дышит верхняя траверса, когда толкатель подходит к верней точке кулачка. Или подкорректировать профиль кулачка, или цилиндр укрепить косынками или сделать его стенки толще. Но я уже этого делать не буду.

Промежуточную опору толкателей (на фото 4) можно сделать пониже, то есть поближе к кулачкам. Изгибающий момент при набегании кулачка присутствует. Поверхность кулачков и контактную часть толкателя лучше подполировать, заметно снижается трение и изгибающие моменты.

Выступающий прилив на цилиндре для того, чтобы были маленькие поддержки при печати верхнего фланца цилиндра.

Длина направляющих втулок для валов и толкателей минимум два диаметра вала, в моем случае 8-16 мм. Для вращающихся валов и осей закладываю при печати 4мм, для поступательных деталей 4,2мм. После печати прохожу соответственно сверлом 4 и 4,3мм. 

Можно установить дополнительные кулачки подсвечивать фазы работы светодиодами или бегущими огнями в соответствующих трактах двигателя, но в данном случае посчитал излишним.

Вот такая получилась демонстрационная модель ДВС. Во всяком случае 3х летний внук уже с первого раза запомнил  поршень, кривошип, клапан, цилиндр. Правда говорит с переводчиком.

Удачи всем.

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

29

Почти школьники: Соберите свой собственный двигатель внутреннего сгорания

Не уверен, что вы поняли из моего вчерашнего поста или нет, но последние несколько дней я провел под сильным воздействием лекарства от простуды. Хозяин дома сжалился надо мной сегодня и согласился написать гостевой пост с обзором комплекта модели двигателя внутреннего сгорания Haynes от Trends UK, который он недавно собрал вместе с нашим четырнадцатилетним ребенком.


Домашнее обучение в нашем доме довольно типично, поскольку большая часть обязанностей по обучению ложится на маму. Я всегда рад найти предмет, проект или продукт, который заинтересует папу, особенно если это область знаний, в которой мои знания иссякают, например, автомеханика. Мне удалось найти эпизод «Волшебного школьного автобуса» для детей помладше (нажмите здесь, чтобы узнать об этом) и очень хорошую библиотечную книгу для детей постарше, чтобы мы могли начать…

… но для фактического понимания того, как работают автомобили, было приятно, что вмешался Хозяин дома и местный самопровозглашенный моторист. пост к нему.

Будучи большим поклонником автомобилей, как старых, так и новых, я люблю смотреть автомобильные шоу по телевизору. Одно из шоу, которое я недавно смотрел через Netflix, это Top Gear UK . В одном эпизоде, который я смотрел, ведущий хвастался несколькими идеями подарков для автолюбителей, одним из которых была модель четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания. Я искал проект, над которым мой старший сын Т. и я могли бы работать вместе, который был бы и образовательным, и приятным для нас обоих, и вот он!

Комплект предлагается компанией Haynes из Великобритании и называется «Собери свой собственный двигатель внутреннего сгорания». Должен сказать, хороший комплект. Все детали сделаны качественно, собираются без проблем. Руководство по сборке легко читать и следовать, оно содержит отличные схемы и изображения, чтобы убедиться, что вы правильно собираете компоненты.

На внешней стороне коробки есть изображения модели, а также некоторых деталей и инструментов. В комплекте видно наличие полноразмерной отвертки, это оказалось не так. Отвертка, которую вы получаете в комплекте, имеет длину около 2 дюймов, но имеет магнитный наконечник, который вам пригодится. Я предлагаю использовать маленькую отвертку, чтобы установить винты на место, и большую из вашего собственного набора инструментов, чтобы закрутить их. Это то, что мы сделали, маленький филипс с тонким наконечником сделал свое дело.

Клей не требуется. Большинство деталей встают на место и крепятся маленькими винтами, и, как я уже говорил ранее, все соединилось довольно хорошо.

Имейте в виду, что здесь нет всех компонентов, необходимых для типичного четырехцилиндрового двигателя, но основных компонентов достаточно, чтобы дать вам реалистичное представление. Некоторым деталям потребовалось некоторое время, чтобы подготовиться к сборке, одной из которых был ремень ГРМ. При установке хочет оторваться от шестеренок. Вам понадобится третья рука, чтобы удерживать его на месте при установке крышки ГРМ. Это удержит его на месте, и после пристегивания ремень останется на месте.

Кроме того, на шаге 41 при установке распределителя на схеме показан жгут проводов, выходящий из распределителя в положении «6 часов». Это правильное положение. В письменных инструкциях будет указано, что это должно быть вверху, на 12-ти часах, что неверно. Я предлагаю установить распределитель так же, как мы, оставив крепежные винты незатянутыми, так как вам нужно будет скорректировать синхронизацию в соответствии со спецификациями в руководстве. В наших последних корректировках провода распределителя находились в положении «7 часов», чтобы окончательный порядок зажигания был правильным.

Все это звучит немного сложно, но имеет смысл, когда вы находитесь в середине этого, и очень круто, когда все закончено, и вы нажимаете красную кнопку, чтобы запустить ее.

У каждого цилиндра есть свеча зажигания, которая загорается, когда каждый из них срабатывает в свое время, поршни двигаются вверх и вниз, как выпускной, так и впускной клапаны открываются и закрываются, все в полном порядке. И, будучи прозрачной моделью, вы можете видеть, как все это происходит, что для такого моториста, как я, невероятно захватывающе!

Я взял модель на работу, чтобы показать своим сотрудникам и клиентам, и все были поражены тем шоу, которое она устроила. Мы даже обнаружили, что издаем звуки двигателя, чтобы дополнить движение модели. Я предлагаю, чтобы любой из вас, родители, ищущие забавное, необычное занятие для своих детей, этот комплект представляет собой хорошо потраченные 30 долларов, и как отец шестерых детей с обувью и молоком, которые нужно купить, я не говорю что слегка.

Здорово учиться дома.

Германия, Двигатели внутреннего сгорания и проблема долгосрочных инвестиционных тезисов | Инсайты

Примечание редактора: MarketMinder не дает индивидуальных рекомендаций по безопасности. Ниже просто представлена ​​более широкая тема, которую мы хотим осветить. Кроме того, MarketMinder не поддерживает ни одного политика или какую-либо политическую партию, оценивая события исключительно с точки зрения их потенциального влияния на рынок.

Два с половиной года назад губернатор Калифорнии Гэвин Ньюсом издал указ, предписывающий регулирующим органам запретить автомобили с бензиновым двигателем к 2035 году. Куда идет Калифорния, туда идет и страна , сказал дух времени. Европа, стремящаяся к «чистому нулю» выбросов углерода к 2050 году, казалось, обязательно последует этому примеру. Последовала настоящая лихорадка электромобилей (EV). На протяжении 2020 и 2021 годов они были одним из нескольких следующих крупных проектов, за которыми гнались инвесторов. Все это было основано на простом тезисе: сегодняшние нормативные изменения будут определять инновации и потребительский выбор в течение следующих полутора десятилетий. В этом есть доля правды. Но есть риск зайти слишком далеко: такое мышление игнорирует возможность всевозможных непредвиденных технологических и политических событий на этом пути, любое из которых может нарушить прогнозируемую тенденцию — ключевая причина, по которой инвесторы должны сосредоточиться на следующих трех направлениях. – 30 месяцев, а не десятилетий. Германия и Италия только что прислали последнее напоминание.

Некоторое время ЕС работал над так называемым «Зеленым соглашением», определяющим, как общество стремится к нулевому уровню выбросов. Все уже давно предполагали, что к 2035 году он также запретит двигатели внутреннего сгорания, поддавшись той же порочной логике, что и руководство Калифорнии. Но спор был далек от завершения, и не только потому, что энергетический кризис в блоке выявил риски экспоненциального роста спроса на электроэнергию без наращивания стабильных мощностей по выработке электроэнергии. Нет, было также противодействие со стороны Германии и Италии, возможно, связанное с двумя легендарными производителями спортивных автомобилей с лошадьми на их логотипах.

Дело не только в том, что автолюбителям нравятся двигатели с громким vroom . Porsche и Ferrari на самом деле потратили много времени и денег на электрические и гибридные предложения, и несколько автопроизводителей делают ставку на спрос на электрические маслкары. Но они также потратили ресурсы на решение проблемы, с которой сталкиваются владельцы старых автомобилей: что произойдет, если запрет на ископаемое топливо сделает невозможным переработку и продажу бензина? Что происходит с коллекционерами в этом мире, не говоря уже о послепродажной стоимости старых моделей? И если послепродажная стоимость упадет, как производители роскошных спортивных автомобилей смогут продолжать сегодня брать самые высокие цены в долларах, фунтах и ​​​​евро за ультрасовременные модели с газовым двигателем? Логично предположить, что перспектива растущего дефицита повысит спрос по мере приближения запрета двигателей внутреннего сгорания, но этого, вероятно, будет недостаточно для поддержания высоких цен, если способность владельцев управлять этими вещами ухудшится.

Там, где есть воля, есть способ, и инженеры уверены, что нашли его: электронное топливо. Например, синтетическое топливо. Не биотопливо из водорослей, хотя эта крутая технология также находится в разработке в Японии. Не этанол, который, как некоторые жалуются, слишком сильно горит и вредит двигателям. Нет, электронное топливо — элегантное решение многих проблем. Он производится путем всасывания частиц углеводорода из воздуха — очистки от предшествующих загрязнений — и их повторной гидратации, создавая топливо, имеющее в основном те же химические свойства, что и очищенная нефть. Цель состоит в том, чтобы обеспечить этот процесс возобновляемой электроэнергией — будь то ветер, солнечная энергия, ядерная энергия или что-то новое — чтобы сделать его максимально «зеленым». Это не потребует реорганизации сельскохозяйственного производства, как это потребовало бы массовое внедрение этанола. Это не потребует экспоненциального увеличения пропускной способности электросети, как это потребовало бы стопроцентного использования электромобилей. И это не потребует наращивания потребления кобальта и всех связанных с этим этических, правовых и экологических проблем. Это просто требует наличия реального рынка.

Несколько стартапов изучают эту технологию и стремятся выяснить, как производить ее дешево в больших масштабах теперь, когда они взломали формулу и процесс. Государственные субсидии, возможно, в значительной степени игнорировали это, но Porsche и Ferrari поддержали это финансово. Итак, эти двое подняли руки и попросили свои правительства убедить Брюссель исключить электротопливо из предложенного им запрета на двигатели внутреннего сгорания. После долгих переговоров они победили. В понедельник ЕС объявил, что двигатели внутреннего сгорания, работающие только на электронном топливе, будут разрешены с 2035 года и далее. Это заметно изменило американскую дискуссию, и многие подозревают, что Калифорния и США последуют примеру Европы, поскольку электронное топливо делает прежнюю политику спорной.

Короче говоря, потребовалось всего одно нормативное исключение, чтобы поставить под сомнение окончательное, долгосрочное завоевание электромобилей, поставив вопрос: что еще может измениться, чтобы изменить тенденции производства и потребления автомобилей в следующем десятилетии? Что происходит, чего инвесторы не видят сейчас, и как это может изменить спрос и предложение на акции электромобилей — и автопроизводителей в целом — в течение следующих 5, 10 или более лет? Короткий ответ: никто не знает, что, по нашему мнению, делает довольно глупым основывать любые портфельные решения на нечетких ожиданиях климатической политики. Тенденции сегодня вряд ли будут тенденциями через несколько лет.

Мы видим это не в первый раз. Помните, когда в 2008 году цены на нефть резко возросли, и все думали, что будущее за маленькими автомобилями, а большие внедорожники остались в прошлом? Сланцевый бум положил этому конец. Затем в центре внимания оказались электромобили, прежде чем они рухнули на медвежьем рынке 2022 года, отчасти потому, что устаревшие автопроизводители смогли субсидировать свои более дешевые модели электромобилей за счет пожирателей бензина с большей маржой. Теперь электронное топливо может повысить интерес к традиционным и гибридным двигателям. И после этого? Изменят ли правила игры аккумуляторы без кобальта? Мини-модульные ядерные реакторы меняют форму и перезаряжают (каламбур) энергосистемы? Что-то другое?

Большой толстяк , знающий , который отвечает на все эти вопросы, — вот почему мы не думаем, что имеет смысл заглядывать более чем на 30 месяцев вперед при принятии инвестиционных решений.