4 тактный 1 цилиндровый двигатель: Одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель принцип работы. — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

Одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель принцип работы.

Подробности

В наше время на автомобилях используются четырехтактные многоцилиндровые двигатели. Для того, чтобы вы могли самостоятельно ремонтировать двигатель и определять характер неисправности, вначале необходимо узнать его устройство и принцип работы. Для того чтобы представить как же он все таки работает, рассмотрим принцип работы одноцилиндрового четырехтактного бензинового двигателя. Отличие у них только в количестве цилиндров.

Рис 1 – Одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель в разрезе.

1 – глушитель. 2 – пружина клапана. 3 – карбюратор. 4 – впускной клапан. 5 – поршень. 6 — свеча зажигания. 7 – выпускной клапан. 8 – шатун. 9 – маховик. 10 – распределительный вал. 11 – коленчатый вал.

Такт впуска. Такт – это процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.

Рис 2 – Такт впуска.

1 – впускной клапан. 2 – свеча зажигания. 3 – выпускной клапан. 4 – шатун.
Направление вращения коленчатого вала происходит по часовой стрелке. Вначале поршень у нас находится в верхней мертвой точке ВМТ. За первый такт коленчатый вал совершает пол оборота (180 градусов), тем самым перемещая поршень из ВМТ в нижнюю мертвую точку НМТ. Когда поршень перемещается вниз, у нас в цилиндре создается разряжение. Одновременно с перемещением поршня открывается впускной клапан 1, в конце первого такта клапан откроется полностью. Благодаря создавшемуся разряжению в цилиндре засасывается горючая смесь, которая представляет собой смешанные пары бензина с воздухом. Не забываем, что в цилиндре у нас еще присутствуют продукты сгорания от предыдущего цикла. В итоге это все смешивается и у нас получается рабочая смесь. Подробнее о такте впуска.

Такт сжатия.

Рис 3 — Такт сжатия.
Следующий оборот на 180 градусов приводит перемещение из НМТ в ВМТ. В этом такте оба клапана у нас закрыты, что приводит рабочую смесь к сжатию и повышению давления до 1.8 МПа и температуры 600 градусов Цельсия. Подробнее о такте сжатия.
Такт расширение. Рабочий ход.

Рис 4 — Такт расширение. Рабочий ход.
По окончанию сжатия происходит воспламенение рабочей смеси от искры создаваемой свечей 2 и ее сгорание. Что приводит к увеличению температуры до 2500 градусов Цельсия и давления до 5 МПа. За счет резкого повышения давления, поршень начинает перемещаться вниз, толкая шатун 4, который в свою очередь совершает вращательное действие на коленчатый вал. В этом такте совершается полезная работа, тепловая энергия преобразуется в механическую. При подходе поршня к НМТ начинает открываться выпускной клапан 3, через который отводятся отработанные газы. В результате температура у нас падает до 1200 градусов, а давление до 0.65 МПа. Подробнее о такте рабочего хода.

Такт выпуска.

Рис 5 – Такт выпуска.
В этом такте у нас полностью открывается выпускной клапан 3. Поршень перемещается из нижней мертвой точки в высшую, выталкивая отработанные газы. Далее газы попадают в выпускной коллектор, затем пройдя через глушитель в атмосферу. В конце такта температура в цилиндре падает до 500 градусов, а давление до 0.1 МПа. Полностью цилиндр от отработанных газов не освобождается, какой-то их процент остается и участвует в последующем такте. Подробнее о такте выпуска.

В процессе работы двигателя все перечисленные такты повторяются циклически. При 3 такте, где совершается рабочий ход поршня, механическая энергия от коленвала передается маховику, которую он накапливает и использует ее в последующих тактах. Благодаря маховику работа двигателя становится ровной и устойчивой.

Двигатели. Рядный? V-образный? «Оппозит»? — ДРАЙВ

В начале XX века, когда конструкторская мысль бушевала вовсю, двигатель рабочим объёмом 10 л мог быть как одноцилиндровым, так, к примеру, и рядной «восьмёркой». Тогда никого особо не удивляли установленная на автомобиле рядная «шестёрка» объёмом 23 л или семицилиндровый звездообразный мотор с аэроплана…

Однако рост мощностей, оборотов и ожесточенная борьба за снижение себестоимости всё расставили по местам. Простейший одноцилиндровый мотор для автомобилестроителей остался в далёком прошлом. Средний объём цилиндра двигателя обычного автомобиля сейчас — от трёхсот до шестисот кубических сантиметров. Литровая мощность — от 35 л.с./л для безнаддувного дизеля до 100 л.с./л для форсированного бензинового «атмосферника». Для серийных двигателей это оптимум, выходить за рамки которого просто невыгодно.

Очень маленькие цилиндры часто встречаются на японских микролитражках: например, объём рядной «четвёрки» у Subaru R1 — всего 658 см³. Из «европейцев» отличился трёхцилиндровый дизельный Smart — 799 «кубиков». Есть цилиндры-напёрстки и у «корейцев»: трехцилиндровый Matiz — это 796 «кубиков», а четырёхцилиндровый — 995. «Четвёркой» объёмом 1086 см³ оснащаются Hyundai i10 и Kia Picanto. На другом полюсе — конечно же «американцы». Объём V-образной «восьмёрки» купе Chevrolet Corvette Z06 составляет 7011 см³. Хотя японцы, например, оснащали внедорожник Nissan Patrol предыдущего поколения рядной «шестёркой» TB48DE объёмом 4758 «кубиков».

Сегодня двигатель мощностью 100 л.с. в большинстве случаев окажется четырёхцилиндровым, у 200-сильного будет четыре, пять или шесть цилиндров, у 300-сильного — восемь… Но как эти цилиндры расположить? Иными словами — по какой схеме строить многоцилиндровый двигатель?

Простота хуже компактности

О чём болит голова у конструктора? Во-первых, о том, как упростить конструкцию двигателя, чтобы он был дешевле в производстве и легче в обслуживании. Самый простой двигатель — рядный (мы будем обозначать такие моторы индексами R2, R3, R4 и т. д.). Располагаем в ряд нужное количество цилиндров — получаем необходимый рабочий объём.

Двигатель R3 (А). Угол между кривошипами — 120°.
Добиться равномерности вспышек в двухцилиндровом двигателе (В) можно только при двухтактном цикле.
А такой мотор (C), например, стоит на «Оке». Поршни движутся синфазно.

Двух- и трёхцилиндровые двигатели встречаются на автомобилях нечасто, хотя мода на «двухгоршковые» моторчики набирает обороты. Тому способствуют продвинутые системы смесеобразования и применение турбонаддува (как, например, на 85-сильной двухцилиндровой турбоверсии хэтчбека Fiat 500). А вот рядная «четвёрка» попала в самый массовый диапазон рабочего объёма легковых автомобилей — от 1,0 до 2,4 л.

В современных четырёхтактных двухцилиндровых двигателях, вроде турбомотора Фиата 500, проблему вибраций отчасти решает балансирный вал.

Пятицилиндровые рядные моторы появились на серийных автомобилях сравнительно недавно — в середине 70-х годов. Первым был Mercedes-Benz со своими дизельными «пятёрками» — они появились в 1974 году (на модели 300D с кузовом W123). Через два года увидел свет пятицилиндровый двухлитровый бензиновый двигатель Audi. А в конце 80-х годов такие моторы сделали Volvo и FIAT.

Рядные «шестёрки», до недавнего времени столь популярные в Европе, нынче во мгновение ока стали вымирающим видом. А про рядную «восьмёрку» и говорить нечего — с ней практически распрощались еще в 30-х годах. Почему?

Ответ прост. С ростом числа цилиндров двигатель становится длиннее, и это создаёт массу неудобств при компоновке. Например, втиснуть поперёк моторного отсека переднеприводного автомобиля рядную «шестёрку» удавалось в считанных случаях — можно припомнить лишь английский Austin Maxi 2200 середины 60-х годов (тогда конструкторам пришлось спрятать коробку передач под двигателем) и Volvo S80 с суперкомпактной коробкой передач.

Два мотора R3, составленные друг за другом, дают великолепный результат — абсолютно уравновешенную рядную «шестёрку».

Как укоротить рядный мотор? Его можно «распилить» пополам, поставить две половинки рядом друг с другом и заставить работать на один коленвал. Такие моторы, у которых цилиндры расположены в виде латинской буквы V, вдвое короче рядных — наибольшее распространение получили двигатели с углом развала блока 60° и 90°. А V-образный мотор с углом развала блока 180°, в котором цилиндры расположены друг против друга, называют оппозитным (или «боксером» — обозначения В2, В4, В6 и т. д. происходят именно от слова boxer).

Такие моторы сложнее рядных — например, у них две головки цилиндров (каждая со своей прокладкой и коллекторами), больше распредвалов, сложнее схема их привода. А оппозитные двигатели ещё и занимают много места в ширину. Поэтому из компоновочных соображений они применяются довольно редко — производителей «боксеров» можно пересчитать по пальцам.

А как сделать V-образный двигатель еще компактнее? Одно из простых, на первый взгляд, решений — установить угол развала блока менее 60°. Действительно, такие моторы были, но редко — можно вспомнить, например, автомобили Lancia Fulvia 70-х годов с моторами V4, угол развала блока которых составлял 23°. Почему же этим не пользовались все? Дело в том, что перед конструктором двигателя всегда стоит ещё одна проблема — вибрации.

О силах и моментах

Вообще без вибраций поршневой двигатель внутреннего сгорания работать не может — так уж он устроен. Но бороться с ними нужно, и не только для повышения комфорта пассажиров. Сильные неуравновешенные вибрации могут вызвать разрушения деталей мотора — со всеми вылетающими и выпадающими оттуда последствиями…

Отчего возникают вибрации? Во-первых, в некоторых схемах двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Таких схем конструкторы по возможности избегают или стараются делать массивней маховик — это помогает сгладить пульсации крутящего момента. Во-вторых, при движении поршней вверх-вниз они то разгоняются, то замедляются, из-за чего возникают силы инерции — сродни тем силам, что заставляют пассажиров автомобиля кланяться при торможении или вдавливают их в спинки сидений при разгоне. В-третьих, шатун в двигателе движется вовсе не вверх-вниз, а совершает сложное движение. Да и возвратно-поступательное перемещение поршня от верхней мёртвой точки к нижней тоже нельзя описать простой синусоидой.

Силы инерции от двух масс, вращающихся на одном валу поодаль друг от друга, создают свободный момент.
В простейшем моторе есть свободные силы инерции, но нет моментов. Цилиндр-то один.

Поэтому среди сил инерции появляются составляющие с удвоенной, утроенной, учетверённой частотой вращения коленвала… Этими так называемыми силами инерции высших порядков, как правило, пренебрегают — они по сравнению с основной силой инерции (которой присвоили первый порядок) очень малы. Исключение составляют силы инерции второго порядка, с которыми приходится считаться. Плюс к этому, пары сил, приложенные на определённом расстоянии, образуют моменты — так происходит, когда в соседних цилиндрах силы инерции направлены в разные стороны.

Что сделать для того, чтобы уравновесить силы и моменты? Во-первых, можно выбрать схему мотора, в которой цилиндры и кривошипы коленчатого вала расположены таким образом, что силы и моменты взаимно уравновесят друг друга — всегда будут равны и направлены в противоположные стороны.

Яркий представитель вымершего племени автомобилей с рядной «восьмёркой» — модель 1930-х годов Alfa Romeo 8C.

А если ни одна из уравновешенных схем не подходит — например, из компоновочных соображений? Тогда можно попытаться по-другому расположить шейки коленвала и применить всякого рода противовесы, создающие силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению основным уравновешиваемым силам. Иногда это можно сделать, разместив противовесы на коленчатом валу мотора. А иногда — на дополнительных валах, которые называют балансирными валами противовращения. Называются они так потому, что крутятся в другую сторону, нежели коленвал. Но это усложняет и удорожает двигатель.

Чтобы облегчить описание степени уравновешенности разных двигателей, мы подготовили сводную таблицу. Зелёным в ней выделены самоуравновешенные силы и моменты, а красным — свободные (те, что не уравновешены и вырываются на свободу — через опоры силового агрегата проходят на кузов автомобиля).

Степень уравновешенности (зелёная ячейка — уравновешенные силы или моменты, красная — свободные)
	1	R2	R2*	V2	B2	R3	R4	V4	B4	R5	VR5	R6	V6	VR6	B6	R8	V8	B8	V10	V12	B12
Силы инерции первого порядка
Силы инерции второго порядка
Центробежные силы**
Моменты от сил инерции первого порядка
Моменты от сил инерции второго порядка
Моменты от центробежных сил
* Поршни в противофазе.
** Уравновешиваются противовесами на коленчатом вале.

Что же получается? Из распространённых типов двигателей абсолютно уравновешенных всего два — это рядная и оппозитная «шестёрки». Теперь понимаете, почему BMW и Porsche так крепко держатся за такие моторы? Ну а о причинах, по которым от них отказываются остальные, мы уже упоминали. Теперь рассмотрим поподробнее остальные схемы.

Шестицилиндровый «оппозитник» водяного охлаждения Porsche. С левой и правой сторон блока в целях экономии стоят одинаковые головки, поэтому цепные приводы распредвалов пришлось устраивать и спереди, и сзади.

Уравновешенные и не очень

Из двухцилиндровых двигателей на автомобилях нынче применяется только один — двухцилиндровый рядный мотор с коленчатым валом, у которого кривошипы направлены в одну сторону (такой, например, стоял на отечественной «Оке»). Как видно, этот двигатель по степени уравновешенности похож на одноцилиндровый, поскольку оба поршня движутся вверх и вниз одновременно, в фазе. Для того чтобы уравновесить свободные силы инерции первого порядка, в моторе «Оки» слева и справа от коленвала применялись два вала с противовесами. А как же быть с силами второго порядка? Для того чтобы с ними справиться, пришлось бы добавить ещё два балансирных вала, что на двухцилиндровом моторе, изначально предназначенном для маленьких и дешёвых автомобилей, было бы совершенно неуместным.

Впрочем, это ещё ничего — много двухцилиндровых моторов выпускалось вообще без балансирных валов. Так было, например, на малышках Fiat 500 образца 1957 года. Да, вибрации были, их старались погасить подвеской силового агрегата… Но мотор зато получался простым и дешёвым! Дешевизна двухцилиндровых двигателей соблазняет разработчиков и сегодня: не зря же эту схему использовали создатели самого доступного автомобиля планеты, индийского хэтчбека Tata Nano.

Машин с оппозитной «двойкой» — по экономическим и компоновочным соображениям — было немного. Можно упомянуть, например, французский Citroen 2CV.

Двухцилиндровый двигатель, у которого кривошипы направлены в разные стороны (под углом 180°), можно встретить сегодня только на мотоциклах. Поскольку поршни в нём всегда движутся в противофазе, то он уравновешен лучше. Однако равномерного чередования вспышек в цилиндрах можно добиться только на двухтактных моторах — такие двигатели устанавливались на довоенные DKW и их прямых наследников, пластиковые гэдээровские Трабанты. По причине простоты и дешевизны никаких балансирных валов на них тоже не было, а с возникающими вибрациями просто мирились.

Автомобиль с двухцилиндровым V-образным мотором припоминается только один — отечественный НАМИ-1. А до наших дней этот тип двигателя дожил только на мотоциклах — вспомните американский Harley Davidson и его японских последователей с их V-образными «двойками» во всей хромированной красе. Такой мотор можно уравновесить практически полностью с помощью противовесов на коленчатом валу, но достичь равномерного чередования вспышек невозможно. Хорошо, что байкеры особого внимания на вибрации не обращают…

НАМИ-1 — прототип 1927 года.

Трёхцилиндровый двигатель уравновешен хуже, чем рядная «четвёрка», и поэтому производители трёхцилиндровых моторов — например, Subaru и Daihatsu — стараются оснащать их балансирными валами. В своё время опелевские двигателисты решили отказаться от балансирного вала, разрабатывая трёхцилиндровый мотор семейства Ecotec для Корсы второго поколения — в целях удешевления и уменьшения механических потерь. И трёхцилиндровая Corsa после дебюта в 1996-м была раскритикована немецкими автожурналистами: «По городу на переменных режимах ездить совершенно невозможно».

В самой популярной среди двигателистов рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка. Её можно уравновесить только балансирным валом, вращающимся с удвоенной скоростью. (Вы не забыли — сила инерции второго порядка действует с удвоенной частотой?) А для компенсации момента от балансирного вала придётся ставить ещё один, вращающийся в противоположную сторону. Дорого? Безусловно. Однако моторы с балансирными валами можно встретить на автомобилях Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat и самых разных марок концерна Volkswagen.

Пример рядной «четвёрки» с балансирными валами — двухлитровый двигатель Audi. Валы располагаются по обе стороны от коленвала и с удвоенной скоростью вращаются в противоположные стороны. Здесь балансирные валы расположены снизу и соединены зубчатой передачей, а раньше (как, например, на приведённом на картинке внизу двигателе Saab 2.3) их располагали сверху и у каждого был свой шкив цепного привода.

Кстати, оппозитная «четвёрка» уравновешена лучше, чем рядная, — здесь есть только момент от сил инерции второго порядка, который стремится развернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Однако и «оппозитник» воздушного охлаждения легендарного «Жука», и знаменитые «боксеры» Subaru обходились и обходятся без балансирных валов.

Subaru из компоновочных соображений предпочитает рядной «четвёрке» оппозитную. Что до вибраций, то силы инерции второго порядка у «боксера» уравновешены, но момент от них всё же остаётся свободным.

У рядных «пятёрок» с уравновешенностью дела обстоят не очень. Силы инерции компенсируются, но вот моменты от этих сил… Во время работы двигателя по блоку постоянно «пробегает» волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жёстким. Однако и Mercedes-Benz, и Audi, и Volvo борются с вибрациями, дорабатывая подвеску силового агрегата или применяя специальные противовесы (как у наддувной «пятёрки» 2.5 TFSI на Audi TT RS). И только фиатовские мотористы применяли балансирный вал, который полностью уравновешивал все моменты.

На картинке FIAT JTD от хэтчбека Croma — потомок пятицилиндрового турбодизеля Fiat TD 125 объёмом 2387 см³, образованного путём добавления одного цилиндра к 1,9-литровой «четвёрке» TD 100. Балансирный вал — слева, в нижней части картера.
Под каким углом расположить кривошипы коленвала рядной «пятёрки»? 360° делим на пять… Правильно — 72°!

Кстати, практически все «пятёрки» образованы путём прибавления ещё одного цилиндра к четырёхцилиндровому двигателю — как кубики в конструкторе. Делают это для того, чтобы с минимальными производственными и конструкторскими затратами получить более мощные моторы. При этом всю начинку, включая поршни, шатуны, клапаны и т. д., можно взять от «четвёрки». Понадобятся иные блок и головка цилиндров и, само собой, коленчатый вал, кривошипы которого должны быть расположены под углом в 72°.

О шестицилиндровых моторах — мечте с точки зрения уравновешенности — мы уже упоминали. А вот в моторах V6, которые вытесняют рядные «шестёрки», ситуация с уравновешенностью такая же, как у «трёшки», то есть не ахти. Поэтому, например, балансирным валом в развале блока цилиндров был оснащён самый первый двигатель V6 фирмы Mercedes-Benz — заслуженный М112 с тремя клапанами на цилиндр. У трёхлитровой «шестёрки» концерна PSA вал находился в одной из головок блока. На других моторах того времени инженеры пытались не усложнять конструкцию и старались свести уровень вибраций к минимуму за счёт усовершенствованной подвески силового агрегата и хитроумного смещённого расположения шатунных шеек коленчатого вала (как, например, на Audi V6).

В моторе V6 с углом развала блока 90° сдвоенные кривошипы расположены под углом 120°. А в моторах с развалом 60° каждый шатун приходится устанавливать на своём кривошипе.
Для уравновешивания свободного момента от сил второго порядка мотору V6 90° необходим один балансирный вал (показан стрелкой). В двигателе Citroen 3.0 V6 он был установлен в одной из головок блока.

У новейших мерседесовских двигателей V6 угол развала блока сократился до 60°, в результате чего необходимость в балансирном вале отпала.

Добавим сюда ещё одно замечание — в моторах V6 с развалом в 90° не обеспечивается равномерное чередование вспышек в цилиндрах. Возникающая неравномерность хода может компенсироваться за счёт утяжелённого маховика, но лишь отчасти. Вот вам и ещё один источник вибраций…

Двигатели V8 с углом развала цилиндров в 90° и коленвалом, кривошипы которых располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, весьма неплохо уравновешены. В таком моторе можно обеспечить равномерное чередование вспышек, что тоже работает на плавность хода. Остаются неуравновешенными два момента, которые можно полностью утихомирить с помощью двух противовесов на коленчатом валу — на щеках крайних цилиндров. Понимаете, почему американцы раньше других прочувствовали всю прелесть V-образных моторов? Вибрации и тряски в своих автомобилях они очень не любят…

Двигатель V8: и развал блока, и угол между кривошипами — 90°.

Напоследок можно поговорить о схемах необычных. Сначала вспомнить о моторах V4. Таких было немного — европейский Ford образца 60-х годов (который стоял на автомобилях Ford Taunus, Capri и Saab 96) да чудо-двигатель отечественного «Запорожца». Здесь не обошлось без уравновешивающего вала для момента от сил инерции первого порядка. Впрочем, конструкторы вышеупомянутых автомобилей выбирали эту схему из условий компактности и отчасти экономии, а не за хорошую уравновешенность.

Ford и ЗАЗ выбрали экзотику: мотор V4, в котором и угол развала блока, и угол между кривошипами составляют 90°.
Угол развала цилиндров моторов V2 колеблется от 25° до 90°.

А что насчёт V-образных «десяток»? Как можно видеть, степень уравновешенности таких моторов точно такая же, как и у моторов R5. Впрочем, конструкторы прежних моторов Формулы-1 или монстров Dodge Viper и Dodge RAM, где стоят двигатели V10, о вибрациях думали далеко не в первую очередь.

Как жаль, что Viper и его коллосальный V10 — уже история.

Двигателями V10 отметилась целая череда знаковых машин: BMW M5, Audi S6 и S8, а также RS6 с наддувной «десяткой». Не говоря уже об автомобилях Lamborghini. Наконец, Lexus LFA тоже оснащается двигателем V10.

Ну а прочие схемы легко свести к предыдущим. Например, оппозитная «восьмёрка» (пример применения — гоночные болиды Porsche 917) — это две «четвёрки», работающие на один коленвал. А V-образный и оппозитный двенадцатицилиндровые двигатели можно свести к двум рядным «шестёркам».

VR6, VR5, W12…

Помните, мы упоминали о V-образных моторах с малым углом развала блока — как на Лянчах? Раньше таких схем избегали — уравновесить их сложнее, чем моторы с развалом в 60° или 90°, а выигрыш в компактности тогда ценили не так…

Но теперь ситуация изменилась. Во-первых, повсеместно применяются гидроопоры силового агрегата, которые значительно ослабляют вибрации. Во-вторых, пространство под капотом нынче на вес золота. Ведь кто раньше мог себе представить скромный хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь — пожалуйста! Всё началось с Фольксвагена Golf VR6 третьего поколения.

Знаменитый фольксвагеновский двигатель VR6, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR), стал дальнейшим развитием V-образных двигателей с малым углом развала блока. Цилиндры этого мотора разведены на ещё меньший угол, чем на Лянчах, — всего на 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют ещё «смещённо-рядным». Гениальное решение — «шестёрка» 2.8 компактнее, чем обычный мотор V6, да ещё и имеет одну головку блока! Потом появился двигатель VR5 — это VR6, от которого «отрезали» один цилиндр. После этого мотористы концерна Volkswagen вообще словно с цепи сорвались.

Двигатель VR5 2.3 конструкторы Фольксвагена получили, отняв один цилиндр от мотора VR6. Угол развала компактного блока — 15°, все пять цилиндров укрыты одной головкой блока.

Они придумали суперкомпактный двигатель W12, который дебютировал в 1998 году на концепт-каре W12 Roadster. Это два двигателя VR6, установленные под углом 72° на одном коленвале. Но прежде в серию пошёл мотор W8, которым оснащалась топ-модель седана Passat. Там тоже два мотора VR6, от которых «отрезано» по два цилиндра и которые тоже объединены в одном блоке на одном коленвале. Когда-то в Вольфсбурге подумывали и о восемнадцатицилиндровом двигателе — но в итоге остановились на W16 с четырьмя турбокомпрессорами, который разгоняет Bugatti Veyron до 431 км/ч.

Супермотор W12, показанный на концепте имени себя, приводит в движение представительские модели фирм Audi, Volkswagen и Bentley. На фото хорошо видно шахматное расположение цилиндров пары блоков, объединённых в одной отливке под углом 72°. Длина 420-сильного мотора — всего 51 см, ширина — 70 см.

Почему же таких моторов не было раньше? Взгляните, к примеру, на коленвал двигателя W12 — такое технологу и в страшном сне не приснится! Создателям новых схем должен помогать компьютер. Чтобы просчитать все варианты угла развала блока, расположения шатунных шеек, порядка вспышек в цилиндрах и выбрать самый уравновешенный, без помощи вычислительных мощностей обойтись очень сложно.

Теория и практика

Как видно, при выборе схемы силового агрегата конструкторы ставят во главу угла вовсе не степень уравновешенности. Главное — это удачно вписать в моторный отсек такой двигатель, который будет обладать наилучшим соотношением массы, размеров и мощности. Потом, двигатели сейчас всё чаще строятся по модульному принципу. Говоря упрощённо, на одной поршневой группе можно построить любой мотор — и трёхцилиндровый, и W12. Вслед за Фольксвагеном на модульные конструкции переходит всё больше производителей. Новейшая линейка моторов Mercedes — тому отличное подтверждение.

А вибрации… Во-первых, следует различать теоретическую и действительную уравновешенность двигателя. Если коленчатый вал в сборе с маховиком не отбалансирован, а поршни и шатуны заметно отличаются по массе, то трясти будет даже рядную «шестёрку». А потом, действительная уравновешенность всегда значительно хуже теоретической — по причинам отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации узлов под нагрузкой. Так что вибрации «прорываются» из двигателя наружу при любой схеме. Поэтому автомобильные инженеры и уделяют такое внимание подвеске силового агрегата. На самом деле конструкция и расположение опор двигателя — не менее важный фактор, чем степень уравновешенности самого мотора…

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

Топ-10 моторов всех времен — журнал За рулем

В нашем обзоре — десять знаменитых двигателей, десять ступеней к совершенству. Почти каждый из них повлиял не только на развитие техники, но и на социальную среду.

10-е место: родоначальник даунсайзинга

01 TopEngines zr04–11

Приличные характеристики двигателя при скромном рабочем объеме уже не особенно удивляют. Мы начинаем привыкать к понятию «даунсайзинг», понимая, что эра двигателей большого литража постепенно уходит. А началось это, на мой взгляд, с дебюта в середине 1990-х годов наддувного мотора в 1,8 л, разработанного «Ауди». При умеренном рабочем объеме он должен был удовлетворить владельцев автомобилей самых различных классов. Поэтому даже в самой простой версии двигатель выдавал 148 сил, чего вполне хватало, чтобы превратить в маленькую зажигалку хэтчбек «СЕАТ-Ибица» и не заставлять гореть со стыда владельца престижного «Ауди-А6».

Собственно, литраж ничего не говорил о способностях агрегата. Это был небольшой (в том числе по габаритам — ставь его хоть вдоль, хоть поперек) шедевр своего времени: пять клапанов на цилиндр, изменяемые фазы на впуске, кованые алюминиевые поршни и, конечно, турбонаддув.

С его помощью мощность мотора поднимали все выше и выше, дойдя в спецверсии «Ауди-ТТ кваттро Спорт» до 236 сил. Данный предел был обусловлен лишь спецификой дорожного автомобиля. В гоночной формуле «Палмер Ауди», где ресурс не так важен, с новым блоком управления и агрегатом наддува с 1800-кубового двигателя сняли 365 сил. В Формуле-2, превращая серийный двигатель в чисто гоночный агрегат, достигли и вовсе фантастических 480 сил. Поэтому переход Формулы-1 на «шестерки» объемом 1,6 л в свете достижений мотора «Ауди» не выглядит абсурдным.

9-е место: верность ротору

02 TopEngines zr04–11

Исключительный случай — когда автомобильная компания прочно ассоциируется с одним типом двигателя. Конечно, «Мазда» не сама изобрела роторно-поршневой двигатель Ванкеля. Зато она в труднейшие времена энергетического кризиса 1970-х пересилила обстоятельства: не бросила, как другие, эту весьма сложную в доводке конструкцию, а продолжила совершенствовать «Ванкель» в узком, зато перспективном для имиджа сегменте форсированных спортивных машин. Хотя первоначально планировалось, что все модели «Мазды», вплоть до грузовиков и автобусов, перейдут со временем на двигатель Ванкеля.

Когда в 1975 году двухсекционный мотор с индексом 13В появился на серийных машинах, никто не мог предположить, что он станет самым массовым РПД в мире и продержится в производстве более 30 лет. Более того, даже современный маздовский РПД «Ренезис» — лишь результат эволюции 13B. Именно этот мотор стал проводником в серию большинства впервые примененных на РПД новинок, которые и обеспечили ему столь долгую жизнь, — настроенного впуска с изменяемой геометрией, электронного впрыска топлива, турбонаддува. В итоге мотор, который начал жизнь под капотом утилитарного пикапа с мощности чуть больше 100 сил, превратился в короля автогонок, выдававшего даже в серийном варианте минимум 280. Повышенный расход топлива и большой угар масла — неизбежные проблемы любого РПД — были оправданной расплатой за скромный вес, низкий центр тяжести и способность крутить свыше 10 тысяч оборотов в минуту. Маздовские купе RX-7 доминировали в американских кузовных чемпионатах на протяжении 1980-х годов во многом благодаря роторно-поршневому мотору 13B.

8-е место: «восьмерка» планеты Земля

03 TopEngines zr04–11

Материалы по теме

Любой, кто хоть немного интересуется американским автомобилестроением, наверняка слышал о «восьмерке» «Шевроле» семейства Small Block. Неудивительно, ведь ее в почти неизменном виде можно было встретить на различных моделях концерна «Дженерал моторс» с 1955 по 2004 год. Долгая карьера сделала этот нижневальный двигатель самым распространенным V8 на Земле. Small Block первого поколения (не путать с аналогичными моторами второй и третьей генераций серий LT и LS!) выпускается и сейчас, правда, только на рынок запчастей. Общее число изготовленных моторов превысило 90 миллионов.

Не стоит соотносить слово Small с небольшим литражом двигателя. Рабочий объем «восьмерки» никогда не опускался ниже 4,3 л, а в лучшие времена достигал 6,6 л. Свое имя мотор получил за небольшую высоту блока, обусловленную соотношением диаметра цилиндра и хода поршня: на первом образце 95,2х76,2 мм. Такая короткоходность обусловлена техзаданием: новую «восьмерку» следовало вписать под низкий капот родстера «Шевроле-Корвет», который до этого едва не лишился спроса из-за слабой для него рядной «шестерки». Не появись этот мощный V8, подхлестнувший интерес к первому массовому американскому спорткару, «Корвет» вряд ли пережил бы середину 1950-х.

Вскоре удачного шевролетовского «малыша» назначили базовой «восьмеркой» для всего GM, хотя двигатели V8 собственной конструкции были у каждого отделения концерна. Простой, надежный и неприхотливый мотор пережил все уровни признания: участвовал в гонках, трудился в качестве движущей силы катеров и изредка монтировался даже на легкие самолеты. И хотя в последние годы полноценной жизни двигателя его предлагали только для пикапов и фургонов, все автомобильные фанаты знали, что именно этот заслуженный V8 когда-то был рожден для спасения «Шевроле-Корвет».

7-е место: единственный в своем роде

04 TopEngines zr04–11

Какой же рейтинг моторов обойдется без БМВ! Марка попала бы в наш перечень уже за исключительную приверженность рядной «шестерке» — когда-то такая компоновка легковых двигателей была широко распространена. Помимо баварцев, на легковых машинах (вседорожники и пикапы не в счет) ее применяют сейчас только «Вольво» и австралийский филиал «Форда» (остальные сдались в пользу менее уравновешенного, зато гораздо более компактного V6). Но БМВ стоит особняком: только эта компания смогла выжать из расположенных в ряд шести цилиндров все преимущества — от потрясающе плавной работы до способности легко раскручиваться до самых высоких оборотов.

С каждым поколением, начиная с «шестерки» БМВ образца 1968 года, которую получили, добавив пару цилиндров к уже выпускавшейся «четверке», эти двигатели становились легче, мощнее, совершеннее. Многоцилиндровые схемы для баварцев были практически под запретом — первый V12 появился лишь в 1986 году, а V8 вообще только в 1992-м. Создание этих двигателей легче оправдать маркетингом, нежели истинной любовью инженеров — они всю душу и умение вкладывали именно в шесть расположенных в ряд цилиндров.

Апофеоз атмосферной «шестерки» БМВ — мотор S54 образца 2000 года, предназначенный для М3. Это гимн совершенству гоночного по сути двигателя, водруженного на гражданский автомобиль. Тяжелого на подъем вначале, но расцветающего при малейшем намеке на спортивный стиль езды. С 3,2 л рабочего объема сняли 343 силы (с литра — 107) — для атмосферного мотора даже сейчас великолепный результат.

Его было бы трудно достичь без применения всех новейших на тот момент технологий — индивидуальных дросселей на каждый цилиндр с электронным управлением, системы регулирования фаз, причем как впуска, так и выпуска. Чтобы мотор выдерживал любые нагрузки, его даже перевели на чугунный блок цилиндров, что для БМВ редкость.

К сожалению, следующее поколение M3 отказалось от семейных ценностей в пользу V8. Это тоже очень неплохой мотор — но радость от укрощения разъяренного зверя ушла вместе с прежней «шестеркой». Подобные ей двигатели в нынешних условиях считаются, как бы точнее сказать, неполиткорректными.

6-е место: легенда гонок

05 TopEngines zr04–11

Последние образцы настоящего V8 «Хеми» собрали в 1971 году (современное одноименное семейство не имеет с ним ничего общего), но еще более четверти века этот двигатель служил любимой игрушкой любителям дрэг-рейсинга. Мотор, появившийся в 1964 году как чисто гоночный для серии NASCAR, был идеальным образцом спортивного V8 (рабочий объем 7 л, или 426 куб. дюймов по американской системе, стандартная мощность 425 сил) с минимальным применением сложных технологий: нижневальный, с двумя клапанами на цилиндр.

Важнейшим отличием от конкурентов стала полусферическая (отсюда «хеми», происходит от HEMIspherical — «полусферический») камера сгорания, позволившая оптимизировать процесс — получить большую мощность при меньшей степени сжатия. Впрочем, это тоже изобрел не «Крайслер». Его заслуга в том, что на основе известной технологии он создал непобедимый мотор, отличавшийся помимо характеристик еще и нереальной прочностью, способный выдержать самые ужасные методы форсировки. Недаром «Хеми» весил заметно больше, чем любой другой V8 начала 1960-х, — почти 400 кг. Но это обстоятельство совершенно не мешало автомобилям с 426-м «Хеми» уверенно громить соперников в гонках.

Гегемонию крайслеровского мотора не раз пытались ограничить — переписывая правила, изменяя количество требуемых для омологации серийных моторов, но он не сдавался и удерживал лидирующие позиции в NASCAR вплоть до 1970-х годов. К тому времени он стал не только спортивной, но и уличной легендой: серийные машины, снабженные дорожной версией «Хеми», выпускались в мизерных количествах — их сделали не более 11 тысяч, причем и эту малость распределили среди нескольких моделей «Доджа» и «Плимута». Ныне автомобили с оригинальным «Хеми», несмотря на примитивную конструкцию, стоят бешеные деньги — легенда пошла на новый круг.

5-е место: сложнее не бывает

06 TopEngines zr04–11

Самый необычный и амбициозный проект двигателя уникальной компоновки W16 выпестовали ради возрожденной марки «Бугатти». На самом деле этот двигатель, за исключением грандиозной мощности в 1001 л.с., является логичным развитием семейства компактных VR-образных моторов «Фольксвагена». Они отличались критически малым углом развала цилиндров — всего 15 градусов, что позволяло использовать на оба ряда одну головку. Мотор VR6 появился на «фольксвагенах» еще в 1991 году. Американский рынок требовал машин с шестью цилиндрами, и немцы умудрились выйти из положения, применив оригинальную схему, позволявшую без увеличения подкапотного пространства легко втиснуть «шестерку» (как вдоль, так и поперек) взамен стандартных четырех цилиндров.

Материалы по теме

Позже удачная находка получила развитие в более крупных масштабах. Амбиции Фердинанда Пиха, желавшего сделать «Фольксваген» топ-брендом, привели к созданию W8, представлявшего собой два VR4, установленных на общий картер под углом 72 градуса. Появился W12, «собранный» из двух VR6. Но мотор «Бугатти» даже в этой компании стоит особняком. Перед его создателями стояла задача почти неразрешимая — выдать рекордную мощность при минимальной массе. Поэтому мотор даже при схожей схеме получился иного уровня — сделанный на грани инженерного безумства. Конструкторы максимально уплотняли пространство вокруг двигателя. Блоки двух VR8 развалили под углом 90 градусов, разместив между ними сразу четыре турбонагнетателя.

Серьезная проблема возникла с охлаждением — решая ее, только для одних интеркулеров предусмотрели 15 л охлаждающей жидкости. Обычно данного количества хватало на весь мотор. Но «Вейрон» не вписывался в стандартные схемы — на охлаждение его двигателя в предельных режимах работали три отдельных радиатора, перегоняя 40 л антифриза. Возникли сложности с диагностикой, ведь определить сбои в одном из 16 цилиндров на слух практически невозможно. Поэтому мотор оснастили системой самодиагоностики, способной оперативно решать проблему, вплоть до отключения проблемного цилиндра.

А теперь самое интересное. При всей сложности и грандиозности замысла (одних только клапанов — вдумайтесь! — 64 штуки) создателям удалось удержать массу W16 в пределах 400 кг. Финансовый фактор при создании этого двигателя не имел почти никакого значения, поэтому титановые шатуны или полностью алюминиевый масляный насос для мотора «Бугатти» в порядке вещей.

4-е место: основоположник американской мечты

07 TopEngines zr04–11

Теперь о воплощении одной из последних замечательных идей Генри Форда, перевернувшей автомобильный мир. До него никто не предполагал, что массовый автомобиль можно запросто комплектовать престижной и мощной «восьмеркой», которая считалась принадлежностью лишь дорогих, роскошных машин. Появившийся в 1932 году фордовский V8 кардинально изменил на последующие полвека представление об автомобилях из-за океана. Они и до того заметно превосходили по размерам европейские модели аналогичной стоимости, а появление массового V8 окончательно развело процесс развития автомобилестроения на разных берегах Атлантики в противоположных направлениях.

Материалы по теме

Но как Генри Форду удалось снизить себестоимость довольно-таки сложного и массивного агрегата до уровня ширпотреба? О, здесь была масса ухищрений. К примеру, оба блока цилиндров и картер в фордовском V8 отливали как единую деталь. У «восьмерок» старой школы это были как минимум три отдельных элемента, скреплявшихся воедино болтами. Коленчатый вал, вместо того чтобы ковать, отливали с последующим термоупрочнением, что также снижало себестоимость.

Распредвал располагался в блоке, клапаны и выпускная система размещались внутри развала цилиндров — это упрощало конструкцию двигателя, однако приводило к перегреву при малейших проблемах с охлаждением. Даже в начальном варианте «восьмерка» при рабочем объеме 3,2 л выдавала приличные 65 сил, что быстро сделало «Форд- V8» любимцем гангстеров и полиции. Джон Диллинджер и Клайд Берроу в перерывах между кровавыми делами умудрились черкнуть пару строк Генри Форду с благодарностью за столь быстрый автомобиль.

Когда у первых V8 наступил пенсионный возраст, они оказались в руках молодых людей, творивших на их базе диковинные тачки по кличке «хот-род». Простая, мощная и легко поддающаяся форсировке фордовская «восьмерка» поспособствовала рождению сверхпопулярной автоконтркультуры. Ну а сама фирма отправила мотор на пенсию лишь в 1953 году, когда восьмицилиндровые двигатели в американских машинах стали уже повсеместным явлением.

3-е место: изменивший сознание

08 TopEngines zr04–11

В 1993 году в недрах исследовательского подразделения «Тойоты» была создана группа по разработке перспективных машин с минимальными выбросами, которые смогли бы занять нишу между традиционными машинами с ДВС и электромобилями. Результатом стала появившаяся в 1997 году «Тойота-Приус» — первый массовый автомобиль с гибридным приводом. Тогда он воспринимался как любопытный эксперимент, игрушка, продаваемая заведомо в убыток, которая вряд ли выйдет за пределы обожающих экзотику Японских островов. Но «Тойота» строила более серьезные планы.

Коренное отличие «Приуса» от прочих гибридных машин, уже существовавших в то время (речь идет о множестве экспериментальных и чуть раньше вышедшей на рынок серийной «Хонде-Инсайт»), заключалось в новом подходе к построению подобной модели. «Приус» создавали как гибрид с самого начала, без упрощений и компромиссов вроде заимствования кузова у традиционной модели или использования обычной механической коробки передач (как было сделано на «Инсайте»).

«Тойота» внедрила гибридную трансмиссию как неотъемлемую часть машины. Даже 1,5-литровый бензиновый двигатель специально модифицировали для работы с электромотором, переведя его на цикл Аткинсона, отличающийся укороченным тактом сжатия за счет увеличенной продолжительности открытия впускных клапанов. Это позволило получить необычно высокую степень сжатия (13–13,5) и дополнительные плюсы в копилку экономичности и экологичности.

Расплатой стала полная беспомощность ДВС на низких оборотах, но для гибрида, который всегда располагает поддержкой электродвигателя, это не проблема. Такой комплексный подход в итоге сделал «Приус» законодателем моды на гибриды. Он стоял в начале процесса, который уже не остановить.

2-е место: любимец всех континентов

09 TopEngines zr04–11

Что сказать про этот воздушник от «Фольксвагена»? Он так же легендарен, как и «Жук» — автомобиль, под который его сделали. Даже больше — ведь одним «Жуком» область применения данного мотора далеко не ограничивалась. Простой, надежный и легкий, четырехцилиндровый оппозитник воздушного охлаждения оказался столь эффективным, что его популярность намного превзошла признание даже самого распространенного в мире автомобиля.

С той поры, как благодаря таланту Фердинанда Порше первые образцы мотора в 1933 году появились на прототипах «Жука», он перепробовал десятки профессий. Достаточная мощность (довоенные образцы выдавали минимум 24 силы, а самые мощные под конец серийного выпуска утроили этот показатель), беспроблемное в любом климате воздушное охлаждение и небольшая масса (цилиндры алюминиевые, картер — из магниевого сплава) позволили фольксвагеновскому мотору найти массу занятий. Он служил на амфибиях вермахта, примешивал свой выхлоп к запаху марихуаны в микробусах хиппи, приводил пожарные насосы, компрессоры, лесопилки, стал основой прогулочных багги и понтовых трайков, взмывал в небо более чем на 40 типах самолетов. И это далеко не полный список его талантов. Еще важнее, что именно из этого двигателя выросло семейство оппозитников «Порше».

На протяжении всех лет производства (моторы семейства окончательно прекратили выпускать только в 2006 году) принципиальная схема двигателя не менялась. Рос рабочий объем, на некоторых версиях применили впрыск топлива, но изначальная схема со штанговым приводом клапанов оставалась такой же, как на первых образцах 1930-х годов. Он радует сердца автомобилистов, да и не только их, более 70 лет — это ли не лучший показатель совершенства мотора?

1-е место: первый массовый

10 TopEngines zr04–11

С «Форда-Т» и его двигателя начал раскручиваться маховик массовой автомобилизации. Больше того, именно мотор «тэшки» стал в свое время самым распространенным ДВС в мире, с ним познакомилось подавляющее большинство жителей земного шара. Как и в случае с описанным выше оппозитником «Фольксвагена», мотор «Форда-Т» приводил не только одноименный автомобиль, которых с 1908 по 1927 год было построено более 15 миллионов.

Материалы по теме

Трактора, грузовики, моторные лодки, походные электростанции — он применялся везде, где была нужда в дешевом и простом в обращении моторе. Что касается автомобилей, то в какой-то период до 90% машин, колесивших по Земле, были одной-единственной модели Т. И приводил их этот самый двигатель необычно большого по сегодняшним меркам рабочего объема 2,9 л — при скромной мощности 20 сил. Но мощность тут была не принципиальна. Гораздо важнее крутящий момент и всеядность — помимо бензина «тэшку» официально разрешалось заправлять керосином и этанолом. Двигатель удивительно прост. Собранный в одном блоке с двухступенчатой планетарной коробкой передач, четырехцилиндровый мотор делил с трансмиссией смазочное масло. Никакого давления в системе не создавалось, смазка осуществлялась разбрызгиванием. Водяную помпу через год производства отправили в отставку — Генри Форд решил, что дешевому автомобилю достаточно простого термосифонного принципа, когда жидкость циркулирует благодаря разности температур. С другой стороны, фордовский мотор необычен для своего времени тем, что его блок и картер отливались как одно целое, а головка цилиндров впервые в мировой практике была сделана отдельной деталью. Но это дань массовости производства: ни один автомобиль в мире не выпускали в таких масштабах, как «Форд», поэтому его конструкция изначально рассчитана на максимально быструю и простую сборку. Двигатель «тэшки» надолго пережил сам автомобиль. Последний экземпляр собрали в августе 1941 года. Он останется в истории как первый массовый ДВС человечества.

Источник высокого качества 4-тактный 2 Цилиндра Двигателя производителя и 4-тактный 2 Цилиндра Двигателя на Alibaba.com

В связи с возросшей потребностью в защите окружающей среды и повышении устойчивости, технологичности и низком уровне выбросов топлива. 4-тактный 2 цилиндра двигателя стали более популярными. Независимо от модели, размера или марки автобуса, Alibaba.com предлагает высокую производительность и эффективность. 4-тактный 2 цилиндра двигателя, подчеркивающие экологичность и надежность. Эти. 4-тактный 2 цилиндра двигателя отличаются увеличенным сроком службы, низкими затратами на техническое обслуживание и сниженным расходом топлива, что позволяет снизить эксплуатационные расходы.

. Предлагаемые на продажу 4-тактный 2 цилиндра двигателя разработаны специально, чтобы обеспечить отличные рабочие характеристики, естественный отклик и невероятную выходную мощность. Уникальный по дизайну и обширный набор функций. 4-тактный 2 цилиндра двигателя идеально подходят для туристических автобусов, городских автобусов. Их можно настроить в соответствии с уникальными ориентированными на клиента вариантами для использования в различных автобусных приложениях. Обнаружить. 4-тактный 2 цилиндра двигателя с системами сгорания, которые обеспечивают оптимальную топливную экономичность, и превосходными системами впрыска для обеспечения превосходных характеристик.

На Alibaba.com потребители найдут бензин и дизель. 4-тактный 2 цилиндра двигателя с низкой стоимостью топлива за галлон, экономичностью и надежностью. Вы также можете заказать гибрид, электрический или пропановый. 4-тактный 2 цилиндра двигателя экологически чистые и достаточно мощные, чтобы обеспечивать более высокий крутящий момент и мощность. Эти. 4-тактный 2 цилиндра двигателя отличаются низкими затратами на обслуживание, бесшумной работой, превосходными функциями безопасности и более доступной стоимостью приобретения.

Покупайте на Alibaba.com. 4-тактный 2 цилиндра двигателя с более высокими значениями крутящего момента и более низкими значениями частоты вращения двигателя, которые обеспечивают эффективную работу автобуса и высокую скорость движения с меньшим количеством переключений на пониженную передачу. Независимо от того, есть ли у потребителей автобус с задним или передним расположением двигателя, они найдут силовые агрегаты, подходящие для конкретной области применения. Сравнение. 4-тактный 2 цилиндра двигателя поможет вам получить отличные предложения и продукты.

Технические характеристики Subaru WRX STI

Двигатель
Тип	Горизонтально-оппозитный, 4-цилиндровый, 4-тактный, бензиновый с турбонаддувом. DOHC 16-клапанов.	Горизонтально-оппозитный, 4-цилиндровый, 4-тактный, бензиновый с турбонаддувом. DOHC 16-клапанов.	Горизонтально-оппозитный, 4-цилиндровый, 4-тактный, бензиновый двигатель с турбонаддувом высокого давления и промежуточным охладителем большого объема, DOHC 16-клапанный
Диаметр Х ход поршня (мм)	86.0 x 86.0	86.0 x 86.0	99.5 x 79.0
Объем (см3)	1,998	1,998	2,457
Степень сжатия	10.6	10.6	8,2
Топливная система	Непосредственный впрыск топлива	Непосредственный впрыск топлива	Многоточечный последовательный распределенный впрыск топлива
Объем топливного бака, л	60	60	60
Система привода
Тип полного привода	Центральный дифференциал с вязкостной самоблокирующейся муфтой	Система полного привода с переменным распределением крутящего момента	Полный привод с активным межосевым дифференциалом
Шасси
Рулевое управление	Шестерня и рейка	Шестерня и рейка	Шестерня и рейка
Подвеска (4 независимых колеса) Передняя	MacPherson	MacPherson	MacPherson с перевернутыми стойками
Подвеска (4 независимых колеса) Задняя	Подвеска на сдвоенных поперечных рычагах	Подвеска на сдвоенных поперечных рычагах	Подвеска на сдвоенных поперечных рычагах
Минимальный радиус разворота по шинам, м	5.4	5.4	5.5
Тормоза Передние	Вентилируемые дисковые	Вентилируемые дисковые	Высокоэффективная тормозная система Brembo с 4-х поршневыми суппортами и вентилируемыми тормозными дисками
Тормоза Задние	Дисковые	Дисковые	Высокоэффективная тормозная система Brembo с 2-х поршневыми суппортами и вентилируемыми тормозными дисками
Размеры шин/дисков	235/45R17 17×8″ JJ	235/45R17 17×8″ JJ	245/40R18 18×8,5″ JJ
Размеры и масса
Габаритная длина, мм	4 595	4 595	4 595
Габаритная ширина, мм	1 795	1 795	1 795
Габаритная высота, мм	1 475	1 475	1 475
Колесная база, мм	2 650	2 650	2 650
Колея Передних колес, мм	1 530	1 530	1 530
Колея Задних колес, мм	1 540	1 540	1 540
Минимальный дорожный просвет (при снаряженной массе), мм	135	135	135
Объем багажника **, л	460	460	460
Количество посадочных мест, человек	5	5	5
Снаряженная масса, кг	1 465	1 528	1 509
Трансмиссия
Передаточные отношения Диапазон D (lineartronic)	—	3.505-0.544	—
Передаточные отношения 1-я передача	3,454	3.505 (S#:3.505)	3,636
Передаточные отношения 2-я передача	1,947	2.238 (S#:2.405)	2,235
Передаточные отношения 3-я передача	1,366	1.641 (S#:1.855)	1,590
Передаточные отношения 4-я передача	1,029	1.194 (S#:1.544)	1,137
Передаточные отношения 5-я передача	0,825	0.880 (S#:1.258)	0,891
Передаточные отношения 6-я передача	0.666	0.611 (S#:1.032)	0,707
Передаточные отношения Передача заднего хода	3,636	2,345	3,545
Передаточное отношение главной передачи	4,444	4,444	3,900
Передаточные отношения 7-я передача	—	– (S#:0.856)	—
Передаточные отношения 8-я передача	—	– (S#:0.716)	—
Эксплуатационные характеристики
Макс.мощность кВт (Л.С.)/об./мин.	197 (268) / 5,600	197 (268) / 5,600	221 (300) /6 000
Максимальный крутящий момент, Нм (кгс-м) при об/мин	350 (35,7) / 2 400-5 200	350 (35,7) / 2 400-5 200	407 (41,5) /4 000
Max.скорость км/ч	215	240	255
Время разгона 0-100 км/ч , с	6.0	6.3	5.2
Расход топлива* В городском цикле, л./100 км	12.8	12.0	14.0
Расход топлива* В загородном цикле, л/100 км	7.1	7	8.4
Расход топлива* В смешанном цикле, л/100 км	9.2	9.0	10.4
Выбросы CO2* В городском цикле, л/100 км	296	275	326
Выбросы CO2* В загородном цикле, л/100 км	165	155	194
Выбросы CO2* В смешанном цикле, л/100 км	213	199	242

Новость: | официальный дилер Yamaha

Общие данные
Модельный год	2021
Снаряженная масса, кг	189
Габаритные размеры, мм	2090 × 795 × 1190
Высота по седлу, мм	825
Минимальный дорожный просвет, мм	140
Колесная база, мм	1430
Объем бензобака, л	14
Угол наклона / вылет вилки, гр. / мм	25° 00’/ 108
Двигатель
Тип	3-цилиндровый, 4-тактный, рядный
ГРМ	DOHC, 4 клапана на цилиндр
Рабочий объем, см³	889
Диаметр цилиндра × ход поршня, мм	78 × 62,1
Степень сжатия	11,5:1
Макс. мощность, кВт при об/мин	8.5 при 10 000
Макс. крут. момент, Нм при об/мин	93 при 7 000
Система питания	впрыск топлива
Система охлаждения	жидкостная
Система смазки	мокрый картер
Система запуска	электростартер
Трансмиссия
Коробка передач	6-ступенчатая, двусторонний квикшифтер
Сцепление	многодисковое, в масляной ванне, функция проскальзывающего сцепления
Главная передача	цепь
Ходовая часть
Рама	диагональная, алюминиевый сплав
Передняя подвеска	телескопическая вилка, Ø перьев 41 мм
Задняя подвеска	маятниковая, моноамортизатор с возможностью изменения преднатяга пружины и регулировкой демпфирования отбоя
Передний тормоз	2 диска, 2-поршневые скобы, ABS
Задний тормоз	диск, 1-поршневая скоба, ABS
Передняя шина	120/70-17
Задняя шина	180/55-17

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Характеристики автомобильных двигателей.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — это наиболее распространенный источник энергии для транспортных средств.

Этот двигатель вырабатывает мощность за счет преобразования химической энергии топлива в теплоту, которая затем преобразуется в механическую работу.
Преобразование химической энергии в теплоту осуществляется при сгорании топлива, а последующий переход теплоты в механическую работу осуществляется за счет внутренней энергии рабочего тела, которое, расширяясь, выполняет работу. В качестве рабочих тел в ДВС используются газы, давление которых возрастает за счет сжатия. Если процесс сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, этот процесс называется внутренним сгоранием. Если процесс сгорания происходит вне цилиндра, то он называется внешним сгоранием. По количеству тактов различают двигатели с двухтактным и четырехтактным рабочим циклом. Двухтактный двигатель это двигатель, в котором присутствуют два рабочих такта: сжатие и расширение. В двухтактном двигателе весь рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала. Газообмен происходит в конце такта расширения и в начале такта сжатия. Продолжительность впуска и выпуска определяется самим поршнем, когда он при перемещении вверх после НМТ последовательно перекрывает продувочные и выпускные окна. К недостаткам двухтактного двигателя относится повышенный расход топлива и высокий уровень выбросов, плохая работа на холостом ходу и повышенные тепловые нагрузки.

Четырехтактный двигатель это двигатель с четырьмя рабочими циклами:


ВПУСК	СЖАТИЕ	РАБОЧИЙ ХОД	ВЫПУСК

Впуск — впуск воздуха или топливной смеси. В процессе первого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ) и через впускной клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.
Сжатие — сжатие поршнем рабочей смеси в камере сгорания. Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая полученную рабочую смесь.
Рабочий ход (сгорание и расширение) – движение поршня при сгорании рабочей смеси; смесь поджигается искрой от свечи зажигания или давлением (дизель). Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень.
Выпуск — очищение камеры сгорания от отработавших газов. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала.

Преимуществом четырехтактного двигателя является высокий коэффициент наполнения во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала, низкая чувствительность к падению давления в выпускной системе, возможность управления кривой наполнения путем подбора фаз газораспределения и конструкцией впускной системы. Почти все автомобильные двигатели это четырехтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания. Они обладают множеством характеристик – такие как крутящий момент, мощность, степень сжатия, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных особенностей.

Кратко мы разберем основные характеристики и отличия поршневых автомобильных двигателей внутреннего сгорания:

Тип (код) двигателя.

Каждый производитель автомобилей присваивает своим силовым агрегатам буквенно-цифровые коды, позволяющие подобрать запасные части в зависимости от комплектации конкретной модели автомобиля. Тип двигателя наносится методом выдавливания на отфрезерованный, технологический отлив блока цилиндров или выдавливается на специальной табличке, которая прикрепляется к блоку цилиндров. Как правило, там же содержится информация и о номере двигателя. Некоторые производители наносят эти данные на головку блока цилиндров (например, AUDI двигатель AAN). В подавляющем большинстве случаев можно прочесть нанесенные данные о типе двигателя, без подъемных механизмов или снятия агрегата с автомобиля.

Пример расположения площадки с выбитым типом двигателя Mitsubishi 4G64

Пример расположения таблички
с типом двигателя MAN D 0226 MKF

Диаметр цилиндра ( D )

Диаметр цилиндра — это размер отверстия в блоке цилиндров (гильзе цилиндра), в котором поступательно двигается поршень. Это конструктивный параметр блока цилиндров влияющий на рабочий объем двигателя. Помимо этого от диаметра цилиндра зависит общая габаритная ширина и длинна двигателя. Размер указывается, как правило, в миллиметрах или дюймах с точностью до сотых долей. Данные размере номинального диаметра цилиндра указываются при комнатной температуре ( 20 градусов Цельсия). Измерения производятся нутромером или аналогичным по точности инструментом.

Ход поршня ( S )

Ход поршня — это расстояние между положением любой точки поршня в верхней мертвой точке (В.М.Т.) и положение поршня в нижней мертвой точке (Н.М.Т). Это конструктивный параметр коленчатого вала, влияющий на рабочий объем двигателя. Размер указывается, как правило, в миллиметрах или дюймах с точностью до сотых долей. Измерения производятся штангель-циркулем или аналогичным по точности инструментом. Как правило, измерения производятся непосредственно на коленчатом валу. От размера, хода поршня зависит габаритная высота двигателя .

Количество цилиндров двигателя ( z )

Количество цилиндров является важнейшей конструктивной характеристикой двигателя. В зависимости от количества цилиндров рассчитывается и проектируется и система охлаждения двигателя. Количество цилиндров самым прямым образом влияет на общие габаритные размеры и вес автомобиля. Например: c увеличением количества цилиндров при одном и том же литраже двигателя размеры его цилиндров уменьшаются. Это уменьшение вследствие увеличения отношения внутренней поверхности цилиндра к его объему сопровождается усилением охлаждения двигателя. Уменьшение диаметра цилиндра позволяет создавать камеру сгорания улучшенной формы и вместе с обстоятельством усиления охлаждения позволяет производителем создавать более экономичные двигатели. Но есть и обратная сторона, увеличение количества цилиндров ведет к общему удорожанию силового агрегата. В современном автомобильном моторостроении получили распространение 2-х, 3-х , 4-х , 5-и , 6-и , 8-и , 10-и , 12-и , 16 –и цилиндровые двигатели.

Объем двигателя ( V )

Как правило, в справочниках и каталогах указывается рабочий объем двигателя.

Рабочий объем двигателя ( V_H ) (литраж двигателя) складывается из рабочих объемов всех цилиндров. То есть, это произведение рабочего объема одного цилиндра V_p на количество цилиндров Z.

Рабочий объем цилиндра ( V_p ) — это пространство, которое освобождает поршень при перемещении из верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точки (НМТ).

Полный объем цилиндра ( V_o ) — это сумма рабочего объема одного цилиндра V_p и объема одной камеры сгорания в головке блока V_k.

Объем камеры сгорания ( V_k ) — объем полости цилиндра и камеры сгорания в головке блока цилиндров над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке (ВМТ) — т.е. в крайнем положении и в наибольшем удалении от коленчатого вала. Параметр, прямо влияющий на степень сжатия двигателя. В гаражных условиях измерение камеры сгорания производится с помощью измерения объема жидкости заполняющего камеру.

Количество клапанов на один цилиндр

В современном автомобилестроении все чаще и чаще применяются двигатели с мульти клапанным газораспределительным механизмом. Увеличение количества клапанов является важнейшим параметром позволяющим получать большую мощность при одном и том же объеме двигателя, за счет увеличения объема смеси или воздуха попадающего в цилиндры на такте впуска. Увеличение количества клапанов позволяет получать, лучшее наполнение цилиндров свежей рабочей смесью и быстрее освобождать камеру сгорания от отработанных газов.

По типу топлива двигатели разделяются на следующие группы:

Бензиновые двигатели (Petrol) — имеют принудительное зажигание топливовоздушной смеси искровыми свечами. Принципиально различаются по типу системы питания:
В карбюраторных системах питания смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей практически прекращено из-за высокого расхода топлива и несоответствия предъявляемым современным экологическим требованиям.
Во впрысковых ( инжекторных ) двигателях топливо может распылятся одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя (распределенный впрыск). В этих двигателях, возможно, небольшое увеличение максимальной мощности и снижение расхода топлива и уменьшение токсичности отработавших газов за счет рассчитанной дозировки топлива блоком электронного управления двигателем;
Двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания , который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно максимально уменьшается расход бензина и выброс вредных веществ в атмосферу.

Дизельные двигатели (Diesel) — поршневые двигатели внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, в которых воспламенение смеси дизельного топлива с воздухом происходит от возрастания ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми, дизельные двигатели обладают лучшей экономичностью (примерно на 15-20%) благодаря более чем в два раза большей степени сжатия, значительно улучшающей процессы горения топливо — воздушной смеси. Неоспоримым достоинством дизелей является конструктивное отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и в связи с этим увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала.

Гибридные двигатели — двигатели совмещающие характеристики дизеля и двигателя с искровым зажиганием.

Компоновка поршневых двигателей (тип расположения)

Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

Рядный двигатель (R) — компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (R2, R3, R4, R5 и R6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной (рис. 1).
V-образный двигатель(V) — цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала двигателя. V-образные двигатели выпускаются, по понятным причинам, только с четным количеством цилиндров. Такая компоновка позволяет значительно уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину. Наиболее распространенными являются двигатели с компоновкой V6 и V8, реже встречаются V4, V10, V12, V16. (рис. 2)
Оппозитный двигатель имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок. Противолежащие друг другу цилиндры располагаются горизонтально. Как правило, выпускаются 4-х и 6-и цилиндровые варианты оппозитных двигателей. (рис. 3)
VR-образный двигатель — обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата. Получили распространение компоновки VR5 и VR6. (рис. 4)
W-образный двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала (рис. 5) или как бы две VR-компоновки (рис. 6). Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

В современной мировой практике для уточнения типа клапанного механизма применяются следующие сокращения:

OHV обозначает верхнее расположение клапанов в двигателе.
OHC обозначает верхнее расположение распредвала.
SOHC обозначает один распределительный вал верхнего расположения.
DOHC обозначает конструкцию газораспределительного механизма с двумя распределительными валами расположенными сверху.

Степень сжатия двигателя, компрессия

Понятие степени сжатия не следует путать с понятием «компрессия», которое указывает максимальное давление создаваемое поршнем в цилиндре при данной степени сжатия (например: степень сжатия для двигателя 10:1, значение «компрессии» при этом соответствует значению в 14 атмосфер).

Степень сжатия ( ε ) — отношение полного объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем цилиндра при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. Для бензиновых двигателей степень сжатия определяет октановое число применяемого топлива. Для бензиновых двигателей значение степени сжатия определяется в пределах от 8:1 до 12:1, а для дизельных двигателей в пределах от 16:1 до 23:1. Общая мировая тенденция в двигателестроении это увеличение степени сжатия как у бензиновых так и у дизельных двигателей, вызванное ужесточением экологических норм.

Компрессия (давление в цилиндре в конце такта сжатия) ( p _c ) является одним из показателей технического состояния (изношенности) цилиндропоршневой группы и клапанов. У двигателей с серьезным пробегом, как правило, уже имеется неравномерный износ гильзы цилиндра и поршневых колец, в связи, с чем поршневое кольцо не плотно прилегает к поверхности цилиндра. Также изнашивается клапанный механизм, а точнее стержень клапана и направляющая втулка клапана. Вследствие перечисленных причин возникают потери герметичности камеры сгорания.

Где:
p₀ — это начальное давление в цилиндре в начале такта сжатия.
ε— степень сжатия двигателя.

Мощность двигателя ( P )

Мощность — это физическая величина, равная отношению произведенной работы или произошедшего изменения энергии к промежутку времени, в течение которого была произведена работа или происходило изменение энергии. Обычно мощность измеряется в Лошадиных силах (Horse Power – англ). Значение 1 л.с. (HP) = 0,735 кВт) или в Киловаттах (1 кВ) = 1,36 л.с. (HP). Максимальное значение мощности и максимальный крутящий момент достигаются при различных оборотах двигателя.

Где:
M – это крутящий момент ( Н * м )
ω — угловая скорость ( рад / сек )
n — частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин ^-1)

Как правило, во всех справочных автомобильных источниках, а также технических документации на транспортное средство, указывается эффективная мощность.

Эффективная мощность двигателя — это мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя. Не путать с номинальной мощностью двигателя.

Где:
V_H – рабочий объем двигателя ( см ³)
p_e — среднее эффективное давление ( бар )
n — частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин ^-1)
K — тактовый коэффициент ( K=1 для двухтактного ; K= 2 для четырехтактного двигателя )

Номинальная мощность двигателя — это гарантируемая изготовителем мощность двигателя в режиме полного дросселя и заданной частоты вращения, то есть, при работе двигателя на номинальной частоте вращения при полной подаче топлива.

Охлаждение двигателя

Чтобы избежать тепловых перегрузок, сгорание смазочного масла на направляющей поверхности поршня и неуправляемого сгорания из-за перегрева отдельных деталей, все части двигателя располагаемые вокруг камеры сгорания должны интенсивно охлаждаться. Используются две принципиальные схемы охлаждения:

Непосредственное воздушное охлаждение. Охлаждающий воздух напрямую контактирует с нагретыми частями двигателя и обеспечивает отвод от них теплоты. В основе способа лежит принцип пропуска воздушного потока через оребренную охлаждаемую поверхность. Преимущества: надежность и почти полное отсутствие технического обслуживания. Удорожание стоимости отдельных деталей.
Непрямое (жидкостное или водяное) охлаждение, т.к. вода или другие охлаждающие жидкости обладают высокой теплоемкостью и обеспечивают эффективный отвод теплоты от нагретых поверхностей, большинство современных двигателей имеют жидкостные системы охлаждения. Система содержит замкнутых охлаждаемый контур, позволяющий применять антикоррозионные и низкозамерзающие присадки. Охлаждающая жидкость принудительно прокачивается насосом через двигатель и охлаждающий радиатор.

Система питания двигателя

Двигатели внутреннего сгорания выпускаются с различными системами питания, самые известные из них:

Система Ecotronic — это система электронного управления работой карбюратора состоящая из дроссельной и воздушной заслонок, поплавковой камеры, системы холостого хода, переходной системы и системы управления подачей воздуха на холостом ходу. Двигатели с этой системой являются более экономичными по сравнению с карбюраторными, но уступают впрысковым двигателям.

Система Mono — Jetronic — это электронно-управляемая одноточечная система центрального впрыска высокого давления, особенностью, которой является наличие топливной форсунки центрально расположения, работой которого управляет электромагнитный клапан. Распределение топлива по цилиндрам осуществляется во впускном коллекторе. Различные датчики контролируют все основные рабочие характеристики двигателя, они используются для расчета управляющих сигналов для форсунок и других исполнительных устройств системы.

Система K- Jetronic — это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она является механической системой, которая не требует применения топливного насоса с приводом от двигателя. Она осуществляет непрерывное дозирование топлива пропорционально количеству воздуха, всасываемого при такте впуска. Так как система производит прямое измерение расхода воздуха, она может учитывать изменения в работе двигателя, что позволяет использовать ее вместе с оборудованием для снижения токсичности отработавших газов.

Система KE- Jetronic — это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она является усовершенствованным вариантом системы K-Jetronic. Она содержит электронный блок управления для повышения гибкости работы и обеспечения дополнительных функций. Дополнительными компонентами системы являются: датчик расхода всасываемого в цилиндры воздуха; исполнительный механизм регулирования качества рабочей смеси; регулятор давления, поддерживающий постоянство давления в системе и обеспечивающий прекращение подачи топлива при выключении двигателя.

Система L- Jetronic — это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она сочетает в себе преимущества систем с непосредственным измерением расхода воздуха и возможности, представляемые электронными устройствами. Также как система K-Jetronic данная система распознает изменения в условиях работы двигателя (износ, нагарообразование в камере сгорания, изменение в зазорах клапанов), что обеспечивает постоянный оптимальный состав отработавших газов.

Система L2- Jetronic — это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Эта система обладает дополнительными функциями по сравнению с теми, которые предлагает аналоговое устройство L-Jetronic.

Система LH- Jetronic — схожа с L- Jetronic , различие заключается в методах измерения расхода всасываемого воздуха, так как в системе LH- Jetronic используется тепловой измеритель массового расхода воздуха. Поэтому результаты не зависят от плотности воздуха, которая изменяется в зависимости температуры и давления.

Система L3-Jetronic обладает дополнительными функциями по сравнению с теми, которые предлагает аналоговое устройство L-Jetronic. В электронном блоке управления системы L-Jetronic применяется цифровая обработка для регулирования качества смеси на базе анализа зависимости нагрузка / частота вращения коленчатого вала двигателя.

Система Motronic состоит из ряда подсистем. Принцип системы основан на том что зажигание и впрыск топлива объединены в одну систему. И поэтому отдельные элементы системы обладают повышенной гибкостью и возможностью управлять огромным количеством характеристик работы двигателя.

Система ME-Motronic — эта система объединяет в себе систему впрыска топлива LE2-Jetronic , в которой помимо клапана дополнительной подачи воздуха в дополнительном воздушном канале, имеется повторный регулятор холостого хода, и систему полностью электронного зажигания VSZ.

Система Mono-Motronic — является скомбинированной системой зажигания и впрыска топлива на базе дискретного центрального впрыска топлива Mono-Jetronic.

Система KE-Motronic — является комбинированной системой зажигания и впрыска топлива на базе непрерывного впрыска топлива KE-Jetronic.

Система Sport-Motronic — является усовершенствованной комбинированной системой зажигания и впрыска топлива обладает повышенной гибкостью и позволяет эксплуатировать двигатель в условиях с максимальной скоростной нагрузкой.

Система впрыска CR (Common Rail) — это система питания дизельного двигателя, это так называемая аккумуляторная топливная система, которая делает возможным объединение системы впрыскивания топлива дизеля с различными дистанционно выполняемыми функциями и в тоже время позволяют повышать точность управления процессом сгорания топлива. Отличительная характеристика системы с общим трубопроводом заключается в разделении узла, создающего давление и узла впрыскивания. Это позволяет повысить давление впрыскивания топлива.

Количество коренных опор

Количество коренных опор это параметр, влияющий на жесткость блока и на сопротивление различным нагрузкам коленчатого вала. Количеству коренных опор соответствует количество коренных подшипников скольжения. Количество шатунных подшипников скольжения равняется количеству цилиндров двигателя.

Привод распредвала

В мировом автомобилестроении получили распространение два типа привода распределительных валов:

Ременной привод — это привод, осуществляемый с помощью эластичного, но прочного ремня, имеющего поперечные насечки (зубчатый ремень) для улучшения зацепления. Преимуществом ременного привода является невысокая шумность работы, простота конструкции, и как следствие меньшая стоимость и невысокая масса узлов газораспределительного механизма.
Цепной привод — это привод, осуществляемый с помощью металлической цепи, которая своими звеньями приводит вращение зубчатых шестерен на коленчатом валу и распредвала. Основным преимуществом цепного привода является длительный ( по сравнению с ременным приводом) срок службы и повышенная надежность работы газораспределительного механизма.

Оптимизация двухтактного термодинамического цикла одноцилиндрового генератора с свободнопоршневым двигателем

Генератор со свободнопоршневым двигателем (FPEG) — это новый тип преобразователя энергии, в котором отсутствует коленчатый вал и шатунный механизм. Для достижения эффективного преобразования энергии в данной статье исследуется оптимизация термодинамических характеристик двухтактного генератора с одноцилиндровым двигателем со свободным поршнем. Во-первых, подробно представлены компоненты, четырехтактный термодинамический цикл, двухтактный термодинамический цикл и прототип системы FPEG.Одномерная имитационная модель потока FPEG создается на основе уравнения газовой динамики, функции горения Вебера и функции теплопередачи, а затем модель подтверждается данными, протестированными на прототипе системы. Согласно результатам экспериментов с четырехтактным двигателем FPEG, эффективная мощность 4,75 кВт и пиковое давление 21,02 бар. Затем двухтактный термодинамический цикл моделируется и сравнивается при различных управляющих параметрах давления всасываемого воздуха, времени впрыска, момента зажигания и фаз газораспределения с помощью имитационной модели.Оптимизированные результаты показывают, что указанный тепловой КПД 27,6%, указанная мощность 6,7 кВт и максимальная рабочая частота 25 Гц могут быть достигнуты системой-прототипом при использовании двухтактного термодинамического цикла.

1. Введение

Заботы об энергосбережении и сокращении выбросов привели к изменениям в конструкции двигателя внутреннего сгорания (ДВС), одним из способов решения этой проблемы является использование двигателя со свободным поршнем [1–3]. Генератор со свободнопоршневым двигателем (FPEG) — это силовая установка нового типа, которая привлекла исследовательский интерес ученых всего мира благодаря своим особым преимуществам с точки зрения высокой эффективности и низкого уровня выбросов.

По сравнению с традиционной системой генератора, это новое устройство преобразования энергии демонстрирует такие преимущества, как структурная простота, низкая стоимость производства и высокая мощность. Самая большая разница в конструкции — отсутствие коленчатого вала и маховика двигателя, а поршень и движитель линейного генератора соединены напрямую. Таким образом, свободный поршень может колебаться между двумя своими конечными точками и подвергаться влиянию всех сил, действующих на него. Без ограничения механизма шатуна трение движения поршня значительно снизилось, и конструкция FPEG стала более компактной [4, 5].Генератор со свободнопоршневым двигателем может работать с несколькими видами топлива за счет легкого управления степенью сжатия, а указанная мощность и эффективность системы могут быть улучшены за счет оптимизации термодинамического цикла.

Исследования показали, что большинство двухтактных свободнопоршневых двигателей имеют схожий принцип работы. На основе теоретического анализа двухтактный двигатель достиг высокой удельной мощности и теплового КПД. В последние десятилетия Кларк и другие исследователи из Университета Западной Вирджинии провели большую исследовательскую работу по генератору двигателя со свободным поршнем.Они разработали первый прототип системы генератора со свободнопоршневым двигателем в 1998 году, который представляет собой двухпоршневую конструкцию с искровым зажиганием с внутренним диаметром цилиндра 36,5 мм и максимальным ходом поршня 50 мм [6, 7]. Как сообщается, прототип работал на частоте 23,1 Гц, максимальная выходная электрическая мощность составляет 316 Вт, а эффективность преобразования энергии составляет 11%. Однако выходная мощность и эффективность преобразования энергии значительно ниже результатов моделирования. типа двигатель Стирлинга.После сравнения предсказанных клапанов модели с экспериментальными результатами, валидность созданной модели ИНС проверяется. Они также использовали метод множественной регрессии для оценки предсказательной способности модели, и результаты показали, что ИНС является надежной моделью для предсказания крутящего момента и мощности двигателя Стирлинга бета-типа [8, 9].

Исследователи из Toyota Central R&D Labs Inc также разработали однопоршневой линейный генератор со свободнопоршневым двигателем (FPEG), который состоял из интегрированной камеры сгорания, камеры газовой пружины и линейного генератора.FPEG принял двухтактный рабочий режим, и он мог работать непрерывно в течение многих часов. После проведения эксперимента по выработке электроэнергии на прототипе системы FPEG результаты показали, что она может обеспечивать надежную и стабильную работу во всех режимах пуска, движения и стрельбы [10].

В [11, 12] Xu et al. в Нанкинском университете науки и технологий в 2010 году разработали новый одноцилиндровый четырехтактный прототип FPEG. В качестве линейного генератора внутреннего сгорания прототип системы обеспечивает непрерывную и стабильную работу четырехтактного рабочего цикла.Он оснащен электромагнитным клапаном для завершения процесса продувки. Кроме того, был получен максимальный крутящий момент 58 Нм при максимальной выходной мощности 10 кВт. На основе этого Сюй предложил улучшенный метод, который оптимизировал двухтактный термодинамический цикл FPEG для достижения термодинамических характеристик высокой эффективности и экономии энергии.

В этой статье для достижения характеристики более высокой мощности и оптимизации термодинамических характеристик двухтактного двигателя создана экспериментальная система FPEG и внесены соответствующие изменения.В следующих разделах представлены компоненты и принцип работы FPEG с возвратной средней пружиной. В разделе 3 построена одномерная модель потока FPEG, которая проверена с помощью четырехтактного эксперимента. Затем моделируется двухтактный термодинамический цикл FPEG при различных влияющих факторах, а результаты моделирования сравниваются и подробно анализируются. Оптимизированные результаты помогут нам понять, как двухтактный термодинамический цикл FPEG влияет на указанную мощность и эффективность системы.

2. Структура и принцип работы FPEG

2.1. Базовая структура FPEG

Элементарная структура генератора со свободнопоршневым двигателем показана на рисунке 1. Основными частями FPEG являются бензиновый двигатель, возвратная пружина и линейный электрогенератор. Система имеет только одну камеру сгорания, отбойное устройство и возвратно-поступательный движущийся компонент. Камера сгорания представляет собой одноцилиндровый свободнопоршневой двигатель, оборудованный электромагнитными клапанами, форсункой и свечой зажигания.Между камерой сгорания и линейным электрогенератором установлена обратная пружина. Одиночный поршень и подвижная катушка линейного генератора соединены в один компактный компонент, как единый движитель FPEG. Свободный поршень будет свободно перемещаться между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ), а его возвратно-поступательное движение определяется дисбалансом всех сил, действующих на движитель [11, 13].

Двигатель со свободным поршнем будет работать с захваченной топливной смесью и зажиганием свечи зажигания.Поскольку эффективность генерации линейного электрического генератора значительно снижается в условиях низкой скорости, задняя пружина толкает поршень вверх для обеспечения непрерывной работы. Суперконденсатор используется для включения выработки электроэнергии генератором. Преобразователь мощности используется для согласования линейного генератора и накопления электроэнергии [14, 15]. Электронный блок управления (ЭБУ) может управлять системой для регулировки характеристик двигателя после получения сигналов давления в цилиндре, смещения поршня, тока якоря и других.Кроме того, продувка осуществляется электромагнитными клапанами, которые закреплены на головке блока цилиндров. В полном рабочем цикле линейный генератор работает в моторном режиме только на такте впуска, тогда как остальные такты работают в генераторном режиме.
В системе FPEG существует большая свобода в определении движения поршня. Рабочий цикл FPEG можно переключать, изменяя закон движения поршня. Таким образом, четырехтактный термодинамический цикл и двухтактный термодинамический цикл можно использовать для разных рабочих циклов ГПЭГ.
2.2. Термодинамический цикл FPEG
Четырехтактные двигатели со свободным поршнем имеют относительно большую экономию энергии и более высокий КПД, чем двухтактные двигатели со свободным поршнем, но двухтактные имеют преимущества удельной мощности. При той же рабочей частоте число двухтактных рабочих циклов в два раза больше, чем у четырехтактных, а время газообмена короче, чем у четырехтактных [16]. Четырехтактные и двухтактные термодинамические циклы FPEG представлены для оптимизации термодинамических характеристик.
Как видно из рисунка 2, замечательными характеристиками четырехтактного термодинамического цикла являются короткие такты впуска и сжатия, которые дополняются сжатым всасываемым воздухом [17]. Во время такта впуска линейный генератор работает как электрическая машина, заставляя поршневой узел двигаться вниз от точки к точке для поглощения топливной смеси. Он может регулировать давление на впуске или температуру воздуха, чтобы увеличить поток смеси и улучшить процесс сгорания.Когда поршень движется в ВМТ и приближается к этой точке, топливная смесь сжимается в такте сжатия. Во время такта расширения зажигание свечи зажигания является начальной точкой процесса сгорания, и в этой точке он заканчивается. После этого поршень движется снизу вверх и достигает точки, в которой вытесняется сгоревший газ. Таким образом, такты расширения и выпуска длиннее, чем такты впуска и сжатия, и можно достичь полного сгорания для увеличения удельной мощности.

Как показано на рисунке 3, двухтактный термодинамический цикл характеризуется коротким ходом сжатия и расширения, который дополняется регулировкой угла опережения искры для достижения более полного сгорания. Более длинное перекрытие клапанов может увеличить продолжительность открытия клапана на тактах впуска и выпуска. Прежде чем поршень достигнет точки, свеча зажигания воспламеняет топливную смесь, и поршень движется вверх, чтобы совершить такт сжатия. Во время такта выпуска поршень перемещается от точки к точке.Затем поршень перемещается от точки к точке на такте впуска. Когда поршень перемещается из точки в точку, перекрытие клапанов обеспечивает одновременное открытие впускного и выпускного клапанов для поглощения топливной смеси и удаления остаточного газа. Это может увеличить объемный КПД и улучшить процесс газообмена. Кроме того, опережающее зажигание может обеспечить достаточное сгорание для высвобождения большего количества энергии.

2.3. Прототип и экспериментальная система
Структура прототипа FPEG показана на рисунке 4.Прототип представляет собой однопоршневой четырехтактный бензиновый двигатель, оснащенный четырьмя электромагнитными клапанами. В нем используется метод охлаждения с водяным охлаждением, управление впрыском топлива с обратной связью и система искрового зажигания с электронным управлением. По сравнению с конструктивными требованиями FPEG характеристики прототипа очень согласованы и облегчают переоборудование. В таблице 1 перечислены основные параметры конструкции прототипа.

Параметры Единица Значение
Диаметр цилиндра мм 102
Ход мм 126
Объем см³ 695
Диаметр седла клапана мм 36
Минимальная верхняя мертвая точка мм 18
Максимальная нижняя мертвая точка мм 120
Максимальный рабочий объем двигателя куб.см / об 182
Степень сжатия — 9.3
КПД генерации MCLG % 95,2
Максимальная сила тяги генератора Н 3200
Общая конструкция электромагнитного клапана показана на рисунке 4. Трубчатая конструкция состоит из железного сердечника, каркаса катушки, катушки, слоя постоянного магнита и внешней стенки привода. В системе электромагнитных клапанов катушка и клапан жестко соединены, а задняя пружина собрана между каркасом катушки и головкой блока цилиндров.Электромагнитный клапан используется для подачи продувочного воздуха и обеспечения эффективного управления процессом газообмена. Под управлением электронного блока управления (ЭБУ) он может изменять высоту подъема клапана, время открытия клапана и продолжительность открытия клапана, чтобы обеспечить гибкое управление механизмом клапана.
На рис. 5 показаны трехмерные структуры линейного генератора с трубчатой подвижной катушкой (MCLG). MCLG — это однофазный генератор с постоянными магнитами с подвижной катушкой, также называемый двигателем звуковой катушки (VCM).Линейный генератор состоит из постоянного магнита (ПМ), сердечника, подвижной катушки и торцевой крышки. Воздушный зазор между внешним и внутренним сердечниками. Чтобы получить высокую плотность потока в воздушном зазоре, PM принимает радиальное намагничивание, а направление намагничивания PM-A и PM-B противоположно. Каркас немагнитной катушки намотан двумя катушками, которые и являются движителем MCLG. Кроме того, ток катушки не является коммутируемым током, что может повысить эффективность системы MCLG. Конструкция имеет преимущества меньшей подвижной массы, быстрого отклика и низкой индуктивности катушки [18, 19].

На основе компонентов прототипа, электромагнитного клапана, линейного генератора с подвижной катушкой и датчиков создана экспериментальная система FPEG. Как показано на рисунке 6, экспериментальная система используется для тестирования и подтверждения термодинамических характеристик FPEG. Система также включает в себя контроллер двигателя и преобразователь мощности, который оснащен датчиком давления в цилиндре, датчиком перемещения и датчиком тока. Датчики могут собирать информацию о системе в рабочем состоянии и передавать информацию контроллеру, который рассчитывает результаты тестирования.

3. Моделирование FPEG
Термодинамический цикл FPEG зависит от различных факторов, таких как газовая динамика, процесс тепловыделения и потери тепла. В этом разделе имитационная модель FPEG создается на основе одномерного уравнения газовой динамики, функции горения Вебера и функции теплопередачи.
3.1. Одномерная газовая динамика
Для описания одномерной газовой динамики в трубе свободнопоршневого двигателя предполагаются следующие моменты: (1) состояние рабочего тела в камере сгорания — идеальный однородный газ.(2) Температура, давление и объем соответствуют уравнению состояния идеального газа. (3) Масса газа в баллоне постоянна, и утечка потока в процессе газообмена не учитывается. Таким образом, одномерная модель динамики в трубе описывается тремя уравнениями.
Уравнение энергии:
Уравнение сохранения количества движения:
Уравнение неразрывности рабочего тела: где представляет собой содержание энергии идеального газа, представляет скорость потока, представляет статическое давление, представляет собой крест площадь сечения трубы, представляет тепловой поток стенки, представляет единицу объема, представляет плотность рабочей среды, представляет удельную теплоемкость в объеме содержимого и представляет силу трения между жидкостью и стенкой трубы.
3.2. Давление газа в цилиндре
В соответствии с вышеизложенными предположениями мы также предположили, что давление газа в цилиндре равно давлению на впуске, равно как и такт выпуска. Когда объем камеры сгорания равен нулю, положение поршня устанавливается как начало смещения. Используя первый закон термодинамики и уравнение состояния идеального газа, давление газа в цилиндре можно записать в виде следующего уравнения: где представляет давление газа в цилиндре, представляет объем цилиндра, представляет отношение удельной теплоемкости рабочее тело, и представляет собой скорость тепловыделения топлива.
3.3. Горение в цилиндре
Экзотермическая характеристика свободнопоршневого двигателя определяется скоростью распространения пламени и формой камеры сгорания. В этой статье имитационная модель использует модель сгорания с одной зоной с нулевой размерностью, которая определяет всю камеру сгорания как замкнутое пространство и игнорирует утечку потока. Функцию Вебера можно использовать для представления фактического процесса горения и выражения тепловыделения. Тепло, выделяемое в процессе сгорания, выглядит следующим образом: где Q представляет скорость тепловыделения топлива, представляет более низкую теплотворную способность топлива, представляет массу впрыскиваемого топлива за цикл, представляет эффективность сгорания, представляет качество сгорания. индекс, представляет продолжительность горения и представляет переменную времени, представляет время начала горения.
3.4. Теплопередача от цилиндра
При расчете потерь тепла необратимость теплопередачи при возвратно-поступательном тепловом цикле не пренебрежимо мала. Предполагается, что потери произошли только в тактах сгорания и расширения, а передача тепла из камеры сгорания наружу незначительна. От газов в цилиндре до стенок цилиндра расчетное уравнение теплопередачи: где представляет скорость тепловыделения топлива, представляет коэффициент теплопередачи, представляет диаметр цилиндра, представляет положение поршня, представляет температуру стенок цилиндра, и представляет собой температуру газа в баллоне.
Здесь расчетное уравнение принимает функцию теплопередачи Woschni 1978. Функция подходит для цикла высокого давления, а коэффициент теплопередачи — это где — диаметр цилиндра, давление газа в цилиндре, давление на входе. температура газа в цилиндре, представляет собой круговую скорость и представляет собой среднюю скорость поршня.
3.5. Имитационная модель
В процессе создания модели FPEG одномерная имитационная модель в основном делится на две части.В первую часть входили размерные параметры двигателя, такие как диаметр цилиндра, длина впускного и выпускного патрубков. Другая часть содержала термодинамическую модель, модель горения и модель теплопередачи.
Шаги моделирования FPEG следующие области [20]: (1) изучение основных параметров измерения двигателя и сбор данных и информации о конструкции. (2) Разделить фактический двигатель со свободным поршнем на несколько простых в эксплуатации подсистем и использовать субмодули AVL BOOST для создания соответствующих физических субмоделей.(3) В соответствии с теоретическими знаниями динамики, теплопередачи, термодинамики, горения была построена простая физическая модель, которая содержит собранные данные и входную информацию для субмодуля двигателя. (4) Используйте установленную модель, чтобы выполнить элементарное моделирование и найти физические параметры имитационной модели, чтобы изменить ошибку.
На основе теоретического анализа и математической модели, приведенной выше, в программном обеспечении AVL BOOST создается одномерная имитационная модель FPEG для моделирования четырехтактного термодинамического цикла и двухтактного термодинамического цикла.Как мы все знаем, полная имитационная модель системы FPEG должна включать систему впуска, систему сгорания и систему выпуска. В соответствии с параметрами конструкции, указанными выше, и системой экспериментов в предыдущем разделе, имитационная модель одномерного потока создается, как показано на рисунке 7.

3.6. Параметры моделирования
Перед запуском модели моделирования ключевым этапом является выбор параметров управления. Начальное значение граничных условий включает давление, температуру и соотношение воздух-топливо.При этом параметры цилиндра содержат диаметр цилиндра, ход поршня, длину шатуна и степень сжатия. Также необходимо определить параметры управления теплопередачей и спецификацию клапана. В таблице 2 перечислены конкретные параметры каждого компонента.
Компоненты Параметры Значение
Воздухоочиститель Общий объем 3.1 л
Дроссельная заслонка Угол дроссельной заслонки 18,5 °
Цилиндр Диаметр цилиндра 102 мм
Ход поршня 126 мм
Длина шатуна 150 мм
Степень сжатия 9,3
Впускной клапан Открытие клапана 48,5 мс
Закрытие клапана 50,2 мс
Выпускной клапан Открытие клапана 19.1 мс
Клапан закрыт 23,4 мс
Катализатор Объем монолита 0,3 л
Граница системы 1 Давление 1,1 бар
Температура газа 24,85 ° C
Граница системы 2 Давление 1,0 бар
Температура газа 126,85 ° C
4.Проверка модели
Моделируется траектория свободного поршня FPEG во время четырехтактного рабочего цикла. Как показано на рисунке 8, рабочий период четырехтактного двигателя со свободным поршнем составляет около 100 мс. Понятно, что перемещение поршня асимметрично, такты впуска и сжатия короче тактов расширения и выпуска. Степень расширения больше, чем степень сжатия, и более длительное расширение и выхлоп полезны для достижения полного расширения и уменьшения остаточного газа.Следовательно, характеристики FPEG отличаются от характеристик обычного двигателя, и он имеет большое преимущество с точки зрения топливной экономичности и образования выбросов.

В системе FPEG завершен четырехтактный эксперимент для проверки имитационной модели. Как видно из рисунка 9, он сравнивает давление в цилиндре из данных испытаний с результатами моделирования во время четырехтактного рабочего цикла, которые получают датчиком давления в цилиндре. По сравнению с экспериментальными результатами, кривые давления в цилиндре испытания и моделирования совпадают; максимальное отклонение изменения давления в цилиндре — 5.2%, а среднее отклонение составляет 1,5%. В таблице 3 приведены результаты сравнения производительности FPEG. Таким образом, результаты моделирования соответствуют требованиям точности, и мы полагаем, что имитационная модель является точной моделью FPEG. Более того, в системе FPEG время начала сгорания составляет -3,1 мс, а продолжительность сгорания составляет 6,4 мс, что определяется результатами экспериментов с четырехтактным двигателем.

Название Устройство Тест Моделирование
Эффективная мощность кВт 4.75 4,82
Пиковое давление бар 21,02 21,40
Остаточное содержание газа — 0,0809 0,0769
Начало горения мс −3,1 −3,1
Продолжительность горения мс 6,4 6,4
5.Оптимизация двухтактного термодинамического цикла
Смоделированная кривая движения свободного поршня во время двухтактного рабочего цикла показана на рисунке 10. Как видно, рабочий период двухтактного двигателя со свободным поршнем составляет около 43 мс. . На основе перекрытия клапанов и опережающего зажигания получается длинный такт впуска и выпуска при коротком такте сжатия и расширения. Эта характеристика показывает, что двухтактный термодинамический цикл ГПЭГ можно оптимизировать, изменяя параметры управления газообменом и горением.

В этом разделе проверенный режим используется для моделирования двухтактного термодинамического цикла FPEG. При неизменных других параметрах управления модель моделируется при различном давлении всасываемого воздуха, времени впрыска, времени зажигания, времени впускного клапана и времени выпускного клапана. Затем анализируется влияние термодинамического цикла и оптимизируются термодинамические характеристики FPEG.
5.1. Влияние повышения давления на впуске
Исследования показывают, что улучшение давления всасываемого воздуха может обеспечить хорошее состояние сгорания.Модель FPEG моделируется при различном давлении всасываемого воздуха, а кривые изменения выглядят следующим образом. Указанная мощность, коэффициент остаточного газа, указанный удельный расход топлива (ISFC) и расход на всасывании являются основными оценочными показателями, и их можно найти в результатах моделирования. В соответствии с диапазоном давления реального турбонагнетателя диапазон давления на впуске составляет от 1,0 до 1,4 бара.
На рис. 11 показано, что указанная мощность и расход на впуске постепенно увеличиваются, коэффициент остаточного газа постепенно снижается в диапазоне давления на впуске, а четыре оценочных индекса изменяются более явно в диапазоне 1.0 бар ~ 1,1 бар. Результаты показывают, что двухтактный двигатель со свободным поршнем не может обеспечить достаточный поток всасываемого воздуха для завершения рабочего цикла при нормальном давлении всасываемого воздуха. Это связано с тем, что при повышении давления всасываемого воздуха в цилиндр может поступать больше топливной смеси. Кроме того, более высокое давление всасываемого воздуха обеспечивало большое давление сжатия. Следовательно, увеличение давления всасываемого воздуха приводит к улучшению указанной мощности и экономии топлива.
5.2. Влияние времени впрыска
В системе сгорания одномерной имитационной модели параметры времени впрыска могут быть изменены, чтобы имитировать его влияние на производительность FPEG.Как видно, на рисунке 12 показано влияние разного времени впрыска. Среднее эффективное давление (MEP) — это эффективная мощность, генерируемая рабочим объемом на единицу цилиндра, и это важный показатель для оценки энергетических характеристик.
Диапазон времени впрыска разделен на три части: 0 мс ~ 7,2 мс, 7,2 мс ~ 14,4 мс и 14,4 ~ 21,6 мс. Во-первых, указанная мощность и MEP поддерживаются на низком уровне колебаний, а коэффициент остаточного газа остается неизменным на более высоком уровне.Поскольку процесс впрыска топлива завершился до открытия впускного клапана, большая часть топливной смеси не попала в камеру сгорания. Во-вторых, время впрыска и процесс всасывания согласованы, а термодинамические характеристики FPEG значительно улучшились, что позволило улучшить указанную мощность и эффективность вентиляции. Наконец, по сравнению с первой частью, все значения производительности аналогичны в диапазоне от 14,4 мс до 21,6 мс. Это связано с тем, что время впрыска оставляет позади процесс впуска, и часть топливной смеси не может быть использована в процессе сгорания.Как видно, оптимальные характеристики двигателя достигаются в момент 14,4 мс.
5.3. Влияние момента зажигания
Эффект опережающего зажигания заключается в том, чтобы начать горение до того, как поршень переместится в ВМТ. Когда поршень движется в ВМТ и входит в такт расширения, смесь рабочего тела полностью сгорает и выделяет больше энергии. Следовательно, диапазон времени зажигания составляет от -5,4 мс до 0 мс, а результаты моделирования показаны на рисунке 13.
В диапазоне от -3 мс до -5.4 мс, указанная мощность и MEP постепенно уменьшаются, а ISCF постепенно увеличивается. Это происходит из-за преждевременного воспламенения смеси и расширения горящего газа. Часть энергии мешает поршню двигаться вверх до ВМТ. Затем указанная мощность и MEP постепенно уменьшались с разным временем зажигания, а ISFC постепенно увеличивалась в диапазоне от -3 мс до 0 мс. Из-за задержки времени воспламенения поршень движется вниз до того, как смесь начнет гореть. Это приводит к увеличению объема цилиндра и снижению давления сгорания, а термодинамические характеристики FPEG находятся в состоянии высокого расхода топлива и низкой выходной мощности.Кроме того, оптимальные характеристики двигателя были достигнуты при −3 мс.
5.4. Влияние времени впускного клапана
При условии сохранения неизменными высоты подъема клапана и продолжительности открытия клапана, модель FPEG моделируется при разном времени открытия впускного клапана. Как показано на Рисунке 14, при времени открытия впуска от 4,8 мс до 16,8 мс, указанная мощность и расход на всасывании показывают общую тенденцию сначала к увеличению, затем к падению и получают максимальное значение на уровне 10,8 мс. Между тем характеристики коэффициента остаточного газа и ISFC противоречат закону изменения всасываемого потока.
Когда время открытия впуска находится в диапазоне от 4,8 мс до 10,8 мс, впускной и выпускной клапаны открываются одновременно. Он создает продувочный поток в цилиндре, что делает процесс газообмена более полным и снижает количество остаточного газа. После этого время открытия впускного клапана опаздывает, и часть топливной смеси не попадает в цилиндр, поэтому процесс сгорания оказывается недостаточным, а термодинамические характеристики значительно ухудшаются. Из-за фиксированного времени работы клапана оптимальный период открытия впускного клапана от 10.От 8 мс до 24,5 мс.
5.5. Влияние времени работы выпускного клапана
Как показано на Рисунке 15, при изменении времени открытия выпускного клапана с 1,2 мс до 10,8 мс указанная мощность и расход выхлопных газов показывают общую тенденцию сначала к увеличению, а затем к снижению. Поток выхлопных газов увеличивался в диапазоне от 1,2 мс до 3,6 мс, а затем постепенно уменьшался, достигая максимального значения на 3,6 мс. Указанная мощность, коэффициент остаточного газа и ISCF улучшились с увеличением потока выхлопных газов.
Результаты показывают, что преждевременное открытие выпускного клапана приводит к недостаточному процессу сгорания и снижению мощности и экономии топлива FPEG.При задержке открытия выпускного клапана остаточный газ в цилиндре не может быть удален полностью, и это повлияет на следующий цикл сгорания. Следовательно, правильное время открытия выпускного клапана значительно улучшает производительность FPEG, а оптимальный период открытия выпускного клапана составляет от 3,6 мс до 23,1 мс.
5.6. Оптимизированная производительность FPEG
В соответствии с приведенными выше результатами моделирования мы внесли корректировки в управляющие параметры модели FPEG.Настраиваемые параметры включают время зажигания, время впрыска и время открытия клапана. Уточненная модель моделировалась на рабочей частоте 25 Гц, а именно, 25 возвратно-поступательных циклов в секунду. Оптимизированные результаты показывают, что указанный тепловой КПД составляет около 27,6%, указанная мощность составляет 6,7 кВт, а ISFC составляет 481,6 г / кВтч. Конкретные результаты термодинамических характеристик FPEG для двухтактного термодинамического цикла показаны в таблице 4.
Элементы Единица Значение
Указанная мощность кВт 6.7
Указанный тепловой КПД % 27,6
Указанный удельный расход топлива (ISCF) г / кВтч 481,6
Остаточное содержание газа — 0,285
Среднее эффективное давление бар 2,6
Циклическая масса на всасывании г 0,671
6.Выводы
В работе представлена оптимизация термодинамических характеристик двухтактного одноцилиндрового FPEG. Создана комплексная одномерная модель потока FPEG, и точность модели подтверждена экспериментальными результатами, протестированными на прототипе FPEG. Результаты экспериментов с четырехтактным двигателем показали эффективную мощность 4,75 кВт и максимальное давление 21,02 бар. На этой основе был смоделирован и оптимизирован двухтактный термодинамический цикл.Результаты моделирования показывают, что указанный тепловой КПД ППЭГ составляет около 27,6%, а указанная мощность 6,7 кВт может быть достигнута на рабочей частоте 25 Гц. Из этих результатов мы заключаем, что термодинамические характеристики высокой эффективности и энергосбережения для системы FPEG могут быть значительно улучшены за счет оптимизации двухтактного термодинамического цикла.
В будущем будет проведено экспериментальное испытание для проверки результатов моделирования двухтактной термодинамической оптимизации цикла в этой статье.Кроме того, двухтактный генератор с свободнопоршневым двигателем будет исследован с помощью многоцелевой интеллектуальной оптимизации для получения более высокой выходной мощности и эффективного КПД.
Доступность данных
Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.
Благодарности
Авторы выражают признательность Национальному фонду естественных наук Китая (грант №51875290).
№ 2671: Сколько цилиндров?
Сколько сегодня цилиндров? Инженерный колледж Хьюстонского университета представляет эту серию о машинах, которые делают нашу цивилизацию бегут, и люди, чья изобретательность создала их.
Итак, сколько цилиндров должно быть в двигателе автомобиля? Большинство наших автомобилей имеют либо четыре цилиндра подряд, либо цилиндры в одном ряду. V-образное расположение — по два или по три с каждой стороны.Итак, к чему все это воображение? Почему не один большой цилиндр?
Что ж, представьте себе поршень, который движется вперед и назад в цилиндре, делая коленчатый вал проворачивается. Он кратковременно приводит вал в движение каждые два оборота. Наши автомобильные двигатели обкатываются четырехтактные циклы. Возгорание происходит, и поршень толкает вниз. Затем он очищает выхлоп, когда он возвращается вверх. Далее это втягивает новую смесь воздуха и бензина по пути вниз.Наконец, это поднимается, сжимая эту смесь. Затем еще одно зажигание, и цикл повторяется.
Одноцилиндровый двигатель набирает обороты на первом такте; затем он замедляется во время оставшиеся два оборота четырехтактного цикла. Это вызвало бы такой двигатель трясти и трясти.
Итак, нам нужен большой маховик, чтобы он двигался между зажиганиями. С более цилиндров и поршней, мы можем прикрепить шатун каждого поршня к разному угловое расположение на коленчатом валу — тогда рассчитываем взрывы так, чтобы каждый один запускает вращение во время двух оборотов.И маховик может быть намного меньше.
Карл Бенц использовал одноцилиндровый двигатель в своем первом автомобиле 1885 года. Первый форд Двигатель модели Т имел четыре цилиндра в ряд. Некоторые роскошные автомобили 1920-х годов имел рядные двигатели с восемью цилиндрами. Двигатели с Было использовано 12 или более цилиндров подряд, но в основном в больших морских и стационарные двигатели.
Конечно, плавный ход — это только одна цель.Чем больше цилиндров, тем меньше маховик вес, но они также означают более высокие затраты на производство и содержание. Тогда есть компактность. Прямая восьмерка Duesenberg была фаворитом богатых кинозвезд 20-х годов. Но у него была 12-футовая колесная база. Представлять себе параллельная парковка этого зверя.
Ответом был двигатель V-8 — два ряда по четыре, образующие V. Эвен Карл Бенц экспериментировал с двигателем V-2 после того, как построил свой одноцилиндровый двигатель.V-образное расположение может даже позволить двум цилиндрам приводить в движение общий шатун кривошипа, толкая это в разных угловых положениях. И здесь усложнение увеличивается: Инженеры создали всевозможные умные конструкции коленчатого вала для использования с цилиндрами в всевозможные позиции — V-4, V-6, Flat-4, Flat-6.
Самолеты накладывали разные конструктивные ограничения. Встроенный движок предлагает мало лобовое сопротивление. Братья Райт использовали рядный четырехцилиндровый двигатель, но с хорошими характеристиками. тяжелый маховик.Тогда первые строители перешли к двигателям с девятью цилиндрами, излучающим от центрального узла. Поршни вращались вокруг вала и не нуждались в маховике. ни системы охлаждения.
Многие новые технологии сводятся к одной лучшей форме. Но некоторые находят более одного хороший вариант, тогда продолжайте рыскать среди конкурентов. Просто подумайте о ПК vs. Mac’s, классическая музыка против музыки кантри — только подумайте о цилиндрах в их, казалось бы, звучании. бесконечные договоренности.
Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересуют изобретательные умы работай.
(Музыкальная тема)
Смотрите записи в Википедии по всем соответствующим темам. Искать такие слова, как автомобильные двигатели, рядные 4-цилиндровые, плоские 6-цилиндровые, 8-цилиндровые, 4-тактные двигатели и т. д. Google будет также отправлю вас на множество простых и понятных сайтов, как этот.
Все фото Й. Линхард. Двигатели Toyota любезно предоставлены Майком Калвертом Toyota, Хьюстон, Техас.
Турбонаддув одноцилиндрового четырехтактного двигателя
Мое изобретение — это способ турбонаддува одноцилиндровых двигателей внутреннего сгорания. Эта технология делает небольшие двигатели чище, мощнее, легче, экономичнее и дешевле. С появлением новых стандартов выбросов компаниям сложно снизить затраты на свои двигатели.Это особенно проблема для развивающихся стран, где одноцилиндровые четырехтактные двигатели используются в небольших транспортных средствах, сельскохозяйственном оборудовании и генераторах. Двигатели с турбонаддувом имеют лучшую экономию топлива, экономическую эффективность и удельную мощность, чем двигатель с наддувом аналогичного размера. По этим причинам большинство многоцилиндровых дизельных двигателей оснащаются турбонаддувом. Однако из-за несоответствия по времени между тактом выпуска, когда турбокомпрессор приводится в действие, и тактом впуска, когда двигатель всасывает воздух, турбонаддув не используется в коммерческих одноцилиндровых двигателях.Одноцилиндровые двигатели повсеместно используются в автономных системах энергоснабжения развивающихся стран, таких как тракторы, небольшие транспортные средства, генераторы и водяные насосы из-за их низкой стоимости. Турбонаддув этих двигателей может дать пользователям более дешевый и более экономичный двигатель. Предлагаемое решение состоит в том, чтобы добавить воздушный конденсатор в виде впускного коллектора большого объема между компрессором турбонагнетателя и впуском двигателя для сглаживания потока.
Теоретическая осуществимость воздушного конденсатора была проанализирована, уделяя особое внимание времени заполнения, оптимальному объему, увеличению плотности, которое может достичь система, и тепловым эффектам из-за адиабатического сжатия всасываемого воздуха.Вычислительные методы использовались, чтобы определить, что система осуществима. Было обнаружено, что эта система осуществима с точки зрения затрат, поскольку ожидается, что добавление турбокомпрессора будет составлять примерно 20% от стоимости добавления второго цилиндра (удвоение мощности). Это означает, что даже в наихудшем сценарии теплопередачи турбонаддув составляет половину стоимости добавления второго цилиндра на единицу полученной мощности.
Был построен первоначальный прототип и проведен эксперимент, в ходе которого было обнаружено, что пиковая выходная мощность увеличивается с размером коллектора, увеличиваясь на целых двадцать девять процентов с коллектором самого большого размера (примерно в семь раз больше объема двигателя).Это значительное увеличение мощности и показывает, что турбонаддув четырехтактного одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания технологически и финансово осуществим.
Модель оптимизации была построена с использованием Matlab, Simulink и Ricardo Wave (программное обеспечение для моделирования двигателя). Модель оптимизирует параметры воздушного конденсатора и двигателя с точки зрения экономии топлива, мощности, выбросов и воздушного потока с использованием алгоритма оптимизации имитации отжига. Из этого анализа я обнаружил, что могу снизить выбросы на 2-5%, улучшить экономию топлива на 3-5% и одновременно увеличить мощность на 30-35%.
Используя эту информацию, был разработан более совершенный прототип и эксперимент. В ходе эксперимента было обнаружено, что система турбонаддува с воздушным конденсатором может улучшить выбросы, экономию топлива, мощность и характеристики переходного режима. Этот проект окажет влияние на реальный мир; это даст фермерам инструмент, который повысит их производительность, сократит выбросы от небольших дизельных двигателей и снизит стоимость небольших устройств, оснащенных небольшими дизельными двигателями.
приказов о пуске 4-тактных двигателей внутреннего сгорания — AutoShack Ghana
1.Обзор
Вы, наверное, уже знаете, что в двигателе есть поршни, которые преобразуют возвратно-поступательное движение (движение вверх и вниз) во вращательное (вращательное движение) коленчатого вала. Вращение коленчатого вала передается поршню за счет возгорания внутри камер сгорания (цилиндров), в которых находятся поршни. Событие сгорания и, следовательно, движение поршней должны быть скоординированы, чтобы обеспечить непрерывную выработку энергии, пока зажигание включено, двигатель работает и все другие разрешающие условия выполняются.Последовательность, в которой цилиндры вырабатывают мощность, называется порядком срабатывания , порядком , в котором цилиндры срабатывают . Большинство двигателей сегодня классифицируются как четырехтактные, где под ходом понимается перемещение поршня вверх или вниз. Четыре стадии / такта — это такты впуска, сжатия, мощности и выпуска. Следовательно, пока один цилиндр находится на такте впуска, другой — на такте сжатия, третий — на рабочем такте, а третий — на выпускном.
Если вы не знакомы с процессом передачи энергии, вот краткий обзор. Когда горение происходит внутри цилиндра, оно создает взрывную силу, которая толкает поршень вниз. Это событие называется тактом мощности или сгорания. Когда поршень прижимается вниз, он поворачивает коленчатый вал, коленчатый вал вращает маховик (если автомобиль с механической коробкой передач) или гибкую пластину (если автомобиль с автоматической коробкой передач). Затем маховик / гибкая пластина передает генерируемую мощность на трансмиссию.В конечном итоге трансмиссия передает мощность на колеса, заставляя их вращаться. В этой статье мы обсудим на примерах, что происходит во время выполнения приказа об увольнении и почему он необходим.
2. Пожар и заказ
Выбор порядка зажигания является важной частью конструкции двигателя. Производители тщательно выбирают заказы на обжиг, чтобы уменьшить вибрацию и улучшить отвод тепла. Порядок зажигания также влияет на качество езды (плавность хода), баланс двигателя и звук двигателя.Все эти факторы, за исключением, возможно, шума двигателя, несомненно, играют роль в продлении срока службы двигателя до усталости. Однако многие поршневые головки считают, что звук двигателя является неотъемлемой частью конструкции двигателя, и это понятно!
Большинство 4-цилиндровых двигателей имеют порядок включения 1-3-4-2, хотя возможны другие порядки включения, такие как 1-3-2-4, 1-4-3-2, 1-2-4-3. Рассмотрим рядный 4-цилиндровый двигатель в модели , рис. 1.
Цилиндры обычно пронумерованы 1234 от передней части двигателя, где установлены вспомогательные приводы (шкивы).Следовательно, цилиндр 1 будет цилиндром, ближайшим к шкивам, а цилиндр номер 4 будет цилиндром, ближайшим к маховику или гибкой пластине, как показано на , рис. 1, . Предположим, что двигатель на Рисунке 1 имеет порядок включения 1-3-4-2, как в случае 1,8-литрового VW Jetta 2005 года. Поскольку мы предполагаем порядок зажигания 1-3-4-2, цилиндр №1 будет первым, который сработает или вырабатывает энергию. Следующим будет цилиндр №3, затем цилиндр №4 и, наконец, цилиндр №2.
На каждые 720 градусов поворота коленчатого вала распредвал поворачивается на 360 градусов, в результате чего все цилиндры срабатывают один раз.В 4-цилиндровом двигателе, таком как двигатель в (рис. 1) , к тому времени, когда коленчатый вал повернется дважды, распределительный вал повернулся бы один раз, запустив все 4 цилиндра один раз. Следовательно, на каждые 180 градусов поворота коленчатого вала срабатывает один из цилиндров. Это получается с помощью формулы Уравнение 1.
f = 720 / n …………………… Уравнение 1
Где f — интервал зажигания, а — количество цилиндров.
На основе формулы в уравнении 1, например, в двигателе V6 цилиндр будет срабатывать каждые 120 градусов.Однако обратите внимание, что в некоторых двигателях V, особенно двигателях V8 и выше, производители или производители двигателей не обязательно запускают цилиндры через определенные промежутки времени; это концепция конструкции двигателя, называемая неравномерным срабатыванием. Это сделано для получения агрессивного бульканья и хриплого звука двигателя. Неравномерный порядок стрельбы в этой статье обсуждаться не будет.
Прежде чем углубляться в гайки и болты того, что происходит, когда цилиндры работают, давайте объясним концепцию вспомогательных цилиндров. Сопутствующие цилиндры — это цилиндры, которые парами перемещаются вверх и вниз.Пока один цилиндр находится на такте впуска, другой — на рабочем ходе и наоборот. Кроме того, пока один цилиндр находится на такте сжатия, другой — на такте выпуска, и наоборот. Например, в 6-цилиндровом двигателе с порядком включения 1-5-3-6-2-4 вспомогательными цилиндрами будут цилиндры 1 и 6, 5 и 2, а затем 3 и 4.
На фиг. 2 последовательно показан цикл 4-тактного двигателя; впуск, компрессия, мощность, выпуск. Это будет использоваться вместе с рисунками 3a — 3e для объяснения процесса обжига.
На рисунках с 3a по 3e 720 градусов поворота коленчатого вала разбиты на 180-градусные интервалы для облегчения иллюстрации. На рисунках с 3a по 3d первый столбец содержит номера цилиндров (не в порядке зажигания).
На Рисунке 3a цилиндр № 1 начинается с рабочего хода. Поскольку порядок стрельбы — 1-3-4-2, это означает, что следующим выстрелом будет цилиндр №3. Из рисунка 2 следует, что если цилиндр № 1 находится в рабочем такте (p), а цилиндр № 3 воспламеняется следующим, он должен находиться в такте перед рабочим тактом, потому что он готовится к срабатыванию после цилиндра № 1.Это ход сжатия (c) — считайте цифру 2 в направлении, противоположном направлению стрелок, против часовой стрелки.
Цилиндр № 4, который срабатывает после цилиндра № 3, должен быть на два хода после рабочего хода цилиндра № 1. Повторное рассмотрение рисунка 2 должно помочь сделать вывод, что цилиндр № 4 должен находиться на такте впуска (i).
Теперь цилиндр № 2 должен отставать на 3 хода от рабочего хода цилиндра № 1. Это поставит цилиндр №2 на такт выпуска (е). Все это происходит при первых 180 градусах поворота коленчатого вала (рис. 3а).
При следующем повороте коленчатого вала на 180 градусов (360 градусов) цилиндр № 3 переходит в рабочий такт.
Цилиндр № 4 теперь находится на такте сжатия, цилиндр № 2 находится на такте впуска (i), а цилиндр № 1, как и ожидалось, на такте выпуска (e), чтобы удалить выхлопные газы, образовавшиеся в ходе рабочего такта, который он только что завершил. . См. Рисунок 3b.
При следующем повороте коленчатого вала на 180 градусов (540 градусов) цилиндр № 4 переходит в рабочий такт.Цилиндр № 2 теперь находится на такте сжатия, цилиндр № 1 находится на такте впуска (i), а цилиндр № 3, как и ожидалось, на такте выпуска (е), чтобы удалить выхлопные газы, образовавшиеся в ходе только что завершенного рабочего такта. См. Рисунок 3c.
На последних 180 градусах поворота коленчатого вала (720 градусов) цилиндр № 2 входит в рабочий ход. Цилиндр № 1 теперь находится на такте сжатия, цилиндр № 3 находится на такте впуска (i), а цилиндр № 4, как и ожидалось, на такте выпуска (е), чтобы удалить выхлопные газы, образовавшиеся в ходе только что завершенного рабочего такта.См. Рисунок 3d.
В последних 180 градусах (720 градусов) обратите внимание, что цилиндр 1 снова находится в такте сжатия (c), готовый снова начать весь процесс, когда он перемещается от такта сжатия к такту сжатия (p). На рис. 3e показан полный порядок зажигания, на этот раз цилиндры расположены в правильном порядке. Такое расположение позволяет легко увидеть, как цилиндры стреляют через каждые 180 градусов в соответствии с установленным порядком зажигания.
На рис. 4 показаны порядки включения 6-цилиндрового двигателя с порядком включения 1-4-3-6-2-5.Это порядок зажигания двигателя Mercedes Benz M272-E35, который используется в автомобилях ML350 с 2006 года. Он также используется в автомобиле R350 и других автомобилях Mercedes Benz.
Из , фигура 4, цилиндр № 1 загорается при первых 120 градусах.
В следующие 120 градусов (240 градусов), когда цилиндр № 1 перемещается от рабочего хода к такту выпуска, цилиндр № 4 срабатывает.
В следующие 120 градусов (360 градусов), когда цилиндр № 4 перемещается от рабочего хода к такту выпуска, цилиндр № 3 срабатывает.
В следующие 120 градусов (480 градусов), когда цилиндр 3 перемещается от рабочего хода к такту выпуска, цилиндр № 6 срабатывает.
В следующие 120 градусов (600 градусов), когда цилиндр 6 перемещается от рабочего хода к такту выпуска, цилиндр № 2 срабатывает.
В следующие 120 градусов (720 градусов), когда цилиндр 2 перемещается от рабочего хода к такту выпуска, цилиндр № 5 срабатывает.
Процесс повторяется, поскольку цилиндр №1 снова загорается.
Рисунок 5 представляет собой табличную иллюстрацию 8-цилиндрового двигателя с порядком включения 1-5-4-8-7-2-6-3.Примером двигателя, использующего этот порядок зажигания, является BMW S65, который, среди прочих автомобилей, установлен на M3 E90 2012 года. Рисунок 5 не будет поясняться далее, так как он следует формату, аналогичному порядку, описанному ранее на рисунке 4. Единственное отличие состоит в том, что каждый цилиндр срабатывает после 720/8 = 90 градусов.
Поделитесь своими мыслями.
Автор: Квабена Менса Об авторе: технический редактор и технический директор AutoShack Ghana
Разница между 2-тактными и 4-тактными двигателями
Маленькие двигатели от многих различных производителей изготавливаются как двухтактные или четырехтактные, но вам может быть интересно, в чем разница между этими двумя типами малых двигателей.
Двухтактные двигатели
Двухтактный двигатель — это двигатель без клапанов или специальной системы смазки. Двухтактный двигатель очень прост, намного проще, чем четырехтактный. Он имеет очень мало рабочих частей и очень легкий. Это означает, что требуется очень мало обслуживания, и его производство намного дешевле.
2-тактные двигатели обычно используются в переносном оборудовании для газонов, поскольку удельная мощность превышает 4-тактные двигатели; это означает, что двигатель меньшего размера будет иметь больше мощности, чем четырехтактный двигатель меньшего размера.Срок службы двигателя на самом деле не является проблемой для бензопилы, как это было бы для транспортного средства, потому что они не используются постоянно, поэтому они прослужат достаточно долго при обычном использовании. Они также используются в более короткие промежутки времени, поэтому проблема загрязнения не столь серьезна.
В 2-тактном двигателе требуется, чтобы масло смешивалось с топливом в очень точном соотношении, чтобы определить соотношение, вы должны проверить руководство пользователя вашего оборудования. Смесь топлива и масла, проходящая через двигатель, — это то, что смазывает детали, однако, поскольку это не определенная система смазки, эти двигатели обычно изнашиваются быстрее.
Как это работает:
Сжатие топлива и воздуха в главном цилиндре (такт сжатия)
Свеча зажигания загорается, вызывая взрыв, который перемещает поршень вниз (рабочий ход)
Когда поршень приближается к концу своего хода, выпускное отверстие открывается (рабочий ход)
Давление в цилиндре вытесняет большую часть выхлопных газов из цилиндра через выхлопное отверстие (рабочий ход)
Когда поршень ударяется о дно, впускное отверстие открывается, и больше топлива и воздуха втягиваются в главный цилиндр, чтобы снова начать процесс (такт сжатия)
Этот процесс также может быть известен по 2 видам ходов: такт сжатия и рабочий ход.Такт сжатия — это когда поршень движется вверх и сжимает топливо и воздух, или шаг 1/5. Рабочий ход — это все остальные шаги, шаги, которые на самом деле вызывают взрыв и создают мощность.
Плюсы 2-тактного двигателя:
Без клапанов, более простая конструкция
Срабатывает один раз за оборот, что означает, что выходная мощность I выше, чем у 4-тактного двигателя
Он легче, что удешевляет производство
Они имеют потенциал вдвое большей мощности, чем 4-тактный двигатель того же размера
Меньше обслуживания
Минусы двухтактного двигателя:
Не проживут так же долго, как четырехтактный двигатель, из-за отсутствия специальной системы смазки
Необходимость смешивать топливо и масло для смазки двигателя может дорого обойтись
Неэффективные двигатели
Они производят больше загрязнения
Очень дымные двигатели
Воздухо-топливная смесь просачивается через выпускное отверстие
4-тактные двигатели
4-тактный двигатель обычно используется на газонокосилках.Он тяжелый и должен оставаться в вертикальном положении, чтобы его можно было использовать, поэтому он не так хорошо работает с оборудованием для газонов, таким как поедатели сорняков или бензопилы. Кроме того, они более дорогие из-за сложности двигателя и необходимости ремонта, если что-то пойдет не так.
4-тактный двигатель имеет цикл, состоящий из 4-х тактов, при этом в этих 4-тактных двигателях поршень совершает двойной оборот в двигателе, поэтому свеча зажигания срабатывает при каждом втором обороте. В этом типе двигателя есть два отдельных клапана, один для впуска и один для выпуска, в отличие от двухтактного двигателя.
В 4-тактном двигателе масло содержится в картере, и обычно есть система смазки разбрызгиванием, где масло выпускается, и единственная задача системы — поддерживать все смазанное. Из-за этого масло необходимо менять через определенное количество часов, а уровень необходимо часто проверять. Поскольку единственная функция состоит в том, чтобы все двигалось плавно, износ в 4-тактном двигателе происходит намного медленнее, чем в 2-тактном.
Как они работают:
1) Поршень движется вверх и сжимает топливно-воздушную смесь в камере (такт сжатия)
2) Топливо воспламеняется свечой зажигания, и поршень опускается вниз, обеспечивая необходимый импульс для вращения коленчатого вала (рабочий ход)
3) Поршень движется обратно вверх и выталкивает отработанные / сгоревшие газы из выпускного клапана (ход выпуска)
4) Поршень снова опускается и всасывает свежий воздух и топливо, готовясь к движению вверх и сжатию воздуха (ход впуска)
Плюсы четырехтактного двигателя:
Больше крутящего момента, двигатель тише и надежнее
Срок службы дольше, чем у двухтактного двигателя
Не нужно смешивать масло и топливо
Работает чище, чем двухтактный, меньше загрязнения
Намного более экономичный
Минусы четырехтактного двигателя:
Более сложная конструкция
Клапаны сложной конструкции, труднее ремонтировать / устранять неисправности
В два раза меньше мощности двухтактного двигателя того же размера
4-тактный срабатывает 1 раз на оборот
2-тактный двигатель срабатывает каждый оборот
Дороже двухтактного двигателя
Больше деталей, дороже в производстве, дороже в ремонте
Из-за более сложной конструкции эти двигатели намного тяжелее
% PDF-1.3 % 74 0 объект > эндобдж xref 74 76 0000000016 00000 н. 0000002512 00000 н. 0000002646 00000 н. 0000002763 00000 н. 0000003263 00000 н. 0000003385 00000 н. 0000003521 00000 н. 0000003640 00000 н. 0000003792 00000 н. 0000003905 00000 н. 0000004016 00000 н. 0000004042 00000 н. 0000004068 00000 н. 0000004094 00000 н. 0000004522 00000 н. 0000004795 00000 н. 0000007278 00000 н. 0000007418 00000 н. 0000007557 00000 н. 0000007677 00000 н. 0000009854 00000 н. 0000011364 00000 п. 0000011486 00000 п. 0000011608 00000 п. 0000013010 00000 п. 0000015357 00000 п. 0000015479 00000 п. 0000015602 00000 п. 0000018189 00000 п. 0000020733 00000 п. 0000023197 00000 п. 0000023703 00000 п. 0000023771 00000 п. 0000023852 00000 п. 0000029342 00000 п. 0000029631 00000 п. 0000030015 00000 п. 0000030083 00000 п. 0000030151 00000 п. 0000030236 00000 п. 0000032532 00000 п. 0000032808 00000 п. 0000033105 00000 п. 0000033215 00000 п. 0000041662 00000 п. 0000041730 00000 п. 0000042019 00000 п. 0000047071 00000 п. 0000047346 00000 п. 0000047739 00000 п. 0000047807 00000 п. 0000047888 00000 н. 0000052001 00000 п. 0000052282 00000 п. 0000052646 00000 п. 0000052898 00000 п. 0000052979 00000 п. 0000053047 00000 п. 0000053128 00000 п. 0000054296 00000 п. 0000054584 00000 п. 0000054784 00000 п. 0000054811 00000 п. 0000055155 00000 п. 0000055223 00000 п. 0000055308 00000 п. 0000057018 00000 п. 0000057307 00000 п. 0000057522 00000 п. 0000057549 00000 п. 0000057911 00000 п. 0000057938 00000 п. 0000057965 00000 п. 0000057992 00000 п. 0000058019 00000 п. 0000001853 00000 н. трейлер ] / Назад 2097965 >> startxref 0 %% EOF 149 0 объект > поток -ИКС rctq + bo: EdJp6} S ~ ډ j ڊ RIF $ qyYzIqCȰFjeH
RacingTach

Презентация
RacingTach — это тахометр, использующий звуковой или любой периодический сигнал, исходящий от двигателей.Он может точно измерять обороты до 100000 гоночных автомобилей, мотоциклов, грузовиков, моторных лодок и моделей с дистанционным управлением. но он также может использовать звук пропеллера самолета, лопастей вертолета и т. д. Сигнал анализируется в реальном времени с использованием запатентованного алгоритма БПФ, который является одной из самых быстрых реализаций.

Настройки приложения
Событий на оборот ‘
Это количество импульсов, видимых программным обеспечением, когда коленчатый вал двигателя совершает один оборот.Вы должны знать, что если ваш двигатель внутреннего сгорания является четырехтактным: на каждый рабочий цикл приходится два оборота коленчатого вала. цикл или если это двухтактный двигатель: происходит один оборот коленчатого вала.
Итак, с микрофоном или датчиком оборотов прикуривателя формула для определения количества срабатываний вашего двигателя за оборот составляет:
0,5 X количество цилиндров для четырехтактного двигателя
1 X количество цилиндров для двухтактного двигателя.
Примеры :
Четырехтактный и 4-цилиндровый двигатель => 0,5 * 4 = 2 искры на оборот (обычное значение для автомобиля)
Четырехтактный и 6-цилиндровый двигатель => 0,5 * 6 = 3 искры на оборот
Двухтактный и 2-цилиндровый двигатель => 1 * 2 = 2 искры на оборот
Если вы используете индуктивный зажим вокруг одного провода свечи зажигания, приложение видит только импульс от этого провода, поэтому Параметр событий на оборот равен 0.5 для четырехтактного и 1 для двухтактного двигателя.
Мин. Об / мин и макс. Об / мин
Вы можете отрегулировать эти настройки в соответствии с объемом вашего двигателя, чтобы повысить надежность оборотов.
«Исследование пикового порога (%)»
Используйте этот параметр для настройки порога отслеживания пика частоты оборотов. Постарайтесь сохранить ценность на высоком уровне насколько возможно, но уменьшите его, если один из гармонических пиков сигнала частоты вращения часто превышает его основную частоту.
No related posts.
Разное
Навигация по записям
Previous post: Как выбрать электропилу: Как выбрать цепную электропилу? – интернет-магазин ВсеИнструменты.ру
Next post: Пламени состав: Артисты ВИА «Пламя» — ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Найти:
Рубрики
Виды
Инвертор
Какие лучше
Классификация
Полуавтомат
Разное
Сварка
Советы
Характеристики
Электрод
© 2008—2019, "ТМК" - Лазерная резка металла, сварные изделия.
Карта сайта

Одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель принцип работы.

Одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель принцип работы.

Двигатели. Рядный? V-образный? «Оппозит»? — ДРАЙВ

Простота хуже компактности

О силах и моментах

Уравновешенные и не очень

VR6, VR5, W12…

Теория и практика

Топ-10 моторов всех времен — журнал За рулем

01 TopEngines zr04–11

02 TopEngines zr04–11

8-е место: «восьмерка» планеты Земля

03 TopEngines zr04–11

04 TopEngines zr04–11

05 TopEngines zr04–11

06 TopEngines zr04–11

07 TopEngines zr04–11

08 TopEngines zr04–11

09 TopEngines zr04–11

10 TopEngines zr04–11

Источник высокого качества 4-тактный 2 Цилиндра Двигателя производителя и 4-тактный 2 Цилиндра Двигателя на Alibaba.com

Технические характеристики Subaru WRX STI

Новость: | официальный дилер Yamaha

Общие данные

Двигатель

Трансмиссия

Ходовая часть

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Характеристики автомобильных двигателей.

Оптимизация двухтактного термодинамического цикла одноцилиндрового генератора с свободнопоршневым двигателем

1. Введение

2. Структура и принцип работы FPEG

2.1. Базовая структура FPEG

2.2. Термодинамический цикл FPEG

2.3. Прототип и экспериментальная система

3. Моделирование FPEG

3.1. Одномерная газовая динамика

3.2. Давление газа в цилиндре

3.3. Горение в цилиндре

3.4. Теплопередача от цилиндра

3.5. Имитационная модель

3.6. Параметры моделирования

4.Проверка модели

5.Оптимизация двухтактного термодинамического цикла

5.1. Влияние повышения давления на впуске

5.2. Влияние времени впрыска

5.3. Влияние момента зажигания

5.4. Влияние времени впускного клапана

5.5. Влияние времени работы выпускного клапана

5.6. Оптимизированная производительность FPEG

6.Выводы

Доступность данных

Конфликт интересов

Благодарности

№ 2671: Сколько цилиндров?

Турбонаддув одноцилиндрового четырехтактного двигателя

приказов о пуске 4-тактных двигателей внутреннего сгорания — AutoShack Ghana

Разница между 2-тактными и 4-тактными двигателями

RacingTach

Презентация

Настройки приложения

Событий на оборот ‘

Мин. Об / мин и макс. Об / мин

«Исследование пикового порога (%)»

Добавить комментарий Отменить ответ