Содержание
Как работает двигатель внутреннего сгорания — Mafin Media
Готовиться смесь может по-разному. В устаревших карбюраторных двигателях горючее «готовится» в отдельном механизме авто — карбюраторе. После смешивания воздуха с топливом смесь подается в двигатель и там сгорает. У карбюраторных моторов много минусов, а их ремонтопригодность сегодня уже не так востребованна. Поэтому самые популярные системы подачи топлива — инжекторные (от англ. inject — впрыскивать).
В зависимости от конструкции мотора топливо подается либо во впускной коллектор — трубопровод, через который авто получает воздух из окружающей среды, — либо напрямую в цилиндры. Подобные решения сложнее, но позволяют экономить топливо и снижать количество вредных выбросов в атмосферу. Основная деталь инжекторного впрыска — форсунка. Именно она впрыскивает топливо:
Компоненты двигателя: где и как сгорает смесь
Самое важное происходит в корпусе двигателя, который объединяет блок цилиндров (слева на фото) и головку блока цилиндров (справа на фото).
Блок цилиндров содержит полые внутри цилиндрические трубки, в которых размещаются поршни.
Головка блока цилиндров (ГБЦ) монтируется на блок цилиндров и образует герметичные (т. е. непроницаемые для посторонних жидкостей и газов) камеры сгорания.
Внутри камеры сгорания устанавливаются поршни — детали цилиндрической формы, совершающие возвратно-поступательные движения под действием сгорания смеси.
Поршни — часть кривошипно-шатунного механизма (КВШ), комплекса деталей, который преобразует движения поршня во вращение коленчатого вала. Последний и двигает колеса автомобиля. Так выглядит КВШ вместе с поршнями двигателя:
В головке блока цилиндров находятся упомянутые выше форсунки — вместе со свечами зажигания (в бензиновом моторе) и клапанами. Свечи зажигания производят электрическую искру, предназначенную для воспламенения топливно-воздушной смеси.
! — Если автомобиль оснащен непосредственным впрыском топлива (в камеру сгорания), форсунки находятся в ГБЦ, а если впрыск распределительный — форсунки установлены во впускном коллекторе вблизи впускных клапанов.
Клапаны относятся к механизму газораспределения и внешне напоминают большие гвозди:
Такая форма дана им неслучайно: нижней, выпуклой частью они закрывают и открывают впускные и выпускные отверстия в камере сгорания, поочередно впуская подготовленную топливно-воздушную смесь или воздух и выпуская отработанные газы. Соответственно, в зависимости от своей роли клапаны бывают впускными и выпускными.
Обычно на один цилиндр приходится от двух до четырех клапанов. За то, чтобы «доступ» в камеру сгорания открывался вовремя, и отвечает механизм газораспределения (ГРМ), в который выходят клапаны. В зависимости от мотора ГРМ приводится в действие ремнем или цепью.
Рассмотрим цилиндр в разрезе:
Четыре такта
Любой двигатель функционирует согласно циклу, состоящему из нескольких тактов, то есть ходов (движений) поршня. Большинство автомобильных моторов — четырехтактные.
Рассмотрим такты бензинового двигателя:
- Впуск: открывается впускной клапан, в камеру сгорания попадает топливно-воздушная смесь, а поршень идет вниз.
- Сжатие: оба клапана закрыты, поршень идет вверх, сжимая и нагревая смесь.
- Рабочий ход: оба клапана закрыты, под действием электрической искры от свечи зажигания сжатая и разогретая топливно-воздушная смесь воспламеняется, образовавшиеся при этом газы толкают поршень вниз.
- Выпуск: выпускной клапан открыт, поршень идет вверх, выталкивая отработанные газы в сторону выхлопной трубы.
После этого цикл повторяется. У дизельного двигателя вместо свечи установлена форсунка, и смесь воспламеняется не при помощи искры, а от сжатия — впрыска дизельного топлива через форсунку под большим давлением.
Впускной клапан при этом подает в камеру сгорания только воздух. Кстати, в некоторых современных бензиновых моторах форсунка тоже впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр.
А как запускается первый такт?
Каждый автомобиль обладает набором бортовой электроники — проводов, аккумулятора, стартера и т. д. Аккумулятор за время поездок накапливает достаточно энергии, чтобы при помощи специального механизма — стартера — раскрутить коленвал и завести мотор.
И что дальше?
Мощность от двигателя к колесам передается с помощью коробки передач, редуктора и приводных валов. Если мотор соединить с колесами напрямую, автомобиль после запуска начнет движение на одной-единственной передаче, с небольшой скоростью, а после торможения сразу заглохнет. Об этих передачах и о типах коробок (автоматах, вариаторах, механиках и т. д.) Mafin Media расскажет в следующем материале.
Первый двигатель внутреннего сгорания: с чего все началось
Car.
ru
Разработка первого двигателя внутреннего сгорания заняла почти 2 века. В числе людей, которые приложили свою руку к развитию данной сферы, оказались Отто, Бенц, Форд и другие. Рассмотрим, с чего начинается история создания первого ДВС.
© Car.ru
До 2016 года ученые считали, что создателем первого ДВС являлся Франсуа Исаак де Риваз. Однако находка, которая была обнаружена возле одного французского монастыря, перевернула представление об истории. При раскопках были обнаружены чертежи, автором которых являлся Леонардо да Винчи. На чертежах был представлен и ДВС. Историки и специалисты детально изучили схемы и пришли к выводу — такой мотор мог работать и даже эффективно.
Видео дня
В скором времени компания Ford приступила к необычному эксперименту — созданию двигателя по чертежам Леонардо да Винчи, но запустить мотор так и не удалось.
Производитель из США даже вынес полезные акценты для себя.
Так, специалисты обратили внимание на размер камер сгорания для автомобилей класса В, который по чертежам составлял 83,7 мм. Оказалось, что это идеальный показатель для агрегатов такого класса.
Самый первый в теории двигатель внутреннего сгорания на пороховой основе был создан в 17 веке голландским ученым Кристианом Хагэнсом. В 19 веке во Франции началась эпоха индустриализации и механизации. Первым, кто сумел создать ДВС, оказался Нисефор Ньепс. Свою разработку он назвал Пирэолофор. В 1806 году он вместе с братом провел презентацию двигателя, который работал на пыли от угля и имел явные недочеты. Несмотря на минус, разработка получила финансовую поддержку. Более доработанный прототип использовали на лодках и небольших кораблях. Но братьям было недостаточно такого успеха. В дальнейшем был изобретен еще один двигатель, который не получил широкого применения.
В 1870 годах за разработку ДВС берутся специалисты из Германии. Николас Отто первым разработал прототип мотора на 4 цилиндрах.
В 1877 году он оформил патент на мотор, который длительное время использовался для создания ДВС. Первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания был создан в 1886 году Даймлером и Майбахом. Силовая установка получила название Reitwagen. По 2 мотора в день собирали вместе Отто, Даймлер и Майбах. После этого каждый из них основал свою компанию.
Еще один известный изобретатель того времени — Карл Бенц. Первый прототип собственной разработки он показал в 1886 году. Разработку V-образных двигателей запустил Даймлер в 1889 году. Но самый большой вклад в развитие автомобильной отрасли сделал Генри Форд. Он начал разрабатывать совершенно новые моторы, считая, что нужно выпускать автомобили, которые будут доступны для большинства граждан. Кроме того, он выделял рабочие места для простых инженеров и людей. Уже к концу 1917 года Генри показал первый бензиновый 8-цилиндровый мотор Ford M.
К разработке первого двигателя внутреннего сгорания приступили задолго до появления автомобилей.
Большой вклад в развитие отрасли сделали ученые и инженеры из Германии.
Автоэксперт, Daimler, Maybach, Генри Форд, Леонардо да Винчи, Ford
Car.ru: главные новости
Wey Lanshan начали продавать в России после дебюта в Шанхае
В Россию привезли новые кроссоверы Hyundai Kona 2023
Кроссовер Omoda C5 подорожал на рынке России
Последний кроссовер Buick раскрывает медленное будущее двигателей внутреннего сгорания Будущее бензиновых и дизельных автомобилей.
Кроссовер Buick’s Sloooowwwww
Matt at Autopian указывает, что Buick Envista 2024 года с 1,2-литровым турбомотором стоит менее 24 000 долларов (до поставки, налог и т. д.) и демонстрирует впечатляющий и элегантный внешний вид. С его возможностями переднего привода и соответствием новым правилам, он, к сожалению, также может открыть закат высокопроизводительных автомобилей с газовым двигателем.
Хотя официальные данные о производительности не были обнародованы, совершенно очевидно, что автомобиль будет медленнее, чем Buick Encore, который уже работает довольно медленно (по стандартам 2023 года) — 9,3 секунды.
С меньшим двигателем и мощностью, поступающей только на передние колеса, Envista, скорее всего, разгонится до 60 миль в час более чем за десять секунд.
Исторически сложилось так, что это не так уж и ужасно. «Небезопасный» Chevy Corvair, за убийство которого Ральф Нейдер заработал репутацию мокрого одеяла, не был хот-родом, его время 0-60 составляло более 20 секунд. Но даже быстрые машины 19-го60-е годы довольно сильно отстают от сегодняшних автомобилей эконом-класса.
Например, у Chevrolet Impala SS 409 V8 Coupe 1961 года время разгона до 100 км/ч составляло 6,7 секунды, то есть столько же, сколько у Chevy Bolt EUV. Один из них был высокопроизводительным в свое время, а другой — бюджетным автомобилем эконом-класса с электрической трансмиссией, а не каким-то высокопроизводительным электромобилем. Я люблю свою, но я не заблуждаюсь, что это Tesla Plaid или Lucid Sapphire.
Итак, совершенно очевидно, что время разгона до 100 км Envista за 10 с лишним секунд отстает от аналогичных бюджетных электромобилей.
Почему это происходит
Очевидный ответ заключается в том, что ужесточение норм выбросов становится все менее совместимым с разумными уровнями мощности силовых установок с ДВС.
Автомобильные двигатели были развивающейся технологией с момента их создания более века назад. С каждым годом инженеры разрабатывают новые функции двигателя для повышения производительности, топливной экономичности и снижения выбросов. В результате автомобильные двигатели со временем значительно усложнились.
В конце 1800-х годов двигатели представляли собой простые двухтактные силовые агрегаты с простым карбюратором и свечой зажигания. Но по мере того, как автомобили становились все популярнее, двигатели претерпевали технологические изменения. Инженеры начали добавлять несколько цилиндров, клапанные механизмы и системы впрыска топлива, чтобы улучшить характеристики двигателя, а затем сделать это, одновременно соблюдая требования по выбросам.
В середине и конце двадцатого века нормы выбросов требовали, чтобы двигатели использовали более сложные функции для снижения выбросов загрязняющих веществ.
Такие инновации, как каталитические нейтрализаторы, электронные системы управления двигателем и турбокомпрессоры, со временем стали обычным явлением, но каждое из этих достижений приводило к увеличению стоимости и сложности.
Современные двигатели могут включать передовые технологии, такие как непосредственный впрыск, переменная синхронизация, деактивация цилиндров и гибридная технология. Эти функции повышают мощность, улучшают экономию топлива, снижают выбросы и предлагают водителям отличные впечатления от вождения.
Но у технологии внутреннего сгорания есть физические ограничения. По мере того, как требования к выбросам становятся все более и более строгими, способность обеспечивать доступную мощность, которая также соответствует требованиям, вызывает все больше сомнений. Для роскошных автомобилей с ДВС это не проблема, но для бюджетных автомобилей выходная мощность снижается, а не увеличивается, чтобы обеспечить приемлемый уровень выбросов.
Конец пути к доступному ДВС
Дело в том, что у доступного ДВС действительно нет будущего.
Покупатели автомобилей не хотят покупать вялые автомобили, которые были медленнее, чем их последний автомобиль. Они не хотят, чтобы вдобавок к этому наказанию добавлялась турбо-задержка. Итак, мы увидим, как все больше и больше автомобилей с ДВС становятся «штрафниками» вместо желанных автомобилей, которыми они были всего несколько лет назад.
Buick Envista имеет этот критический недостаток и продается по цене 24 000 долларов. Вышеупомянутый Bolt EUV (сделанный той же материнской компанией Buick — GM) стоит менее 25 000 долларов и поставляется с налоговыми льготами, которые позже станут скидками. С гораздо лучшей производительностью за меньшие деньги, очевидным выбором для всех, кроме людей, которые регулярно совершают поездки по сельской местности, будет Bolt и другие сопоставимые электромобили.
По мере того, как бюджетные автомобили переходят на электромобили, потому что они могут обеспечить производительность по разумной цене, автопроизводителям придется повышать на рынке снижение производительности, чтобы поддерживать работу ДВС.
Как и в случае с бюджетными автомобилями, покупатели будут становиться все менее и менее довольными ими, и им придется переходить на электромобили, чтобы избежать снижения производительности.
Вы, наверное, видите, к чему все идет. Для всех, кроме нескольких автомобилей для энтузиастов, выпущенных ограниченным тиражом, штраф за владение ДВС перевесит любые проблемы, с которыми большинство покупателей сталкиваются с электромобилями.
Таким образом, у ДВС нет реального будущего, если не будут смягчены требования к выбросам, что кажется маловероятным.
Аккумуляторы могут заставить многих людей попасть в штрафную скамью, если мы не будем осторожны
К сожалению, это не все хорошие новости для тех из нас, кто хочет увидеть переход на электромобили. Давление покупать электромобиль вместо ДВС полезно только в том случае, если вы можете найти электромобиль для покупки в своем ценовом диапазоне. К сожалению, поставкам аккумуляторов потребуются годы, чтобы удовлетворить растущий спрос.
Здесь есть опасность получить обратный эффект. Если люди понимают, что электромобили лучше, но чувствуют, что правительство отправило их в штрафную скамейку, когда электромобилей не было в наличии, это вызовет негодование. Затем недовольство может привести к ослаблению политической поддержки как электромобилей, так и более строгим требованиям к выбросам, что может замедлить переход на электромобили, а не ускорить его.
Чтобы избежать такого исхода, мы должны поощрять производителей электромобилей тщательно обдумывать, как они используют свои аккумуляторы. Может показаться заманчивым продавать Cybertrucks, электромобили Hummer и другие высокодоходные роскошные автомобили с гигантскими аккумуляторными блоками на 200+ кВтч, но если это происходит за счет невозможности продавать бюджетные электромобили в разумных количествах, это обречено на провал. стратегия.
В лучшем случае это замедлит электромобили. В худшем случае это приведет к обвинениям в том, что автопроизводители перешли от анти-EV FUD к модели «Принять, расширить и погасить».
Если их поймают на этом, они могут столкнуться с теми же правовыми и политическими проблемами, с которыми столкнулась Microsoft, когда их поймали на этом.
Таким образом, автопроизводителям действительно нужно подумать, прежде чем действовать, и обеспечить поставку аккумуляторов для разумного количества бюджетных и средних электромобилей.
Рекомендуемое изображение предоставлено Buick.
Подпишитесь на ежедневные обновления новостей от CleanTechnica по электронной почте. Или следите за нами в Новостях Google!
У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.
Вдумчивое инвестирование в бум электромобилей и чистых технологий Mineral Boom
Я не люблю платный доступ.
Вам не нравится платный доступ. Кто любит платный доступ? Здесь, в CleanTechnica, мы на какое-то время внедрили ограниченный платный доступ, но он всегда казался неправильным — и всегда было сложно решить, что мы должны оставить там. Теоретически ваш самый эксклюзивный и лучший контент находится за платным доступом. Но тогда его читает меньше людей! Нам просто не нравится платный доступ, поэтому мы решили отказаться от своего. К сожалению, медийный бизнес по-прежнему остается жестоким и беспощадным бизнесом с крошечной маржой. Оставаться над водой или, возможно, — вздох — расти — это бесконечная олимпийская задача. Так …
Если вам нравится то, что мы делаем, и вы хотите поддержать нас, пожалуйста, вносите небольшую сумму ежемесячно через PayPal или Patreon, чтобы помочь нашей команде делать то, что мы делаем!
Спасибо!
Интегрированная головка блока цилиндров Dodge с турбонаддувом может спасти маслкары
Последняя инновация Dodge в технологии головок цилиндров — встроенная головка блока цилиндров с турбонаддувом — может изменить правила игры для высокопроизводительных маслкаров.
Благодаря повышенной мощности и повышению эффективности эта технология может спасти будущее маслкаров. В этой статье мы рассмотрим, что такое встроенная головка блока цилиндров с турбонаддувом, как она работает и почему она потенциально является спасением для маслкаров с двигателем внутреннего сгорания.
Что такое встроенная головка блока цилиндров с турбонаддувом?
2023 Dodge Challenger SRT Hellcat Redeye | Stellantis
Согласно патенту, поданному Stellantis, интегрированная головка блока цилиндров с турбонаддувом будет объединять традиционную головку блока цилиндров и выпускной коллектор в единое целое. Эта конструкция позволяет улучшить воздушный поток и уменьшить турбозадержку, увеличить мощность и повысить эффективность использования топлива. Встроенная головка блока цилиндров с турбонаддувом также обеспечивает более точное управление турбонагнетателем.
Больше контроля может помочь предотвратить перегрев, который может возникнуть при работе двигателя с турбонаддувом на высоких оборотах.
В целом технология обещает предоставить маслкарам новый уровень производительности и эффективности. Все это потенциально помогает спасти будущее маслкаров.
Как работает встроенный коллектор?
Двигатель Dodge HEMI V8 | Stellantis
Интегрированный выпускной коллектор, также известный как коллектор, объединяет коллектор и головку блока цилиндров в единое целое. Выпускной коллектор собирает выхлопные газы из каждого цилиндра двигателя. Он направляет их в единую трубу, которая затем уносит их от двигателя и выхлопной трубы.
Конструкция позволяет улучшить поток выхлопных газов, улучшая характеристики двигателя. Встроенный выпускной коллектор также помогает снизить вес. Кроме того, это снижает сложность двигателя и сводит к минимуму теплообмен между выхлопными газами. Это значительно повысит долговечность двигателя.
Значок Dodge Demon 170 | Додж
Связанный
С ростом популярности электромобилей многие задались вопросом, что ждет в будущем традиционные маслкары с двигателями внутреннего сгорания.
Тем не менее, новая интегрированная технология головки блока цилиндров Dodge с турбонаддувом может помочь сохранить маслкару жизнь в этом меняющемся автомобильном ландшафте. Кроме того, более высокая эффективность может сделать автомобили с двигателями внутреннего сгорания более конкурентоспособными по сравнению с их электрическими аналогами.
Встроенная головка блока цилиндров с турбонаддувом также может снизить выбросы и повысить экономию топлива. Эффективность будет приобретать все большее значение по мере ужесточения норм выбросов. Новая технология от Dodge может стать спасательным кругом для будущего маслкара, предлагая способ оставаться актуальным в быстро меняющейся автомобильной промышленности.
Маслкар с двигателем внутреннего сгорания умер?
В заключение отметим, что встроенная в головку блока цилиндров технология Dodge с турбонаддувом может спасти будущее маслкаров. Объединяя головку блока цилиндров и выпускной коллектор в единое целое, эта технология улучшает поток воздуха, уменьшает турбозадержку и обеспечивает больший контроль.