Цилиндры двигателя

Цили́ндр  двигателя внутреннего сгорания является рабочей камерой объемного вытеснения. Во время работы двигателя внутренние и наружные части цилиндров испытывают различный нагрев.

Внутренняя часть цилиндра — втулка или гильза цилиндра.

Наружная часть — рубашка двигателя.

Внутренняя поверхность втулки или гильзы цилиндра называется зеркалом. Зеркало это рабочая часть цилиндра, поэтому она подвергается специальной обработке (хонингование, хромирование, азотирование) и поэтому выбирают следующие типы материалов для гильз цилиндров. На зеркале цилиндра наносится специальный рельеф, который способствует снижению трения между поршнем, поршневыми кольцами и цилиндром, благодаря удерживанию моторного масла на стенках.

В современных двигателях внутреннюю поверхность цилиндров подвергают отбеливающему переплаву лазером, что способствует образованию белого чугуна высокой твердости.

Ресурс таких цилиндров намного выше и не требует ремонтных размеров.

Гильзы цилиндров отливают из чугуна высокой прочности или специальных сталей. Иногда на алюминиевые гильзы цилиндров наносят гальваническое покрытие хромом.

 

В одноцилиндровом четырехтактном двигателе коленчатый вал вращается неравномерно, поэтому маховик должен обладать большим моментом инерции. В многоцилиндровом двигателе вращение коленчатого вала происходит равномернее, так как рабочие ходы в различных цилиндрах не совпадают друг с другом. Чем больше цилиндров имеет двигатель, тем равномернее вращается коленчатый вал. Нагрузка на детали кривошипно-шатунного механизма в многоцилиндровом двигателе изменяется более плавно, чем в одноцилиндровом.

Цилиндры двигателя могут быть расположены следующим образом: вертикально в один ряд – однорядные, двигателя автомобилей ВАЗ-2107 «Жигули», ГАЗ-52-04, ГАЗ-3102 «Волга» и др., под углом a к вертикали, двигатель автомобиля Москвич 2140; в два ряда V-образные, двигателя автомобилей ГАЗ-53А,ЗИЛ-130, КаМаз 5320 и др.

Дефекты гильз цилиндров

Гильзы цилиндров изнашиваются вследствие трения между поршнем и зеркалом (внутренней стенкой цилиндра). Как правило повышенный износ может происходить вследствие таких причин:

— не достаточно масла на стенках цилиндров

-двигатель долго не работал, и все масло стекло в картер

-применение масла не соответствующей вязкости

— коррозия, возникает вследствии применения воды, как охлаждающей жидкости

-сколы, царапины возникают вследствие не правильного монтажа, демонтажа ( все действия по съемке гильз цилиндров нужно проводить согласно правил специальным съемником)

-при не правильной эксплуатации двигателя

 

Методы обработки для устранения дефектов

Дефекты устраняются такими методами обработки как: шлифовка, фрезировка, напыление, наплавка, хонингование.

Хонингование 

Хонингование — вид абразивной обработки материалов с применением хонинговальных головок (хонгов). В основном применяется для обработки внутренних цилиндрических отверстий (от 2 мм) путём совмещения вращательного и поступательно-возвратного движения хона с закреплёнными на нём раздвижными абразивными брусками с обильным орошением обрабатываемой поверхности смазочно-охлаждающей жидкостью. Один из видов чистовых и отделочных обработок резанием. Позволяет получить отверстие с отклонением от цилиндричности до 5 мкм и шероховатостью поверхности Ra=0.63÷0.04.

Обработка отверстий в различных деталях в том числе в деталях двигателя (отверстий блоков цилиндров, гильз цилиндров, отверстий кривошипной и поршневой головок шатунов, отверстий шестерен) и т. д. При обработке хонингованием обеспечивается стабильное получение точных отверстий и требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности. Зеркало цилиндров должно иметь не совсем гладкую поверхность, так как масло будет стекать и не оставатся между парой трения, что будет приводить к износу, поэтому делается как бы меленькая насечка.

В ней остаються частички масла , которые обеспечивают хорошую работу цилиндр-поршень и приводит к увеличению ресурса деталей.

Цилиндр

Цилиндр двигателя — обработанное отверстие в блоке цилиндров, внутри которого движется поршень. В случае, если блок цилиндров выполнен из алюминия, внутрь цилиндра впрессовывается вставка-гильза из тугоплавкого материала.

Классический пример цилиндра — оружейный ствол. Пуля, как поршень, движется вдоль его стенок под воздействием энергии расширяющихся газов

Двигатели, основанные на применении поршня, движущегося внутри закрытого ложа цилиндрической формы, известны с давних пор. На этом принципе еще два века назад строились «двигатели горячего воздуха», к примеру, двигатель Стирлинга, или еще более старые тепловые машины. Применительно к автомобилю мы знакомы с цилиндром как с частью двигателя внутреннего сгорания. Однако и таких двигателей разных конструкций наберется не менее двух десятков. Но, несмотря на явные различия во внешнем виде и конструкции, их объединяет одна общая исходная деталь – цилиндр. Она может быть разной формы, и даже не цилиндрической. Тем не менее, она есть всегда.

Цилиндр как основа двигателя

В цилиндре происходят все важнейшие процессы получения и преобразования энергии, необходимой для движения автомобиля. Цилиндр, по сути, связующее звено двух энергий: в нем энергия сгорания топлива переходит в энергию движения, вращающего коленчатый вал.

Поршень и цилиндр

Цилиндр во время работы испытывает колоссальные нагрузки.  С одной стороны это высокая температура и давление расширяющихся газов, с другой стороны высокая скорость движения поршня, которая достигает  8 метров в секунду.

При сгорании топлива в цилиндрах образуется такое огромное количество тепловой энергии, что двигатель приходится охлаждать даже когда на улице -25 градусов

Этот процесс можно сравнить с оружейным выстрелом, где пороховые газы толкают пулю, разгоняющуюся в стволе, (кстати, тоже имеющем форму цилиндра) до дульной скорости от 300 до 1000 метров в секунду, в зависимости от длины ствола.

К тому же с огромной частотой, как, например, в пистолете-пулемете «Венус», до  2500 выстрелов в минуту.

И если на спортивном автомобиле группа цилиндров должна выдержать один рекордный заезд, то в обычном легковом автомобиле от цилиндров требуется работа в течение многих лет, без потери мощности, динамики и других показателей.

Поэтому инженеры автомобильных компаний вынуждены постоянно решать две основные проблемы, связанные с надежностью цилиндров – отвод тепла и смазывание поверхности, вдоль которой движется поршень.

Конструкция цилиндра

В первых двигателях внутреннего сгорания каждый цилиндр находился внутри отдельного корпуса. Такая конструкция сохранилась и в наши дни и используется, к примеру, при создании мотоциклетных двигателей. В этом случае она не утратила актуальности, потому что для охлаждения открытых со всех сторон двигателей мотоциклов применяется воздух. В автомобильных двигателях все цилиндры объединены в единый прочный корпус, который называется блоком цилиндров.

Для того, чтобы цилиндр двигателя мог выдерживать высоки нагрузки он выполняется из прочного материала — чугуна или специальной стали с различными присадками. Ради снижения веса современные блоки часто делают из алюминия. В этом случае внутренняя часть цилиндра выполняется в виде прочной стальной гильзы, запрессованной в блок.

Внутренняя поверхность цилиндра, непосредственно контактирующая с движущимся поршнем,  выполняется из металла со специальными добавками для повышения прочности.

Внешняя часть цилиндра, составляющая единое целое с корпусом блока, называется рубашкой. Внутри рубашки по каналам циркулирует охлаждающая жидкость.

Чтобы облегчить поршню скольжение внутри цилиндра, разработчики BMW предложили покрывать стенки цилиндров Никасилом — специальным сплавом, позволяющим обходиться без гильз в алюминиевом блоке

В двухтактных двигателях цилиндры имеют несколько иную конструкцию и отличаются от цилиндров четырехтактных двигателей наличием окон – впускных и продувочных. Помимо этого в нижней части цилиндра двухтактного двигателя имеется пластина для создания нижнего рабочего пространства под поршнем.

Системы охлаждения цилиндров

Для отвода избыточного тепла от цилиндра двигателя предусмотрена система охлаждения, которая может быть либо воздушной, либо жидкостной.

Воздушное охлаждение

Цилиндры двигателя с воздушным охлаждением снаружи покрыты множеством ребер, которые обдуваются встречным или созданным искусственно посредством воздухозаборников потоком воздуха, отводящим тепло от цилиндра.

Причудливый рисунок на внутренней поверхности цилиндра называется хоном, потому что для его нанесения используется хонинговальный станок

Жидкостное охлаждение

При жидкостном (чаще называемом водяным) охлаждении цилиндры снаружи  омываются циркулирующей в толще блока охлаждающей жидкостью. Нагретые цилиндры отдают часть тепла жидкости, которая в дальнейшем попадает в радиатор,  охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Система смазки цилиндров

Качественное смазывание стенок – вторая по значимости проблема после отвода тепла. Если цилиндр не смазывать изнутри, поршень попросту заклинит, что приведет к немедленному разрушению двигателя.

Для удержания стабильной масляной пленки на зеркале (внутренней поверхности) цилиндров, он подвергается хонингованию – нанесению микросетки на внутреннюю стенку. Благодаря наличию такой сетки на стенках всегда присутствует слой масла, что снижает трение (поршень-цилиндр), отводит излишки тепла и увеличивает в разы пробег до капитального ремонта.

Нестандартные покрытия цилиндра

Разработчики применяют новейшие технологии и материалы для упрочнения  зеркала цилиндра и его износостойкости.

Самый большой объем автомобильного двигателя – 117 литров. Такой огромный объем реализован в двигателе карьерного самосвала с 24 цилиндрами

Так внедрение кристаллов кремния в зеркало цилиндра многократно подняло ресурс двигателя, но одновременно и повысило требования к качеству масла и соблюдению температурного режима. Первые двигатели, созданные с применением этой технологии, были непригодными для ремонта и слишком дорогими. Дальнейшие разработки в этой области позволили несколько улучшить ситуацию в плане ремонтопригодности. Вместо того чтобы покрывать специальным составом поверхность цилиндров, выточенных в толще металла, в блок начали устанавливать подлежащие замене гильзы с напылением кремния.

Типовые технические характеристики цилиндров автомобильных двигателей

• Диаметр цилиндра
• Высота цилиндра
• Рабочий объем – объем цилиндра от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки движения поршня.
• Полный объем цилиндра – объем камеры сгорания и рабочего объема вместе.
• Степень сжатия — определяется делением  полного объема цилиндра на объем камеры сгорания.  Этот критерий показывает, во сколько раз сжата горючая смесь в цилиндре. От увеличения степени сжатия в цилиндре увеличивается давление на поршень  при сгорании топлива, а значит, возрастает мощность силовой установки в целом. Увеличение этого параметра очень выгодно, так как от такого же количества смеси можно получить больший КПД.

что нужно знать об этих деталях и как продлить срок их службы?

В статье подробно рассмотрены ключевые детали автомобильного двигателя – поршень и цилиндр. Уделено внимание их конструкции, функциям, условиям работы, возможным проблемам при эксплуатации и путям их решения.

Цилиндр и поршень – ключевые детали любого двигателя. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.

Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.

Принцип работы цилиндро-поршневой группы

Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее силовой агрегат.

Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.

Поршень включает следующие конструктивные элементы:

• Головку (днище)
• Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные)
• Направляющую часть (юбку)

Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.

Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.

Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.

Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.

С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.

Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие с двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.

Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).

Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Современные автомобили, особенно с дизельными двигателями, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.

Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.

На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.

MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.

Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия их необходимо обработать Специальным очистителем-активатором MODENGY. Только в таком случае производитель гарантирует прочное сцепление состава с основой и долгий срок службы готового покрытия. Оба средства входят в Набор для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС.

Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы

В каждом цикле работы двигателя сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.

Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.

При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.

Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.

Неисправности ЦПГ и их диагностика

Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.

О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:

• На рабочих поверхностях цилиндров появляются трещины, сколы, пробоины
• Посадочные места под гильзу деформируются
• Днища поршней оплавляются и прогорают
• Поршневые кольца разрушаются, закоксовываются, залегают
• На теле поршней возникают различные повреждения
• Зазоры между поршнем и цилиндром сужаются, вследствие чего на юбках появляются задиры
• Наблюдается общий износ цилиндров и поршней

Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.

Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).

В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. Все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.

Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.

Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Как продлить ресурс ЦПГ?

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.км.

Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывали свой ресурс полностью, рекомендуется:

• Использовать моторное масло, одобренное автопроизводителем
• Осуществлять замену масла и охлаждающей жидкости строго по регламенту
• Следить за температурным режимом работы двигателя, не допускать его перегрева и холодного запуска
• Регулярно проводить диагностику автомобиля
• Применять для обслуживания автокомпонентов специальные средства, которые могут защитить их от усиленного износа и максимально продлить срок службы

Как работает двигатель автомобиля?

03.02.2019 Автомобильный двигатель: большой, грозный, но не такой уж сложный

Если бы кто-то сказал заглянуть под капот и найти там мотор, у большинства из нас не было бы больших проблем с ним. Вы просто показываете на самую большую деталь, здесь сомнений нет – силовой агрегат – самая огромная часть автомобиля. Но что на самом деле скрыто под этим чугунным или алюминиевым корпусом? Достижение поколений — это точно. Говорят, что двигатель — это сердце автомобиля — и это правильно — без него машина не поедет.

Так как же это работает и почему? Что заставляет автомобиль воспроизводить приятную симфонию звуков после поворота ключа в замке зажигания? Как получилось, что двигатель способен привести в движение колеса? Было бы сложно описать последовательно все существующие типы двигателей в мире. Однако существует схема, которая, за исключением нескольких случаев, остается неизменной и на которой проще всего объяснить, как работает двигатель автомобиля, то есть тот тип моторов, который сжигает бензин, дизельное топливо или масло.

Поршень: отсюда начинается всё

Вообще всю работу в двигателе выполняет поршень. Именно он движется в цилиндре по принципу «скольжения» — прямолинейно и поступательно. Последовательно — один раз вверх, один раз вниз. Задача поршня, как следует из названия, заключается в нажатии. Если не один, то другой путь.

Чтобы выполнить работу, привести к появлению полезной энергии (КПД больше нуля), поршень должен немного поработать и сделать четыре движения в цилиндре — первоначально он всасывает воздух или смесь через открытый всасывающий клапан, скользя вниз до самого дна цилиндра. Когда он располагается на дне цилиндра, наполненного воздухом, клапан закрывается. Когда цилиндр наполняется воздухом «до зубов», поршень крепко сжимает его, поднимаясь вверх. Специально для такого сжатого воздуха топливо впрыскивается сверху (в дизельном двигателе) или возникает искра (вариант с бензиновым вариантом), которая вызывает взрыв. Независимо от силы взрыва (бывает, что из-за простоя автомобиля, первая искра недостаточно сильна) поршень отправляется вниз. Когда поршень заканчивает свой путь, цикл может считаться оконченным, затем он совершает еще один ход — вверх. Его уже ждет открытый выпускной клапан, через который поршень выталкивает весь этот ненужный мусор (выхлопной газ) наружу.

Поршневой цикл: схема

Это тот самый дым, который в конечном итоге выходит из выхлопной трубы под вашей машиной. И так продолжается снова и снова: всасывание воздуха — поршень опускается, сжатие воздуха – поршень уходит вверх. Взрыв — поршень опущен, выталкивание выхлопа — поршень вверх. И все время снова и снова.

Таким образом, энергия взрыва превращается в работу, потому что движение поршня, соединенного с шатуном, вызывает вращение коленчатого вала, что приводит в движение силовой агрегат, который перемещает колесо автомобиля. Конечно, двигатель обычно имеет несколько поршней и цилиндров. В целом, чем они больше, тем больше работа двигателя и чем больше мощность этих цилиндров, тем больше потенциал двигателя и, следовательно, — лучшее ускорение, лучшая динамика, но также и большая потребность в топливе.

Предлагаем вам посмотреть занимательное видео, в котором подробно рассказывается и показывается каким именно образом работаем двигатель внутреннего сгорания автомобиля:

Например, когда указатель тахометра в вашей машине приближается к 2000 об./мин. (2 тысячи оборотов коленвала), это означает, что поршень совершает 4000 ходов в это время, и смесь попадает в цилиндр 1000 раз! Все это за минуту. И всего на один цилиндр. Теперь подумайте, сколько топлива нужно двигателю, если вы «стреляете» в него все время, разгоняя до 6000 оборотов при нажатой педали газа в пол!

Важность моторного масла

Чтобы двигатель работал исправно, очень важно наличие в картере масла. Каждый из нас отлично знает, что, чем лучше скольжение, тем более плавным является движение (вспомните фигурное катание). В принципе, там, где есть движение в двигателе, где одна деталь соприкасается с другой, туда и попадает масло. Его путь начинается с масляного поддона, который расположен под двигателем, масло всасывается специальным насосом, затем масляный насос вдавливает его в трубчатую сборку, которая направляет смазочный растовр в множество мест двигателя.

Представьте, что случилось бы, если бы в течение длительного времени все компоненты двигателя двигались «всухую». Теперь вы, наверное, понимаете, почему так важно время от времени проверять уровень масла в двигателе.

Бензиновый и дизельный моторы: в чем принципиальные отличия?

В чем главное отличие бензинового двигателя от дизельного? Речь идет о принципе зажигания. Бензиновые двигатели имеют искровое зажигание, дизель является самоходным. Что означают эти слова?

Бензиновые двигатели для взрыва в цилиндре используют искру, генерируемую на свече зажигания. В дизельных двигателях всё совсем иначе. В дизельном моторе воздух в цилиндре сжимается поршнем гораздо сильнее. Настолько, что внутри создается высокая температура, достаточная для взрыва смеси в цилиндре без искры. Бензин не возгорается из-за большого давления, соляра (дизельное топливо), наоборот, не горит при нормальных условиях от обычной искры.

Двигатели также различаются по расположению и количеству цилиндров. В Европе наиболее популярными являются рядные двигатели — как можно заключить из названия, цилиндры, в которых движутся поршни, в них расположены в ряд. Рядный четырехцилиндровый двигатель будет отмечается символом R4, шестицилиндровый R6 и т. д. Теперь представьте, что Lamborghini собирается смонтировать большой 12-цилиндровый двигатель под капотом своей модели. Если бы производитель хотел установить все цилиндры в один ряд, двигатель занял бы много места. Таким образом, было изобретено другое решение — разветвленное расположение цилиндров в два ряда, под углом 60, 90 и даже 180 градусов (оппозитный мотор). Все двигатели этого типа обозначены буквой V, в данном случае это будет двигатель V12. Однако более популярными являются установки V6 и V8. Такие автомобили изготавливались в середине прошлого века в США, после финансового кризиса их посчитали недостаточно оправданными.

Эти «демонические», действительно мощные, производительные моторы, встречаются реже, их можно обнаружить, чаще всего, в Subaru или Porsche. Здесь поршни расположены с обеих сторон коленчатого вала, лицом друг к другу, что делает весь двигатель, по сравнению с другими, очень плоским, но не менее объемным.

Рядный двигатель

Когда дело доходит до поршневого устройства, существует еще один тип двигателя, который сильно отличается от остальных. Это двигатель с одним вихревым поршнем, так называемый Двигатель Ванкеля. Также существуют специальные роторные моторы (цилиндры расположены по кругу), сферические моторы (поршень двигается не поступательно, а описывает сферу) и многие другие изобретения.

Для бензиновых двигателей создали систему динамического пропуска зажигания

Delphi Technologies

Британская компания Delphi Technologies и американская Tula Technology разработали универсальную систему динамического пропуска зажигания для автомобильных бензиновых двигателей. Как пишет ArsTechninca, новая система может быть установлена практически на любой из уже существующих двигателей, причем стоимость такой переделки мотора будет относительно невысокой.

Во время работы современного бензинового автомобильного двигателя в его цилиндр подаются воздух и бензин, которые затем сжимаются с помощью поршня. Затем сжатая смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Горящая смесь образует расширяющиеся газы, которые толкают поршень. Этот цикл повторяется постоянно.

Иногда свечи зажигания могут пропускать зажигание, что для обычных бензиновых моторов считается неправильной работой и требует ремонта. Дело в том, что при пропуске поджига снижается мощность силовой установки и стабильность ее работы.

Тем не менее, существуют двигатели, устройство которых позволяет при необходимости «выключать» некоторые цилиндры. Например, восьмицилиндровый мотор LT1 компании General Motors при падении нагрузки ниже определенного значения может отключать четыре цилиндра, закрывая клапаны подачи топлива. Каждый раз отключаются одни и те же цилиндры, что уменьшает их износ по сравнению с остающимися работать.

Система, разработанная Delphi Technologies, получила название Dynamic Skip Fire (динамический пропуск зажигания). Она состоит из блока управления, приводов и набора датчиков. Во время работы двигателя эта система постоянно отслеживает нагрузку на мотор и параметры его работы, уровень шума и вибрации и на основе полученных данных вычисляет необходимые для отключения цилиндры.

Приводы блокируют открывание клапанов, а система управления отключает свечу в том или ином цилиндре. В целом, на двигателях V4 при трех тысячах оборотов система может отключать цилиндры до шести тысяч раз в минуту. При этом такие отключения производятся таким образом, чтобы двигатель мог выдавать полную мощность, если того требует водитель.

В целом, по оценке Delphi Technologies, новая система позволяет снизить выбросы углекислого газа на 7-15 процентов, а потребление топлива — на 10-20 процентов в зависимости от типа двигателя. Стоимость новой системы составляет 350 долларов.

В августе прошлого года японская автомобильная корпорация Mazda Motor представила новый двигатель внутреннего сгорания Skyactive-X. Его планируется начать устанавливать на автомобили с 2019 года. Силовая установка работает по дизельному циклу, но в качестве горючего использует бензин.

Дизельный двигатель отличается от бензинового тем, что в нем происходит самовоспламенение топлива при подаче в цилиндр с предварительно сжатым воздухом. Степень сжатия в цилиндрах даже тихоходного дизельного двигателя будет выше, чем в цилиндрах бензинового. Дизельный цикл считается более экономичным, чем бензиновый.

По оценке Mazda, новый двигатель Skyactive-X будет на 20-30 процентов экономичнее других бензиновых двигателей в линейке компании.

Василий Сычёв

Почему 0,5-литровые цилиндры двигателя идеальны?

Почему 500-кубовый цилиндр становиться стандартом для двигателей внутреннего сгорания?

Десять лет тому назад, или около того, команда ученых немецкого университета установила, что 500 кубических сантиметров являются идеальным объемом для цилиндров двигателя внутреннего сгорания. 500-кубовый цилиндр с длиной хода больше, чем диаметр ствола, показывает преимущества в процессе горения путем минимизации отношения величины внутренней поверхности к объему, когда поршень приближается к верхней мертвой точке. Стремясь оптимизировать мощность и экономию топлива при одновременном снижении выбросов, три местных гиганта автомобильной промышленности – BMW Group, Mercedes-Benz и Volkswagen Group – немедленно присоединились к «клубу 500» со своими усиленными, длинноходными двигателями с прямым впрыском. Fiat Chrysler, Jaguar Land Rover и Volvo также подали заявки на членство в этом клубе. Со временем и другие бренды непременно вступят в игру, в частности потому, что объем цилиндров в 500 кубических сантиметров прекрасно соответствует существующим глобальным уставам налогообложения. В то время как гибридные и электрические двигатели будут продолжать свое правое дело в увеличении пробега и уменьшении вредных выбросов в окружающую среду, обновленные версии 139-летнего двигателя Николауса Отто с 500-кубовыми цилиндрами будут продолжать выполнять тяжелую работу.

На данный момент компания BMW является наиболее восторженным сторонником 500-сантиметровых цилиндров в своих трех-, четырех- и шестицилиндровых бензиновых и дизельных двигателях, как в тех, которые уже в производстве, так и в тех, которые находятся только на стадии разработки. Новейшая серия бензиновых двигателей BMW TwinPower Turbo, которая была запущена в Mini Cooper Hardtop модели 2015 года, объединяет в себе 82-миллиметровый ствол и 94,6-милимитровую длину хода, а также прямой впрыск топлива (подробнее о системе прямого впрыска топлива, читайте здесь), переменный хронометраж роботы впускных и выпускных клапанов, и переменную систему подъема впускного клапана. Такой модельный подход позволяет 60-процентную общность составляющих частей трех бензиновых двигателей и от 30 до 40 процентов общности с соответствующими двумя дизельными двигателями.

Следует отметить, что во всем этом имеет значение не только 500-кубовый объем цилиндра, но и размеры, которые приводят к такому объему. Ствол малого диаметра сокращает путь пламени, необходимый для потребления топливно-воздушной смеси и уменьшает гашение пламени в периферии ствола. При меньших поршнях и более компактной камере сгорания меньше потери тепла в системе охлаждения. Небольшой ствол влечет за собой общее сокращение блока цилиндра и скромное увеличение его высоты, что делает удобным установку мощных двигателей в ограниченное пространство.

Одна сложность, с которой нужно справиться энтузиастом, это более низкая предельно допустимая частота оборотов двигателя. Зато в обмен на это мы получаем лучший пробег и повышенную гибкость, приходящуюся на более широкий разброс между крутящим моментом и пиками мощности.

Сравнительная таблица цилиндров двигателя разной величины

Давайте взглянем на два разных подхода к получению мощности. 6,2-литровый двигатель AMG V-8 от компании Mercedes-Benz использует старый подход, который вряд ли доживет до 2025 года. На замену ему придет двигатель новой волны, – 4,0-литровый V-8 – который вскоре распространится во все AMG. 

Цилиндры двигателя внутреннего сгорания | ЖЕЛЕЗНЫЙ-КОНЬ.РФ

Цилиндры являются наиболее ответственными элементами двигателя внутреннего сгорания [рис. 1]. Внутренняя часть цилиндра (5) образует рабочую часть, ограничиваемую его боковыми стенками, а также головкой цилиндра (1) и днищем поршня (14). Помимо этого, боковые стенки цилиндра также играют роль направляющих поршня (в процессе его возвратно-поступательного движения), поэтому внутренняя рабочая поверхность, то есть зеркало цилиндра, подвергается тщательной обработке.

Рис. 1. Поперечный разрез тракторного двигателя Д-144 воздушного охлаждения.

1) – Головка цилиндра;

2) – Форсунка;

3) – Впускной трубопровод;

4) – Выпускной трубопровод;

5) – Цилиндр;

6) – Картер маховика;

7) – Топливный фильтр;

8) – Картер двигателя;

9) – Щуп-масломер;

10) – Поддон картера;

11) – Коленчатый вал;

12) – Распределительный вал;

13) – Шатун;

14) – Поршень.

Цилиндры нагреваются вследствие воздействия на них горячих газов, а также за счёт трения поршневых колец и поршня. С целью сохранения температуры стенок цилиндров в допустимых пределах, при которых бы обеспечивались нормальные условия наполнения и смазывания, используется воздушное либо жидкостное охлаждение цилиндров [рис. 1] и [рис. 2].

Рис. 2. Разрез тракторного двигателя Д-240 жидкостного охлаждения.

1) – Шатун;

2) – Маслосъёмные кольца;

3) – Уплотняющая часть поршня с компрессионными кольцами;

4) – Камера сгорания и днище поршня;

5) – Валик коромысел;

6) – Клапан;

7) – Тарелка клапана;

8) – Сухари;

9) – Пружина клапана;

10) – Направляющая втулка клапана;

11) – Гильза цилиндра;

12) – Стойка валика коромысел;

13) – Регулировочный винт;

14) – Контргайка;

15) – Коромысло;

16) – Штанга;

17) – Головка цилиндров;

18) – Прокладка;

19) – Вентилятор;

20) – Шкив привода вентилятора;

21) – Шестерня привода распределительного вала;

22) – Шестерня привода распределительного вала;

23) – Шкив коленчатого вала;

24) – Шестерня привода распределительного вала;

25) – Шестерня привода масляного насоса;

26) – Уплотнение поддона картера;

27) – Шестерня привода масляного насоса;

28) – Маслоприёмник;

29) – Распределительный вал;

30) – Толкатель;

31) – Уплотняющее резиновое кольцо;

32) – Поршневой палец;

33) – Поддон картера;

34) – Коленчатый вал;

35) – Вкладыш для коренного подшипника;

36) – Прилив для коренного подшипника;

37) – Маховик;

38) – Блок-картер;

39) – Крышка;

40) – Колпак.

Стенки цилиндра подвержены значительному износу в процессе работы двигателя, вследствие чего блок-картеры автомобильных и тракторных двигателей изготавливаются со вставными гильзами. Гильзы используют двух типов:

1) – Сухие вставные гильзы [рис. 3, в)];

2) – Мокрые вставные гильзы [рис. 3, б)].

Сухие гильзы устанавливаются по всей длине цилиндра либо только в верхней его части, которая подвержена максимальному износу. У сухой гильзы толщина стенки составляет 2-4 мм. Окончательная обработка поверхности сухой гильзы осуществляется только после её запрессовки в блок-картер.

Рис. 3. Гильзы цилиндров.

а) – Гильзы цилиндров двигателя Д-240;

б) – Установка мокрой гильзы в блок-картер с центровкой в двух поясах;

в) – Установка сухой гильзы в блок-картер;

г) – Установка мокрой гильзы в блок-картер с центровкой в одном поясе;

1) – Центровочный пояс гильзы;

2) – Зеркало гильзы цилиндров;

3) – Центровочный пояс гильзы;

4) – Буртик;

5) – Жидкостная рубашка блок-картера;

6) – Прокладка головки цилиндров;

7) – Гильза цилиндров;

8) – Блок-картер;

9) – Уплотняющее резиновое кольцо;

10) – Вставка;

11) – Уплотняющая медная прокладка.

Как правило, для двигателей грузовых автомобилей и тракторов используются мокрые гильзы, что не только упрощает процесс литья блок-картера, но и позволяет применять более износостойкие материалы, а также повышать теплоотвод и уменьшать неравномерность нагрева, снижать трудоёмкость ремонта (замена изношенных гильз может осуществляться без демонтажа двигателя с шасси).

Недостатки использования мокрых гильз:

1) – Снижение жёсткости блок-картера;

2) – Необходимость дополнительного уплотнения жидкостной рубашки;

3) – Вероятность возникновения кавитационного разрушения.

Установка мокрой гильзы в гнездо блок-картера производится таким образом, чтобы предотвратить утечку жидкости из водяной рубашки в поддон картера и цилиндр. Помимо этого, должно учитываться возможное изменение длины гильзы в процессе её нагревания либо охлаждения.

При установке мокрой гильзы её нижний посадочный поясок уплотняется резиновыми кольцами, которые ставятся в нижнем пояске гильзы в выточке (ЗИЛ-130, ЯМЗ-238, СМД-60, А-41) либо в выточке, расположенной в блок-картере (СМД-14, Д-50, Д-240). В некоторых двигателях уплотнение гильзы выполняется с использованием двух (А-41, СМД-60, ЗИЛ-130) либо трёх (ЯМЗ-238) резиновых колец.

Установка мокрой гильзы в блок-картер (двигатель Д-240) показана на [рис. 3, а), б)]. Гильза цилиндра (7) в верхней части опирается буртиком (4) на основание цилиндрической выточки, расположенной на верхней плоскости блок-картера (8). В нижней (горизонтальной) перегородке блок-картера, в пояске для монтажа гильзы, изготовлена кольцевая выточка, в которую производится установка уплотняющего резинового кольца (9). Данное кольцо несколько выступает над поверхностью пояска, но в процессе установки гильзы в блок-картер происходит его обжатие, что создаёт надёжное уплотнение между блок-картером и гильзой. Торец гильзы также несколько выступает над поверхностью блок-картера, за счёт чего обеспечивается лучшее обжатие прокладки (6) в процессе крепления головки цилиндра, а также надёжное уплотнение, которое препятствует прорыву газов из цилиндра.

Для дизельных двигателей мокрые гильзы цилиндров изготавливаются из легированного либо серого перлитного чугуна. Как правило, внутренняя поверхность мокрой гильзы подвергается закалке ТВЧ (токами высокой частоты). Для некоторых тракторных дизельных двигателей рядного типа (СМД-14, Д-240) изготавливаются незакалённые гильзы из легированного чугуна.

Широкое применение в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130) нашли чугунные мокрые гильзы (7) [рис. 3, г)] с запрессованной износостойкой вставкой (10), расположенной в верхней части. Данные гильзы монтируются в блок-картер с центровкой в одном (двигатель ЗМЗ-53) либо двух поясах (двигатель ЗИЛ-130). К недостаткам этих гильз можно отнести невысокий ресурс в тяжёлых эксплуатационных условиях, высокую стоимость, сложность в изготовлении и ремонте.

В современных карбюраторных двигателях используются монометаллические мокрые гильзы, выполненные из хромофосфористого чугуна. Уплотнение гильз с центровкой в одном нижнем поясе (двигатель ЗМЗ-53) осуществляется посредством медной прокладки (11), которая устанавливается под торцевой поверхностью буртика. Данная прокладка также применяется для регулирования положения гильзы (7) по высоте блок-картера (8).

С целью уплотнения газового стыка верхняя торцевая плоскость гильзы выполняется фасонной, а также устанавливается с выступанием над плоскостью разъёма блока на 0,05-0,15 мм (зависит от вида уплотняющей прокладки и размерности двигателя).

В дизельных двигателях с воздушным охлаждением (Д-21А1, Д-144) используются ребристые чугунные цилиндры (5) [рис. 1]. Рёбра цилиндров, как правило, изготавливаются посредством литья, без применения механической обработки. В основном, верхний торец делается в виде плоской кольцевой поверхности. Он обычно контактирует с соответствующей кольцевой поверхностью днища головки (1), тем самым обеспечивая уплотнение газового стыка. Между картером (8) и нижним торцом опорного бурта устанавливаются металлические прокладки, которые служат не только для уплотнения, но и для регулировки надпоршневого зазора.

17*

Похожие материалы:

Все, что вам нужно знать о цилиндрах двигателя

Что такое цилиндр двигателя и почему они различаются от двигателя к двигателю?

Цилиндры двигателя высокопроизводительного автомобиля

Цилиндр — это силовая установка двигателя. Здесь топливо сжигается и преобразуется в механическую энергию, приводящую в движение автомобиль. Количество цилиндров в типичном автомобиле может быть четыре, шесть или восемь.

Цилиндр металлический и закрывается пломбой.Он содержит поршень, который перемещается вверх и вниз, сжимая топливо, которое воспламеняется и вызывает возгорание. В верхней части цилиндра есть два клапана; впускной клапан и выпускной клапан. Впускной клапан — это место, где топливо и воздух поступают в цилиндр из карбюратора или электрического топливного инжектора, а выпускной клапан — это место, где выходят выхлопные газы.

Выхлопные газы, образующиеся при сгорании в цилиндре, вращают ось, известную как коленчатый вал. Они соединены с нижней частью цилиндра, который, в свою очередь, приводит в действие коробку передач, приводящую в движение колеса.

Чем больше цилиндров, тем больше поршней сжигает топливо и, следовательно, вырабатывается больше энергии.

Цилиндры могут располагаться под капотом по прямой, в два ряда или ровно. Двигатели с цилиндрами, расположенными по прямой линии, известны как рядные двигатели (например, I4 или L4). У них обычно меньше шести цилиндров. Двигатели, расположенные в два ряда, называются V-образными двигателями, поскольку они обычно имеют V-образную форму и имеют более шести цилиндров. Британские двигатели с плоским расположением обычно имеют от четырех до шести цилиндров.

Как узнать, что цилиндр двигателя не работает?

Если цилиндр двигателя не работает эффективно, это может означать перегрев, утечку или пропуски зажигания. Это могут быть очевидные проблемы, которые можно обнаружить по запаху, дыму или видимым утечкам.

Если у вас проблема с цилиндрами, вы можете почувствовать сладкий запах резины, находясь внутри автомобиля. Этот запах может быть вызван утечкой охлаждающей жидкости в цилиндры.

Серый дым — хороший индикатор того, что ваши цилиндры не работают эффективно и двигатель перегревается.

Утечки могут быть очевидны, особенно в засушливые дни. Если под вашей машиной образовалась лужа с жидкостью, вы можете проверить уровень охлаждающей жидкости.

Давление в цилиндре должно быть сбалансировано для поддержания эффективного сгорания и хорошего состояния двигателя. Низкое давление будет легко идентифицировать, поскольку основным индикатором является пропуск зажигания в двигателе при его запуске или плохая работа при движении.

Давление можно измерить с помощью манометра. Вы можете сделать это сами, если он у вас есть, или попросить механика сделать это за вас.

Если в вашей машине наблюдается какая-либо из этих проблем, попросите кого-нибудь ее проверить. Цилиндры и прокладки двигателя являются важными рабочими частями двигателя.

Об авторе

Николь Фергюсон

Штатный писатель Арнольда Кларка

цилиндров? Что такое цилиндр? | VroomGirls

Праймер по всему, что связано с двигателем.Вы когда-нибудь задумывались, что такое смещение? А крутящий момент? Что это за фигня? Не волнуйтесь, мы все объясним.

Автор: Аарон Голд

Класс в работе

Когда вы читаете об автомобилях, вы столкнетесь со спецификациями двигателя, то есть с 2,0-литровым 4-цилиндровым турбонаддувом, развивающим 160 лошадиных сил и 175 фунт-фут крутящего момента. Что означают все эти числа? Это тема урока в университете VroomGirls.

Цилиндры

Цилиндр — силовая установка двигателя; это камера, в которой бензин сжигается и превращается в энергию.Большинство двигателей автомобилей и внедорожников имеют четыре, шесть или восемь цилиндров. Как правило, двигатель с большим количеством цилиндров производит больше мощности, а двигатель с меньшим количеством цилиндров обеспечивает лучшую экономию топлива.

Цилиндры

будут расположены либо по прямой линии (рядный двигатель, т. Е. «Рядный 4», «I4» или «L4»), либо в два ряда (V-образный двигатель, т. Е. «V8»).

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ (в литрах и кубических дюймах)

Двигатели измеряются рабочим объемом, обычно выражаемым в литрах (л) или кубических сантиметрах (куб. См).Рабочий объем — это общий объем всех цилиндров двигателя. Двигатель с четырьмя цилиндрами объемом 569 куб. См каждый имеет общий объем 2276 куб. См. Он будет более округлым и будет называться 2,3-литровым двигателем. Более крупные двигатели, как правило, производят большую мощность, в частности, больший крутящий момент (см. Ниже), но потребляют больше топлива.

До начала 1980-х годов двигатели измерялись в кубических дюймах. Один литр равен примерно 61 куб.см, поэтому двигатель на 350 кубических дюймов составляет около 5,7 литра.

ТУРБОКОМПЕНСАТОРЫ

Турбокомпрессор — это устройство, которое используется для увеличения мощности двигателя.Четырехцилиндровый двигатель с турбонагнетателем может производить такую ​​же мощность, как шестицилиндровый двигатель, но при щадящем движении расходует меньше топлива. (Для получения дополнительной информации см. Как работают турбокомпрессоры и нагнетатели. Двигатели с турбонаддувом иногда получают букву T после рабочего объема; «2.0T» обозначает 2-литровый двигатель с турбонагнетателем.

МОЩНОСТЬ И МОМЕНТ

Мощность и крутящий момент измеряют мощность, развиваемую двигателем, причем чаще всего используется мощность в лошадиных силах. Разницу между мощностью и крутящим моментом часто неправильно понимают (и ее трудно объяснить).

Крутящий момент, который измеряется в фунт-футах (фунт-фут или фут-фунт), служит для измерения тягового усилия; когда вы нажимаете педаль газа, и сиденье вдавливается вам в спину, вы чувствуете крутящий момент. Грузовикам нужен большой крутящий момент, чтобы перемещать тяжелые грузы. Мощность в лошадиных силах является функцией крутящего момента и частоты вращения двигателя (об / мин) и показывает, сколько продолжительной работы может выполнять автомобиль. Гоночным автомобилям требуется большая мощность для поддержания высоких скоростей. Как правило, двигатели с большим рабочим объемом развивают больший крутящий момент, но небольшие двигатели могут вращаться быстрее, что увеличивает их мощность в лошадиных силах.

Автомобиль с высокой мощностью, но с низким крутящим моментом может казаться вялым после остановки, но будет ощущаться сильнее, когда двигатель вращается все быстрее и быстрее. Двигатель с высоким крутящим моментом и малой мощностью будет сильно ускоряться после остановки, но будет останавливаться при увеличении скорости двигателя (до тех пор, пока трансмиссия не переключит передачи).

Измерения мощности и крутящего момента являются «пиковыми» числами; двигатель мощностью 180 лошадиных сил будет производить только 180 лошадиных сил при определенной частоте вращения двигателя, скажем, 6000 об / мин. На других скоростях двигатель развивает меньшую мощность.То же самое и с крутящим моментом, хотя некоторые двигатели (особенно с турбонагнетателями) имеют устойчивый диапазон максимального крутящего момента, развивая свой номинальный крутящий момент, скажем, между 1800 и 4000 об / мин. Двигатель с высоким крутящим моментом в среднем диапазоне (пик между 2000 и 4000 об / мин) будет иметь хорошее ускорение при прохождении, в то время как большой крутящий момент на нижнем уровне (ниже 1500 об / мин) полезен для буксировки прицепов или езды по бездорожью. Однако автомобили с двигателями с высоким крутящим моментом более склонны к скольжению в дождь и снег.

С учетом всего вышесказанного, на ускорение будут влиять и другие факторы, такие как вес автомобиля.То, как вы себя чувствуете, когда вы едете, важнее, чем мощность и крутящий момент.

Volkswagen Group of America, Inc. не несет ответственности за содержание этой колонки.

Цилиндры двигателя

— обзор

9.9.3 Моделирование характеристик деактивации дизельных цилиндров

Преимущества деактивации цилиндров в дизельных двигателях с турбонаддувом на сегодняшний день не опубликованы.На рисунках 9.23–9.29 представлен комплексный имитационный анализ отключения цилиндров для тяжелого дизельного двигателя V8 с высокой удельной мощностью. Существует четырнадцать сценариев (S1 – S14), представляющих различные условия нагрузки на двигатель, зону турбины с фиксированной геометрией, открытие перепускной заслонки, стратегии отключения клапана и времени отключения, как указано в таблице 9.2. При анализе как BMEP, так и PMEP определяются для всего двигателя, то есть определяются как работа за цикл, деленная на общий рабочий объем двигателя.В моделировании четыре цилиндра деактивированы (т.е. работает V4). При моделировании используется двухступенчатая турбинная система с фиксированной геометрией, а в турбине ступени высокого давления (ВД) имеется перепускной клапан. Предполагается, что EGR равна нулю, когда область турбины с фиксированной геометрией выбрана так, чтобы обеспечить достаточное воздушно-топливное соотношение как для максимального крутящего момента, так и для номинальной мощности в режиме V8. Если для снижения NO _x требуется определенное количество рециркуляции выхлопных газов, можно выбрать турбину меньшего размера, чтобы обеспечить достаточное соотношение воздух-топливо как при полной, так и при частичной нагрузке при заданной требуемой скорости рециркуляции отработавших газов, в результате чего дельта P двигателя и BSFC будут выше. чем случай с нулевой рециркуляцией отработавших газов.Следовательно, с соответствующей площадью турбины, согласованной с предполагаемой скоростью рециркуляции выхлопных газов, проведенный здесь анализ деактивации цилиндра имеет прямое значение для других скоростей рециркуляции выхлопных газов.

9.23. Область частоты вращения двигателя — нагрузка в анализе деактивации цилиндров.

9,24. Влияние стратегии клапана отключения цилиндра на давление в цилиндре.

9,25. Исследование стратегий деактивации цилиндров.

9.26. Влияние площади турбины на отключение цилиндра.

9.27. BSFC отключения цилиндров при разных оборотах двигателя и нагрузках.

9.28. Воздушно-топливная смесь отключения цилиндров при разных оборотах двигателя и нагрузках.

9.29. Производительность отключения цилиндров при 2600 об / мин и предельных ограничениях при 3000 об / мин.

Таблица 9.2. Сценарии моделирования деактивации цилиндров

S1 деактивация Частичная нагрузка Частичная нагрузка тур bine Базовая нагрузка турбина

Номер сценария	Режим	Зона турбины	Отверстие перепускной заслонки турбины ступени высокого давления	Работа клапанного механизма	Стратегия времени закрытия клапанов двигателя для деактивированных цилиндров
Частичная нагрузка	Базовая турбина	Полностью открыта	Цилиндр не деактивируется
S2	Высокая нагрузка	S Базовая турбина	Открывается по мере необходимости						Базовая турбина	Полностью закрытая	Цилиндр не деактивируется
S4	Высокая нагрузка	Базовая турбина	Закрыт	Цилиндр не деактивируется Базовая
Частично закрыт	Цилиндр не деактивируется
S6	Частичная нагрузка	Базовая турбина	Полностью закрыта	Деактивация цилиндра только отключением топлива
Полностью закрыта	Деактивация цилиндра путем отключения подачи топлива, впускного и выпускного клапанов (стратегия отключения 1)	Стратегия отключения 1: Отключение впускного клапана перед IVO каждого цилиндра
S8	Деталь нагрузка	Базовая турбина	Полностью закрыта	Деактивация цилиндра путем отключения топлива, впускного и выпускного клапана (стратегия отключения 2)	Стратегия отключения 2: Отключение впускного клапана после IVC каждого цилиндра
S9	Частичная нагрузка	Базовая турбина	Полностью закрыта	Цилиндр деактивирован иона путем перекрытия топлива и только впускного клапана (стратегия отключения 1)	Стратегия отключения 1: закрытие впускного клапана перед IVO каждого цилиндра
S10	Частичная нагрузка	Базовая турбина	Полностью закрыта	Деактивация цилиндра путем перекрытия подачи топлива и только впускного клапана (стратегия отключения 2)	Стратегия отключения 2: Отключение впускного клапана после IVC каждого цилиндра
S11	Частичная нагрузка	Площадь турбины меньше на 10% на ступенях высокого и низкого давления	Полностью открыт	Цилиндр не деактивируется
S12	Высокая нагрузка	Площадь турбины на ступенях высокого и низкого давления на 10% меньше	Открывается при необходимости	Цилиндр не деактивируется
S13	Частичная нагрузка	Площадь турбины на 10% меньше на ступенях ВД и НД	Полностью закрыта	Деактивация цилиндра по отключение топлива, впускного клапана и выпускного клапана (стратегия отключения 1)	Стратегия отключения 1: закрытие впускного клапана перед IVO каждого цилиндра
S14	Частичная нагрузка	Площадь турбины на 10% меньше в обоих Ступени высокого и низкого давления	Полностью закрытый	Отключение цилиндра путем отключения подачи топлива, впускного и выпускного клапана (стратегия отключения 2)	Стратегия отключения 2: Отключение впускного клапана после IVC каждого цилиндра

Примечание: S9 и S10 имеют одинаковые рабочие характеристики в установившемся режиме.

На рисунке 9.23 показаны режимы скорость-нагрузка, используемые в моделировании GT-POWER. Обратите внимание, что обычно диапазон нагрузки при исследовании деактивации цилиндра составляет 0–5 бар BMEP, но это моделирование расширяет диапазон нагрузки до 10–13 бар BMEP на высоких скоростях, превышающих 2500 об / мин. На рисунке 9.24 показаны кривые давления в цилиндре для различных стратегий переключения клапанов при деактивации.

На рис. 9.25 сравниваются характеристики двигателя, полученные при различных стратегиях отключения при 2400 об / мин. Можно видеть, что по сравнению с работой V8 (S1) отключение только заправки топливом (S6) и отключение только заправочного и впускного клапана (S9) не дает никаких преимуществ в снижении BSFC.Фактически, BSFC S6 и S9 даже выше, чем у S1. В S7 и S8 выпускной клапан закрывается после закрытия впускного клапана. Некоторое преимущество BSFC происходит при очень низкой нагрузке (0–2 бар BMEP), когда и впускной, и выпускной клапаны закрыты, и определенное количество воздуха задерживается в деактивированных цилиндрах (S8). Наибольшая выгода от снижения BSFC проявляется в сценарии S7 в широком диапазоне значений BMEP (0–10 бар), когда в деактивированных цилиндрах остается очень мало воздуха.

Рисунок 9.26 иллюстрирует влияние уменьшения площади турбины на 10% на соотношение воздух-топливо. Турбина меньшего размера может увеличить соотношение воздух-топливо в операции отключения цилиндра, чтобы расширить свой рабочий диапазон до более высокого уровня BMEP. Однако уменьшение площади турбины в турбине с фиксированной геометрией, размер которой рассчитан на достижение более высокого отношения воздух-топливо во время деактивации цилиндра, приводит к снижению насосных потерь в режиме без деактивации из-за чрезмерно высокого отношения воздух-топливо. VGT может помочь облегчить этот компромисс между операцией отключения цилиндра при низких нагрузках и операцией без отключения при полной нагрузке.

На рисунке 9.27 показаны изменения BSFC при разных скоростях и нагрузках для разных отверстий перепускных клапанов турбины (S1 и S3) и стратегии переключения клапана отключения (S7 и S8). Нижняя и верхняя границы диапазона преимуществ снижения BSFC, ограниченного S7 и S8, указывают на два крайних предела различных стратегий переключения клапанов. Замечено, что преимущество BSFC в значительной степени зависит как от нагрузки двигателя, так и от скорости для дизельного двигателя. Очень большая выгода от снижения BSFC может быть получена путем деактивации цилиндра.Обратите внимание, что преимущество BSFC, вычисленное здесь, относится к базовому двигателю, у которого уже есть очень низкий BSFC с полностью открытым перепускным клапаном турбины при частичной нагрузке с использованием электронного управления (то есть S1, а не S3). На высоких оборотах двигателя преимущество BSFC может распространяться на очень высокий уровень BMEP с приемлемым соотношением воздух-топливо (например, BMEP 10 бар при 2600 об / мин), потому что турбокомпрессор может подавать больше воздуха, чем на более низких оборотах, чтобы поддерживать минимально необходимый воздух — соотношение топлива.

На рис. 9.28 показаны соотношения воздух-топливо, соответствующие случаям на рис.9.27. Обратите внимание, что из-за пониженного отношения воздух-топливо операция отключения цилиндра обычно производит больше сажи, чем операция без отключения, особенно когда соотношение воздух-топливо близко к пределу дымности. Другие меры (например, замедление EVO и продвижение IVC с VVA в запальных цилиндрах) могут использоваться для уменьшения образования сажи при относительно высоком уровне BMEP и на низких и средних скоростях.

На рисунке 9.29 показаны другие ключевые параметры производительности при 2600 об / мин и ограничивающие конструктивные ограничения при 3000 об / мин при отключении цилиндра.Важно отметить влияние деактивации цилиндров на следующие два параметра: (1) дельта P двигателя, которая является движущей силой для потока EGR в двигателях EGR и также может зависеть от выбора области турбины; и (2) температура газа на выходе из турбины ступени низкого давления (LP), которая может способствовать работе и регенерации устройств дополнительной обработки (например, DPF). Наконец, обратите внимание, что предел отключения цилиндра BMEP может быть ограничен пиковым давлением цилиндра в рабочих цилиндрах и температурой воздуха на выходе из компрессора при высоких оборотах двигателя (например,г., 3000 об / мин), в дополнение к минимально необходимому соотношению воздух-топливо.

Действия при отключении цилиндров дизельного двигателя резюмируются следующим образом.

1.

Оптимальным методом отключения цилиндров является отключение подачи топлива и всех впускных и выпускных клапанов в отключенных цилиндрах.

2.

Время переключения клапана деактивации и масса газа, остающаяся в деактивированных цилиндрах, сильно влияют на преимущество деактивации BSFC.

3.

Оптимальное количество отключенных цилиндров в значительной степени зависит от баланса между соотношением воздух-топливо для сгорания / выбросов и насосными потерями для самого низкого BSFC. На оптимальное количество также влияют, хотя и во вторую очередь, конструктивные особенности, связанные с потерями тепла в цилиндрах и трением поршневых колец двигателя. Отключение половины цилиндров не всегда может быть оптимальным для достижения самого низкого BSFC.

4.

Деактивация цилиндра обеспечивает очень значительное улучшение BSFC в условиях низкой нагрузки.Выгода от снижения BSFC сильно зависит как от BMEP, так и от скорости двигателя для дизельных двигателей с турбонаддувом.

5.

Улучшения BSFC трудно достичь при деактивации цилиндра при средних и высоких нагрузках из-за предельного соотношения воздух-топливо на низких и средних скоростях и из-за других конструктивных ограничений на высоких скоростях, таких как пиковое давление в цилиндре и температура воздуха на выходе из компрессора.

6.

Степень улучшения BSFC путем деактивации цилиндров зависит от следующих факторов: количество деактивированных цилиндров, стратегия закрытия клапана, время переключения клапанов, площадь турбины (переменная или фиксированная, а также размер зоны ), возможность управления перепускным клапаном турбины и гибкость при низких нагрузках, теплопередача цилиндра и зависящая от давления часть трения поршневого кольца.

7.

Поскольку теплопередача цилиндра и потери на трение поршневого кольца увеличиваются в базовой конструкции двигателя, больше преимуществ снижения BSFC может быть достигнуто за счет использования деактивации цилиндра, поскольку большей части потерь энергии можно избежать в отключенные цилиндры.

№ 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. Двигатели наших автомобилей 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 трясет.

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. Представить 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, излучающими 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, бесконечные договоренности.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересуют изобретательные умы Работа.

(Музыкальная тема)

---

Смотрите записи в Википедии по всем соответствующим темам.Искать такие слова, как автомобильные двигатели, рядные 4, плоские 6, 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.

Имеет ли значение количество цилиндров для эффективности двигателя?

Когда дело доходит до производительности и эффективности двухтактного двигателя с оппозитными поршнями, имеет ли значение количество цилиндров? Если вы угадали «да», вы правы.

На основе обширного анализа компания Achates Power определила, что ее трехцилиндровый двигатель с оппозитными поршнями является оптимальной конструкцией с точки зрения газообмена, особенно по сравнению с двух- или четырехцилиндровым двигателем. Причина: продолжительность газообмена в двухтактном двигателе составляет около 120 градусов угла поворота коленчатого вала. В трехцилиндровой конструкции события продувки выровнены таким образом, чтобы они имели минимальное влияние друг на друга и при этом сохраняли достаточный массовый расход, проходящий в течение цикла, чтобы обеспечить достаточную энергию для турбонагнетателя, чтобы он работал наиболее эффективно для сжатия всасывания. воздуха.

Конфигурация трехцилиндрового двухтактного двигателя с оппозитными поршнями имеет несколько перекрывающихся событий газообмена, что приводит к явлению, известному как перекрестная зарядка. Однако в двухцилиндровой конфигурации события газообмена разделяются слишком своевременно. Это разделение приводит к потере энергии турбонагнетателем в течение цикла, что отрицательно сказывается на КПД турбины, особенно при более низких нагрузках и оборотах двигателя. Потери энергии турбонагнетателя должны компенсироваться кривошипно-шатунным нагнетателем, что приводит к снижению термического КПД тормозов.И наоборот, в конфигурации с четырьмя цилиндрами события газообмена слишком сильно перекрываются. Это вызывает перекрестную зарядку в момент, когда горячие выхлопные газы выходят из цилиндра. Прерывание потока выхлопных газов вызывает увеличение содержания остаточного газа и, следовательно, более низкую эффективность очистки, что приводит к снижению мощности. Даже при сложной конструкции выпускного коллектора для разделения импульсов связь через корпус турбины с двойной спиралью будет. Разделение выхлопной системы на два турбонагнетателя снова приводит к проблеме двух цилиндров с утечкой потока энергии в течение цикла.

В то время как варианты с двумя, четырьмя и пятью цилиндрами являются жизнеспособными как часть обширного семейства двигателей, трехцилиндровая двухтактная конструкция с оппозитными поршнями является оптимальной. Эта трехцилиндровая конструкция — лишь одно из многих преимуществ двигателя Achates Power A48 с точки зрения термической эффективности. В прошлом месяце мы подчеркнули важность отношения хода поршня к цилиндру нашей трансмиссии в сообщении под названием «Отношение длины хода к диаметру цилиндра: ключ к эффективности двигателя». А в ближайшие месяцы мы рассмотрим другие сильные стороны теплового КПД, включая двухтактную архитектуру, конструкцию с оппозитными поршнями и запатентованную систему сгорания Achates Power.

Как это работает: отключение цилиндра

Если вы хотите сэкономить топливо, один из самых простых способов — не использовать его. Это идея отключения цилиндров, используемая некоторыми автопроизводителями для повышения экономии топлива и снижения выбросов.

Большинство используют названия торговых марок для своих систем, и то, как они работают, может немного отличаться между ними, но общая концепция одинакова: когда полная мощность не требуется, некоторые цилиндры не получают топлива.

Деактивация в основном используется на двигателях V6 или V8, где, в принципе, она уменьшает рабочий объем двигателя, когда он функционирует: большая мощность двигателя, когда все цилиндры активированы, и экономия топлива меньшего двигателя, когда некоторые из них отключены.Некоторые автопроизводители предпочитают вместо этого использовать небольшие двигатели с турбонаддувом, которые нагнетают дополнительный воздух и топливо для обеспечения большей мощности, когда это необходимо. По сути, деактивация — это более крупный двигатель, который может действовать как меньший, в то время как турбонаддув — это двигатель меньшего размера, который может работать как более крупный. (Некоторые автопроизводители также комбинируют деактивацию и турбонаддув на своих двигателях.)

Двигатели содержат поршни, которые перемещаются вверх и вниз в цилиндрах, приводимые в действие силой газовоздушной смеси при сгорании, чтобы поворачивать центральный коленчатый вал.Коленчатый вал вращается, и эта сила в конечном итоге вращает колеса.

Когда цилиндр деактивируется, система закрывает его впускные клапаны, которые втягивают воздух, и выпускные клапаны, которые выпускают отработанные газы. Он также перестает подавать топливо в цилиндр. Поршень все еще движется вверх и вниз — он должен, потому что он прикреплен к вращающемуся коленчатому валу, — но теперь он просто едет.

Повышенная эффективность достигается не только за счет того, что половина цилиндров получает топливо. Когда от двигателя мало что требуется, например, когда вы едете на постоянной скорости, он не работает с максимальной производительностью.Поршни должны преодолевать сопротивление воздуха при втягивании и выпуске воздуха, известное как насосные потери.

Когда дроссельная заслонка слишком мала, например, на постоянной скорости, насосные потери выше из-за разницы давлений между впускным и выпускным коллекторами. Когда некоторые цилиндры отключены, воздух не поступает в них и не выходит из них, поэтому насосных потерь нет. Кроме того, поскольку двигатель автоматически компенсирует эти «недостающие» цилиндры, он создает меньшую разницу давлений на впуске и выпуске.Это снижает насосные потери в активных цилиндрах, повышая их эффективность. Хотя они помогают перемещать деактивированные поршни, поскольку все они прикреплены к коленчатому валу, двигатель в целом по-прежнему работает более эффективно.

Все это управляется главным мозгом двигателя, известным как его блок управления двигателем (ЭБУ) или модуль управления двигателем (ЭСУД). Как только требуется больше мощности, например, при ускорении, система снова переводит деактивированные цилиндры в рабочее состояние.Переход обычно настолько плавный, что его практически невозможно обнаружить. По оценке Natural Resources Canada, отключение цилиндров может снизить расход топлива и выбросы на 4-10%.

Большинство двигателей с отключением цилиндров отключает половину из них за раз, например, восьмицилиндровый, который переключается на четыре цилиндра. Система Honda, которую она называет Variable Cylinder Management, может переключать двигатель V6 на работу с тремя или четырьмя цилиндрами, в зависимости от того, что лучше всего подходит для условий движения.General Motors, которая в настоящее время отключает половину цилиндров на двигателях своих пикапов, представит регулируемую систему на своих грузовиках 2019 года. Некоторые другие производители предлагают аналогичные системы.

Системы прошли долгий путь с того момента, когда одна была впервые представлена ​​на Cadillac в 1981 году. Она называлась Modular Displacement, и она могла переключать двигатель V8 на работу с шестью или четырьмя цилиндрами. Вскоре после этого Mitsubishi представила версию с четырехцилиндровым двигателем. Электроника и топливные системы того времени не справлялись с поставленной задачей, и ни одна из компаний не выдерживала ее надолго.Сегодня у систем деактивации не так много недостатков, кроме того, что они увеличивают стоимость и усложняют двигатель.

Конечно, смещение цилиндра — это только один инструмент в области топливной экономичности. Автопроизводители программируют функцию отключения подачи топлива при замедлении (DFCO), которая полностью отключает подачу топлива к двигателю, когда вы нажимаете педаль газа и замедляете скорость. Двигатель продолжает работать, и система начинает подавать ему топливо, если вы ускоряетесь или когда частота вращения двигателя приближается к холостому, когда вы останавливаетесь.

И некоторые автомобили теперь включают функцию запуска / остановки на своих двигателях. Раньше это было исключительно для гибридов, теперь оно появляется на обычных бензиновых автомобилях и даже на некоторых дизельных двигателях малой грузоподъемности. Автопроизводители добавляют его, чтобы еще больше снизить количество топлива и выбросов.

Когда вы полностью останавливаетесь, поставив ногу на тормоз, например садитесь на красный свет, двигатель выключается. Фары, стереосистема и климат-контроль автомобиля продолжают работать, при этом должны быть соблюдены определенные условия, в том числе температура окружающей среды и двигателя.Двигатель автоматически перезапускается, как только вы снимаете ногу с тормоза.

Способ перезапуска зависит от автомобиля. В случае гибридов им управляет электродвигатель автомобиля, в то время как у обычных автомобилей есть более мощный стартер. На многих транспортных средствах вы можете отключить систему старт / стоп с помощью кнопки, а если это невозможно, перевод автомобиля в спортивный режим обычно отключает ее.

Вот проблема с трехцилиндровыми двигателями

Ранее использовавшиеся в нескольких кей-карах, три горшка возвращаются во многие современные хэтчбеки.Мы решили, что пришло время взглянуть на все плюсы и минусы этих мини-силовых установок

.

Трехцилиндровые двигатели сейчас очень популярны. В эпоху сокращения размеров появилось множество вариантов с тремя горшками от VW Group, BMW, Honda и других компаний.Обычно это двигатели с турбонаддувом, мощность редко бывает проблемой, однако они не всегда самые приятные для испытания двигатели. Но почему так?

Рядный трехцилиндровый двигатель — это, по сути, рядный шестицилиндровый двигатель, разделенный пополам.Обычно в рядной шестерке два внешних цилиндра достигают верхней мертвой точки (ВМТ) одновременно, а остальные четыре цилиндра достигают определенных углов поворота, чтобы сбалансировать первичные силы, вторичные силы и крутящий момент двигателя.

В трехцилиндровом поршне один поршень (передний поршень) достигает ВМТ, а два других находятся на расстоянии 120 градусов от ВМТ или нижней мертвой точки (НМТ). Это означает, что первичные и вторичные силы уравновешены по вертикали, но крутящий момент на поршнях, совершающих возвратно-поступательное движение, не согласован в унисон, как в I6.Вместо этого двигатель пытается естественным образом вращаться и переворачиваться. Чтобы избежать этого, необходим балансировочный вал, противодействующий скручивающей силе.

2 МБ

Цикл двигателя I3

Неуравновешенность крутящего момента (общая для рядных пяти двигателей) вызывает дребезжащую трансмиссию, поскольку двигатель пытается раскачиваться из конца в конец, даже когда он сбалансирован настолько, насколько это возможно физически.Это происходит из-за веса балансировочного вала, с которым приходится работать коленчатому валу, что делает эти двигатели менее раскрученными, чем их более сбалансированные аналоги. Противовесы также можно врезать в сам коленчатый вал, но они также увеличивают вес, уменьшая его способность свободно вращаться.

Кроме того, из-за того, что зажигание происходит каждые 240 градусов, шейки коленчатого вала разнесены на 120 градусов. Это означает, что при отсутствии рабочего хода коленчатый вал будет вращаться в значительной степени (60 градусов).Эта возвратно-поступательная функция приводит к недостаточной плавности передачи мощности и большому количеству вибрации, которыми печально известны трехцилиндровые двигатели. Неровная работа двигателя будет особенно заметна на более низких оборотах двигателя из-за отсутствия рабочих ходов.

Несмотря на эти недостатки, существует множество причин, по которым многие производители в наши дни выбирают трехцилиндровые двигатели.Во-первых, они легкие и компактные, что позволяет размещать их на нескольких платформах в моделях автомобилей производителя. Например, BMW использует трехцилиндровую трансмиссию от Mini в своем гибридном спортивном автомобиле i8.

С точки зрения производительности, на один цилиндр меньше, чем у стандартного рядного четырехцилиндрового двигателя, что снижает потери на трение движущихся компонентов. Этот фактор наряду с меньшими перемещениями составляет сильные экономические показатели.

BMW i8 использует трехцилиндровый двигатель IC, который обеспечивает общую мощность в 357 л.с.

Поскольку модели с более низкими характеристиками в моделях автомобилей часто склоняются к трехцилиндровым силовым агрегатам, вероятно, что многие «первые автомобили», купленные из новых, будут оснащены этими небольшими двигателями, в зависимости от того, как ожидаемый отход от сокращения в отрасли будет реализован. .

При меньших производственных затратах по сравнению с I4 следующие несколько лет могут стать периодом расцвета трехцилиндрового двигателя, пока не произойдет следующий скачок в технологии интегральных схем. Хотя это может показаться мрачным будущим по сравнению с тем, к чему мы все привыкли, с чуть большей утонченностью, трех горшок может стать энергичным и энергичным компаньоном.

У вас когда-нибудь был трехцилиндровый автомобиль? Вам больше нравится трехходовый горшок с меньшим смещением, чем более общий рядный четырехцилиндровый? Мы хотели бы узнать ваше мнение ниже.

.