Виды Двигателей Внутреннего Сгорания (ДВС)

Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания — это один из самых популярных на сегодняшний день видов двигателей. Принцип его работы построен на воспламенении смеси в камере сгорания и преобразовании её в энергию. Основной элемент в таком устройстве — поршень. Он опускается в нижнюю точку, в цилиндр впрыскивается топливо с воздухом, затем он поднимает их вверх до момента детонации.

Такие агрегаты используются в воздушных, морских и наземных транспортных средствах. До недавнего времени все автомобили выходили с конвейера только с ДВС. Пока компания Тесла не совершила прорыв в автомобилестроении и не запустила потоковое производство электромобилей.

Какие бывают виды двигателей?

Сложно создать новые виды двигателей внутреннего сгорания. В своём современном состоянии они существуют давно и уже прошли проверку временем. По принципу действия они относительно одинаковые, но каждый производитель вносит «изюминку» в агрегаты, которые выпускает. Это может быть уникальная форма поршней, система впрыска или количество клапанов.

Виды ДВС классифицируются по конструкции: рядные, V-образные, роторные и оппозитные.

Рядные моторы

Самые простые и дешевые в обслуживании и ремонте. Цилиндры стоят в ряд, один за другим. Чем больше их количество, тем больше рабочий объём.

Первый мотор был таким и имел 3 цилиндра. Сейчас такие встречаются на малолитражках. От них не ждут значительной мощности. Но они показывают маленький расход.

Наиболее популярный ДВС — 4-цилиндровый. Его максимальный объём достигает 3 литров. Такой установлен на большей части автомобилей эконом-класса. Например, Мазда 3, Форд Фокус, Тойота Королла, Рено Логан, Хонда Цивик.

В авто помощнее уже рядная шестерка. У неё оптимальное соотношение размера и ресурса. Легко помещается под капотом. Остальные агрегаты, в которых больше гильз, уже не такие надежные. Их проблемно разместить в подкапотном пространстве из-за больших габаритов и для них необходимы надежные подушки двигателя.

Преимущества рядных двигателей

• надежность
• низкая стоимость ремонта
• удобное расположение

Недостатки рядных двигателей

• громоздкость
• высота

V-образные моторы

Цилиндры расположены под углом, друг напротив друга. Угол развала зависит от их количества. Такое строение позволяет получить мощный движок не большого размера. 8-цилиндровый рядный выглядит громоздко и практически не используется в легковых или грузовых автомобилях. Такой же V-образный мотор занимает гораздо меньше места.

Основное преимущество в количестве лошадиных сил и моменте, которые можно получить на таком блоке.

В повседневных машинах популярны V6, V8. Они встречаются на премиальных авто и внедорожниках — Toyota Camry, Nissan 350Z, Nissan Murano. Стоимость обслуживания получается в два раза больше, чем у рядных. При капитальном ремонте количество прокладок, поршней, клапанов, сальников нужно умножать на 2. Визуально у ДВС две ГБЦ.

Существуют также разновидности V10, V12. Встречаются на спорткарах, типа Lamborghini Huracan, Porsche Carrera GTS, AUDI R8 и не предназначены для ежедневного использования. Большой минус любого варианта в сильных вибрациях при работе. Их очень трудно сгладить.

Преимущества V-образных двигателей:

• компактный размер
• большая мощность

Недостатки V-образных ДВС:

• быстрая выработка блока
• вибрации
• большой объём

Оппозитные двигатели

Название происходит от английского слова “opposite” — противоположный. Цилиндры смотрят в противоположные стороны. Угол между ними всегда 180 градусов. Визуально похож на раскрытый в-образник. Основное отличие в движении поршней. В оппозитнике они поочередно достигают мертвой точки, а в V-образнике — одновременно.

Благодаря своей конструкции боксер, так их ещё называют, более сбитый. Лучше переносит вибрации за счёт своей схемы работы. Автомобили с таким ДВС отличаются хорошей развесовкой и управляемостью. Он расположен ниже, чем обычно.

Важно понимать, что поршни в этом агрегате ходят не в вертикальной плоскости, а в горизонтальной. Что приводит к неравномерной выработке гильз и переборке мотора. Его сборка обходится дорого. Как в предыдущем виде, здесь две головки блока, все прокладки следует покупать в двойном экземпляре.

Самые известные автомобили с оппозитными моторами это – Subaru. Автоконцерн довёл конструкцию до совершенства. Также есть они на некоторых представителях Порше и Альфа Ромео.

Преимущества оппозитных двигателей:

• развесовка
• низкое расположение
• оптимизация вибраций
• потенциальность

Недостатки оппозитных двигателей:

• дороговизна
• сложность обслуживания
• неравномерный износ блока

Роторные моторы

Он же двигатель Ванкеля. В нём используется не поршень, а треугольный ротор. Он вращается вокруг оси — статора — в «цилиндре» овальной формы. Камера образуется между гранью ротора и стенкой блока. За один круг происходит 3 рабочих хода.

Роторный мотор — компактный. Отсутствует ГРМ, коленвал, шатуны. Вместо них уплотнения, которые продлевают срок службы агрегата.

Уже не устанавливаются в авто. Они никогда не пользовались большой популярностью. Отличный экземпляр с таким мотором — Mazda RX8. Все его владельцы могут рассказать про жор масла.

Преимущества роторных двигателей:

• маленький размер
• простота — меньше деталей
• меньше вибраций

Недостатки роторных ДВС:

• дорогой ремонт
• вероятность перегрева
• расход масла и топлива

Типы двигателей автомобилей

Моторы отличаются не только конструктивно. Типы двигателей автомобилей бывают разные. Главное отличие в топливе, которое они используют. ДВС можно разделить на:

• бензиновые,
• дизельные,
• гибридные и
• на газу.

Каждый из них заслуживает внимания. Имеет свои особенности, преимущества, недочеты.

Бензиновые двигатели

Самый распространенный тип автомобильных ДВС. Используется на большинстве иномарок и отечественных машин. Работает на бензине, который перекачивает топливный насос.

По способу впрыска разделяют на карбюраторные и инжекторные. Первая разновидность простая и уже не выпускается. Количество горючего регулирует водитель нажатием педали газа. Оно подаётся в карбюратор, где смешивается с воздухом и идёт во впускной коллектор.

Вторая версия сложнее. Инжектор — более точная система, за каждый цилиндр отвечает своя форсунка. Сколько бензина впрыснуть, регулирует уже электронный блок управления. Такая система установлена на многих новых автомобилях.

Она, в свою очередь, делится на подвиды: моноинжектор — с одной регулирующей форсункой и обычный инжектор — по форсунке на цилиндр. Современная вариация бензинового ДВС — с прямым впрыском. Топливо попадает в камеру отдельно от воздуха и смешивание происходит внутри.

Дизельный двигатель

Работает на дизельном топливе. Не имеет свечей зажигания, вместо них — свечи накала. Они разогревают воздух в цилиндрах до нужной температуры. Форсунки распыляют дизтопливо, оно сразу сгорает и заставляет двигаться поршень.

Особенно популярен вариант турбодизеля. С помощью турбины подается больше воздуха. Коленвал раскручивается быстрее за счёт сильной детонации. Такие моторы быстрее разгоняются.

В целом дизели не быстрые. Имеют большой вес, чтобы уравновесить детонационные вибрации. Отличаются характерным цокотом во время работы. Похоже на стук гидрокомпенсаторов на бензине.

Газовые двигатели

Самостоятельно уже не используются. ГБО устанавливается как альтернатива на бензиновые моторы. Газовый редуктор распределяет его по цилиндрам. Дальше всё происходит по стандартной схеме.

Преимущество машин на газу в том, что стоимость газа меньше. Расход с ГБО возрастает на 1-2 литра. Мощность понижается. Такие агрегаты работают мягче.

Переоборудование необходимо регистрировать в МРЭО и вносить в техпаспорт. Дополнительные форсунки и редуктор не портят блок и его составляющие.

Гибридные двигатели

Смесь ДВС и электромотора. Может работать по-разному. В большинстве случаев сначала функционирует классический мотор, а генератор подзаряжает батарею. От неё работает электродвигатель. На него можно переключить авто и он будет самостоятельно приводить в движение колеса.

Бензиновый и электромотор возможно подключить одновременно. В таком случае расход солярки будет меньше.

стандарты разные нужны, стандарты всякие важны (Tier, Euro)

Первенство за Euro или Tier?

Вполне уместным может быть вопрос «Какой же стандарт нормативов выхлопов двигателя появился самым первым?». Однозначный ответ дать не так просто. Многие источники отдают пальму первенства ЕС, поскольку первая Директива 70/220/ЕЕС, направленная на принятие мер против загрязнения окружающей среды выхлопами  автомобильных двигателей и послужившая основой для стандартов Евро, была принята в 1970 г. В это же время в США только появилось Агентство по защите окружающей среды (ЕРА), занимающееся решением аналогичной проблемы. Однако если обратиться к истории , то первые американские законодательные акты, призванные сохранить воздух чистым, были приняты еще в 1955-1963 гг., именно на них и основаны дальнейшие нормы Tier. Если не вдаваться в исторические детали и рассматривать непосредственно современные стандарты США и ЕС, то первыми все же в действие вводились Euro — в 1992 г., а Tier – уже в 1994-1997 гг.

Всеобъемлющие стандарты Tier

Двигатели всех транспортных средств (легковые и большегрузные автомобили, а также внедорожная  техника) в США попадают под  действие стандартов Tier. В ЕС для транспортных средств действуют стандарты Euro, а для внедорожной техники, в том числе и дизельных генераторов, – Stage. Примечательно, что американские стандарты охватывают и дизельные двигатели морских судов, тогда как в странах ЕС для них нет специально разработанных ограничений. Немаловажная особенность регулирования вредных выхлопов от дизельных двигателей в США состоит в том, что в штате Калифорния приняты свои более строгие ограничения эмиссии, поэтому любой штат может выбрать, следовать национальным стандартам Tier или стандартам штата Калифорния. Всеобъемлющий характер стандартов Tier проявляется даже в принятой классификации двигателей по мощности: 0-18 кВт, 19-55 кВт, 56-129 кВт, 130-560 кВт и более 560 кВт. Для каждой группы установлены свои ограничения вредных выбросов. Европейские нормы охватывают только дизельные двигатели мощностью 56-129 кВт и 130-560 кВт.

 

И все-таки сходство есть

Если обратиться непосредственно к цифрам, американские стандарты в определенной степени гармонизированы с европейскими.  Согласно последним редакциям Tier 4 Final и Stage IV,  для дизельных двигателей мощностью 130-560 кВт установлены следующие пределы: выхлопы оксидов азота – 0,4 г/кВт. ч., углеводородов – 0,19 г/кВт.ч., угарного газа – 3,5 г/кВт.ч., твердых частиц – 0,02 г/кВт.ч. (по нормам Stage – 0,025 г/кВт.ч.).
Что касается ограничения количества серы в дизельном топливе, изначально в ЕС это были специально разработанные Директивы, а в США — условно принятая  цифра среди компаний нефтяной промышленности. Впервые  количество серы на обоих континентах начинает лимитироваться  в стандартах Euro III/Tier III.

Регулирование дизельных двигателей в Азии

Для ограничения уровня вредных выхлопов от дизельных двигателей другие регионы планеты заимствовали преимущественно стандарты Euro/Stage, но и нормы Tier не обделили вниманием, взяв их за основу для маломощных дизельных двигателей. В отличие от других континентов именно страны Азии добавили свою «изюминку» в регулирование эмиссии от дизельных двигателей. Если Euro распространяются на все страны-члены ЕС, то в Азии ситуация обстоит иначе. В крупных городах Китая и Индии уровень загрязнения окружающей среды значительно выше, чем в остальной части страны, соответственно, в них раньше принимаются более строгие нормы. Особняком в регионе стоит Япония, разработавшая собственные нормы для регулирования токсичности выхлопов, при этом они не опираются на Tier и Euro/Stage, но и несущественно отличаются от них.

 

 

Пояснение к картинке:
* — поэтапное введение
** — только представлен
CVS — грузовые автомобили
LVS – легковые автомобили

Полная гармонизация для дизельных двигателей

В большинстве развитых стран применительно к транспортным средствам действуют нормы, основанные на Euro 3 – 4, но не везде устанавливаются ограничения для внедорожной техники, в том числе и дизельных электростанций. Во многих странах Африки и Западной Азии всего лишь необходимо регулярно проходить тех. осмотр, а введение Евро 1-2 только планируется в ближайшем будущем.
В России все транспортные средства попадают под действие стандартов Евро 3, введение Евро 4 пока перенесено на 2014 г. Двигатели внедорожной техники регулирует  ГОСТ Р41 96-99, равнозначный Stage I.  По ограничению вредных выхлопов мы стоим наравне с Китаем, Индией, Бразилией, но отстаем от них в сфере ограничения токсичности выбросов от внедорожной техники. В этих странах уже давно действуют стандарты Stage II-III.
Сближение стандартов по регулированию вредных выхлопов между странами обусловлено не только стремительно развивающимися международными экономическими отношениями, но и необходимостью бороться за чистоту окружающей среды. Инструментом для сближения в данной сфере служат также международные конвенции. Например, как уже выше упоминалось, в ЕС нет специально разработанных ограничений для двигателей морских судов, тем не менее, они должны соответствовать требованиям Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов MARPOL, этому же документу соответствуют американские Tier. Набирающая обороты глобализация навряд ли приведет к разработке и принятию общемировых норм, поскольку переход на тот или иной стандарт требует существенных финансовых вложений в модернизацию производства, и не каждая страна или компания может себе это позволить.

Список различных типов автомобильных двигателей

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

Компоновка двигателя

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

Прямое или рядное расположение двигателя

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

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

Плоская компоновка двигателя

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

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

V-образная компоновка двигателя

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

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

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

Конфигурации цилиндров двигателя

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

Давайте взглянем на стандартные конфигурации двигателей, которые обычно используются.

Двухцилиндровый

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

Три цилиндра

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

Четырехцилиндровый двигатель

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

Пятицилиндровый

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

Шестицилиндровый двигатель

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

Восемь цилиндров и выше

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

Часто задаваемые вопросы

Какая компоновка двигателя самая экономичная?

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

Почему турбонагнетатели используются на уже мощных двигателях?

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

Сколько цилиндров у Bugatti Chiron?

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

Какие автомобили в Индии имеют двигатель V6?

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

Зачем покупать автомобиль с мощным двигателем?

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

Объяснение различных типов двигателей (с изображениями и PDF)

В этой статье вы узнаете, какие типы двигателей используются в автомобильной промышленности. А также вы можете скачать PDF-файл этой статьи в конце.

Что такое двигатель?

Двигатель — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую энергию. Тепловые двигатели, как и двигатели внутреннего сгорания, сжигают топливо внутри цилиндра двигателя.

С другой стороны, двигатели внешнего сгорания — это те тепловые двигатели, которые сжигают топливо вне цилиндра двигателя. Это паровые машины.

Энергия, вырабатываемая при сгорании топлива, передается пару, которая воздействует на поршень внутри цилиндра. В двигателях внутреннего сгорания при их работе запасается химическая энергия.

Тепловая энергия преобразуется в механическую за счет расширения газов на поршне, прикрепленном к коленчатому валу, который может вращаться.

Типы двигателей

В основном двигатели подразделяются на два типа: двигатели внутреннего сгорания и двигатели внешнего сгорания.

Двигатель внешнего сгорания №1

Как правило, это тепловой двигатель (также известный как паровой двигатель), вырабатывающий тепло путем сжигания топлива вне цилиндра двигателя. Этот двигатель использует дополнительное тепло для создания пара низкого давления, который затем используется в турбине для выработки электроэнергии. Поскольку здесь топливо сжигается вне двигателя, обычно используется твердое топливо.

Двигатель внутреннего сгорания №2

В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) топливо воспламеняется и сгорает внутри двигателя. Затем энергия сгорания частично преобразуется двигателем в работу. Примеры двигателей внутреннего сгорания включают двух- и четырехтактные бензиновые и дизельные двигатели.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) бывают разных типов, и для их классификации используются разные критерии.

Читайте также: Полный список деталей кузова автомобиля [названия и функции]

#1 Классификация по типам используемого топлива

В соответствии с типом используемого топлива двигатели подразделяются на три категории

1. Бензиновый двигатель (или бензиновый двигатель)
2. Дизельный двигатель
3. Газовый двигатель

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель работает на бензине. Бензин или бензин — это углеводород, состоящий из соединений водорода и углерода. Бензовоздушная смесь всасывается в цилиндр во время хода всасывания поршня. Правильная бензино-воздушная смесь получается из карбюратора.

Смесь сжимается во время такта сжатия, воспламеняется во время рабочего такта, а выхлопные газы выталкиваются во время такта выпуска. В верхней части цилиндра установлена ​​свеча зажигания, которая дает искру для воспламенения смеси.

Дизельный двигатель

В этих типах двигателей для работы используется дизельное топливо. Дизельное масло легкое, с низкой вязкостью и высоким цетановым числом. В дизельном двигателе только воздух всасывается в цилиндр во время такта всасывания и сжимается до высокого давления, а степень сжатия достигает 22:1. Его температура также повышается примерно на 1000°F.

Дизельное топливо впрыскивается форсункой в ​​конце такта сжатия, которая воспламеняется и горит из-за высокой температуры сжатого воздуха. Отдельной системы зажигания не требуется. Сгоревшие газы расширяются, толкая поршень вниз во время рабочего такта, и, наконец, газы выталкиваются во время такта выпуска.

Газовая турбина

Газовая турбина в основном состоит из двух секций — секции газификатора и силовой секции. Топливом, используемым в газовой турбине, может быть бензин, керосин или масло. Секция газификатора сжигает топливо в горелке и подает полученный газ в силовую секцию, где он вращает силовую турбину. Затем силовая турбина вращает колеса автомобиля через ряд шестерен.

Газификатор состоит из компрессора с ротором с рядом лопастей по внешнему краю. При вращении ротора воздух между лопастями перемещается и под действием центробежной силы выбрасывается в горелку. При этом давление воздуха в горелке повышается. Топливо впрыскивается в горелку, где оно сгорает и дополнительно повышает давление.

Вам также может понравиться: Что такое распределительный вал? Как это работает?

#2 Классификация по циклу работы

По циклу работы автомобильные двигатели могут быть трех типов:

1. Двигатель цикла Отто.
2. Двигатель дизельного цикла.
3. Двухтактный двигатель.

Цикл Отто или цикл постоянного объема

Цикл Отто или цикл постоянного объема. Этот цикл был введен в практическую форму немецким ученым Отто в 1876 году, хотя он был описан французским ученым Бодом Рошем в 1862 году. Двигатели, работающие по этому циклу, известны как двигатели с циклом Отто. Бензиновые двигатели работают по этому циклу.

I.C. двигатель не подвергается циклическому изменению, но здесь предполагается, что рабочим телом является чистый воздух, не подвергающийся никаким химическим изменениям. Воздух нагревается и охлаждается, чтобы пройти цикл. Также предполагается строгое соблюдение идеальной индикаторной диаграммы.

Идеальный цикл Отто состоит из следующих операций :

1-2 Адиабатическое сжатие. 2-3 Подвод тепла при постоянном объеме. 3-4 Адиабатическое расширение. 4 1 Отвод тепла при постоянном объеме.

Дизельный цикл или цикл постоянного давления

Дизельный цикл был введен доктором Рудольфом Дизелем в 1897 году. Двигатели, работающие по этому циклу, известны как дизельные двигатели. На рисунке показана p-v диаграмма цикла Дизеля.

Состоит из следующих операций:

1-2 Адиабатическое сжатие. 2-3 Подвод тепла при постоянном давлении 3-4 Адиабатическое расширение. 4-1 Отвод тепла при постоянном объеме

Цикл Дизеля отличается от цикла Отто в одном отношении. В дизельном цикле тепло добавляется при постоянном давлении, а не при постоянном объеме.

Источник изображения: https://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_cycle

Воздух сжимается в цилиндре на такте сжатия из точки 1 в точку 2. Теперь теплота подводится при постоянном давлении из точки 2 в точку 3, а затем воздух адиабатически расширяется из точки 3 в точку 4. Наконец, теплота отбрасывается при постоянном объеме от точки 4 до 1. Воздух возвращается в исходное состояние, и цикл завершается.

Двойной цикл (или двойной цикл сгорания)

В этих типах двигателей для сгорания топлива в дизельном двигателе отводится больше времени без отрицательного влияния на эффективность.

Топливо впрыскивается в цилиндр перед окончанием такта сжатия, так что сгорание происходит частично при постоянном объеме и частично при постоянном давлении. Такой цикл известен как двойной цикл. Фактически все дизельные двигатели работают по этому циклу. На рисунке показан двойной цикл на p-v диаграмме.

Он состоит из следующих операций.

1-2. Адиабатическое сжатие 2-3. Подвод тепла при постоянном объеме 3-4. Подвод тепла при постоянном давлении 4-5. Адиабатическое расширение 5-1. Отвод тепла при постоянном объеме.

Поскольку топливо впрыскивается в цилиндр до конца такта сжатия в двойном цикле, учитывается характеристика задержки воспламенения топлива.

Вы можете прочитать полную информацию по этим темам:

• Процессы двойного цикла сгорания с [диаграммой P-v и T-s]
• Четырехтактный дизельный двигатель и его работа [пояснено диаграммой P-v и T-s]
• Четырехтактный двигатель с искровым зажиганием с циклом Отто и [диаграммой P-v и T-s]

№3 Классификация по количеству тактов за цикл

По количеству тактов за цикл автомобильные двигатели классифицируются как

1. Четырехтактный двигатель.
2. Двухтактный двигатель.

Четырехтактный двигатель

Четырехтактный двигатель завершает цикл операций во время четырехтактного хода поршня, а именно: всасывание, сжатие, мощность и выпуск. Эти четыре такта требуют двух оборотов коленчатого вала. Таким образом, за каждые два оборота коленчатого вала происходит только один рабочий ход поршня.

Двухтактный двигатель

Двухтактный двигатель завершает цикл операций во время двухтактного хода поршня. Эти два такта требуют одного оборота коленчатого вала. Таким образом, за каждый оборот коленчатого вала происходит один рабочий ход поршня. Следовательно, двухтактный двигатель производит в два раза больше лошадиных сил, чем четырехтактный двигатель того же размера, работающий с той же скоростью.

В двухтактном двигателе такт впуска и сжатия, а также рабочий такт и выпускной такт в определенном смысле объединены. Двухтактные двигатели используются в мотоциклах, скутерах. Четырехтактные двигатели используются в автомобилях, грузовиках и автобусах.

Подробнее: Какова функция шатуна? Детали, типы и применение

#4 Классификация по типу зажигания

В зависимости от используемого типа зажигания современные автомобильные двигатели классифицируются в основном на две группы:

1. Двигатели с искровым зажиганием.
2. Двигатели с воспламенением от сжатия.

Двигатель с искровым зажиганием

В двигателе с искровым зажиганием в головке блока цилиндров установлена ​​свеча зажигания, которая дает электрическую искру в конце такта сжатия для воспламенения топлива. Бензиновые двигатели — это двигатели с искровым зажиганием.

Читайте также: Что такое система зажигания и 3 различных типа системы зажигания

Двигатель с воспламенением от сжатия

В этих типах двигателей топливо воспламеняется за счет тепла сжатого воздуха внутри цилиндра. В нем нет свечи зажигания, чтобы дать искру. Воздух сжимается в цилиндре во время такта сжатия относительно при более высоком давлении.

Степень сжатия также выше, чем у двигателя с искровым зажиганием. Топливо впрыскивается в конце такта сжатия , , который сгорает из-за тепла сжатого воздуха. Дизельные двигатели относятся к двигателям с воспламенением от сжатия. Двигатели с горячим зажиганием практически не используются.

Читайте также: Что такое карданный вал? Схема, детали, типы, функции [объяснение]

#5 Классификация по количеству и расположению цилиндров

Автомобильные двигатели могут иметь один, два, три, четыре, шесть, восемь, двенадцать и шестнадцать цилиндров. Одноцилиндровый двигатель используется в скутерах и мотоциклах. Двухцилиндровый двигатель используется в тракторах. Четырех- и шестицилиндровые двигатели используются в автомобилях, джипах, автобусах и грузовиках.

Грузовики и автобусы Comet оснащены шестицилиндровыми двигателями. Американские легковые автомобили имеют восьмицилиндровые двигатели. Двенадцати- и шестнадцатицилиндровые двигатели также используются в некоторых легковых автомобилях, автобусах, грузовиках и промышленных установках. Трехцилиндровый двигатель используется и в зарубежных переднеприводных автомобилях.

Цилиндры могут располагаться несколькими способами — вертикально, горизонтально, в ряд (в ряд), в два ряда или рядами, установленными под углом (V-образный), в два ряда друг против друга (плоский, или блин) или как спицы на колесе (радиальные).

Одноцилиндровый двигатель

Эти типы двигателей обычно используются для легких транспортных средств, таких как скутеры и мотоциклы. Максимальный объем одноцилиндрового двигателя ограничен примерно 250-300 куб.см. Для двигателя большего размера потребуются тяжелые двигатели из-за более высоких сил дисбаланса в одноцилиндровом двигателе.

В одном цилиндре один импульс мощности за два оборота коленчатого вала. Таким образом, из четырех ходов поршней мощность отдается за один ход, а в остальных ходах поршней мощность расходуется на преодоление сопротивления трения движущихся частей. Распределение крутящего момента во время цикла неравномерно, что приводит к грубой работе и вибрациям.

Поскольку имеется только один поршень и один шатун, которые совершают возвратно-поступательные движения без рабочих частей, уравновешивающих их вес, одноцилиндровый двигатель не имеет механического баланса. Однако двигатель в некоторой степени уравновешивается за счет использования противовеса, прикрепленного к коленчатому валу, а также за счет использования маховика, настолько тяжелого, что его импульс обеспечивает сравнительно устойчивое движение.

Колебания частоты вращения двигателя вызывают вибрацию даже в лучших конструкциях одноцилиндровых двигателей. Следовательно, цилиндровые двигатели нежелательны для использования в автомобилях.

Двухцилиндровый двигатель.

Двигатели этого типа используются в основном в тракторах. Они также используются в небольшом немецком автомобиле и автомобиле DAF из Голландии. Расположение цилиндров в двухцилиндровых двигателях может быть трех типов

• Рядное вертикальное
• V-образное
• Оппозитное

Трехцилиндровый двигатель

Трехцилиндровый двигатель используется на переднеприводный автомобиль, где дифференциал расположен между двигателем и трансмиссией. Три цилиндра расположены в ряд. Это двухтактный двигатель. Картер в этом двигателе служит камерой впуска и предварительного сжатия.

Каждый цилиндр имеет свою герметичную секцию картера. Так, коренные подшипники, поддерживающие коленчатый вал, герметизированного типа, поэтому картер разделен на три отдельных отсека, по одному на каждый цилиндр.

Четырехцилиндровый двигатель

Четырехцилиндровые двигатели в основном используются для обычных автомобилей. Полученный крутящий момент намного более равномерен, чем у двухцилиндрового двигателя, потому что получается два рабочих хода на один оборот.

Цилиндры четырехцилиндрового двигателя расположены по следующему типу:

• Рядный вертикальный тип
• V-образный тип
• Оппозитный тип

Шести- и восьмицилиндровый двигатель

Шести- и восьмицилиндровые двигатели обеспечивают гораздо более плавный крутящий момент и более высокую мощность. Цилиндры этих двигателей также расположены тремя способами: рядным, V и оппозитным, так же, как и в четырехцилиндровых двигателях. В линейке 6 почти повсеместно используются цилиндровые двигатели и двигатели V-8. Угол между рядами цилиндров в двигателях V-8 обычно сохраняется на уровне 90°.

Двигатели V-8 с меньшими V-образными углами выпускались также, но в них усложнен механизм работы клапанов. Двигатели V-6 имеют два трехцилиндровых ряда, расположенных под углом друг к другу. Коленчатый вал имеет только три кривошипа, при этом шатуны противоположных цилиндров в двух рядах прикреплены к одной и той же шатунной шейке. К каждой шатунной шейке прикреплены два шатуна.

Двигатель V-8 имеет два ряда по четыре цилиндра, расположенных под углом друг к другу. Коленчатые валы имеют четыре кривошипа с шатунами от противоположных цилиндров в два ряда, прикрепленных к одной шатунной шейке. Таким образом, к каждой шатунной шейке крепятся два шатуна, а к каждой шатунной шейке работают два поршня. Коленчатый вал обычно опирается на пять подшипников.

Читайте также: Что такое двигатель V8 (восьмицилиндровый двигатель) и как он работает?

Двенадцати- и шестнадцатицилиндровые двигатели.

Расположение цилиндров в двенадцати- и шестнадцатицилиндровых двигателях может быть следующих типов.

1. V-образный или блинчатый имеет два ряда цилиндров.
2. Тип W имеет три ряда цилиндров.
3. X-type имеет четыре ряда цилиндров.

Двигатели с двенадцатью и шестнадцатью цилиндрами используются в автомобилях, автобусах, грузовиках и промышленных установках. Единственным легковым автомобилем, выпускаемым в настоящее время с двенадцатицилиндровым двигателем, является «Феррари».

#6 Классификация по расположению клапанов

Автомобильные двигатели подразделяются на четыре категории в соответствии с расположением впускного и выпускного клапанов в различных положениях в головке блока цилиндров. Эти устройства обозначаются буквами «L», «T», «F» и «T». Легко запомнить слово «LIFT», чтобы вспомнить четырехклапанные устройства. Двутавровая головка чаще всего используется в автомобильных двигателях.

Двигатель с двутавровой головкой

В двигателе с двутавровой головкой или верхним расположением клапанов клапаны расположены в головке блока цилиндров. Рядные двигатели обычно имеют клапаны в один ряд. Двигатели V-8 могут иметь клапаны в одинарном или двойном ряду в каждом ряду. Независимо от расположения, один распределительный вал приводит в действие все клапаны.

Читайте также: Клапаны двигателя: Типы клапанов двигателя, их принцип работы и клапанный механизм

Двигатель с Г-образной головкой

В Г-образной конфигурации впускные и выпускные клапаны расположены рядом и приводятся в действие одним распределительным валом. Камера сгорания и цилиндр перевернутой буквы L. Все клапаны двигателя расположены в одну линию, кроме двигателей V-8 с Г-образной головкой, которые расположены в две линии.

В двигателях с Г-образной головкой клапанные механизмы находятся в блоке, поэтому головка блока цилиндров может быть легко снята при необходимости капитального ремонта двигателя. Хотя двигатель с L-образной головкой прочен и надежен, он не особенно приспособлен к более высокой степени сжатия.

Двигатель с I-образным расположением клапанов лучше приспособлен к высокой степени сжатия. В двигателе с I-образной головкой объем зазора может быть уменьшен в большей степени, чем в двигателе с L-образной головкой. В некоторых двигателях с двутавровой головкой в ​​головках поршней есть карманы, в которые может перемещаться клапан, когда они открыты с поршнем в ВМТ.

Двигатель с F-образной головкой

Этот двигатель сочетает в себе двигатели с L-образной и I-образной головкой, в которых один клапан, обычно впускной, находится в головке, а выпускной — в блоке цилиндров. Оба комплекта приводятся от одного и того же распределительного вала.

Двигатель с Т-образной головкой

Двигатель с Т-образной головкой имеет впускные клапаны с одной стороны и выпускные клапаны с другой стороны цилиндра. Таким образом, для их работы требуется два распределительных вала.

Читайте также: Камера сгорания: Типы камеры сгорания и ГБЦ

#7 Классификация по типу охлаждения

По способу охлаждения автомобильные двигатели делятся в основном на две категории:

1. С воздушным охлаждением двигатели.
2. Двигатели с водяным охлаждением.

Двигатели с воздушным охлаждением

Двигатели с воздушным охлаждением используются в мотоциклах и скутерах. В двигателях с воздушным охлаждением гильзы цилиндров обычно разделены и снабжены металлическими ребрами, которые дают большую излучающую поверхность для увеличения скорости охлаждения.

Многие двигатели с воздушным охлаждением имеют металлические кожухи, направляющие поток воздуха вокруг цилиндров для улучшения охлаждения. Так как эти двигатели не используют воду, устраняется проблема обслуживания в холодную погоду.

Читайте также: Типы систем охлаждения в автомобильных двигателях (двигатель внутреннего сгорания)

Двигатели с водяным охлаждением

Эти типы двигателей используются в автобусах, грузовиках, автомобилях и других четырехколесных транспортных средствах большой грузоподъемности. В этих двигателях используется вода с добавлением антифриза в качестве охлаждающей среды.

Вода рассчитывается через водяные рубашки вокруг каждой из камер сгорания, цилиндров, седел клапанов и стержней клапанов. Пройдя через кожухи двигателя в блоке цилиндров и головке блока цилиндров, вода проходит через радиатор, где охлаждается воздухом, всасываемым через радиатор.

Двигатели с испарительным охлаждением практически не используются.

Читайте также: Что такое система воздушного охлаждения и как она работает в автомобиле

#8 Классификация по расположению цилиндров

Рядный двигатель

Изображение: wikipedia.org

Проще говоря, у рядного двигателя все цилиндры расположены прямо линия. Это поршневой двигатель, состоящий из рядов цилиндров, причем каждый ряд имеет любое количество цилиндров, хотя редко бывает больше шести.

В этом двигателе коленчатый вал и цилиндры расположены по прямой линии. По сравнению с ним рядный двигатель дешевле. Из-за небольшого размера эти двигатели легкие.

V-образный двигатель

V-образный двигатель имеет цилиндры, расположенные в два равных ряда или, другими словами, V-образно. Этот тип часто используется, потому что он занимает меньше места и может поместиться в большинстве автомобилей.

В этом двигателе коленчатый вал и цилиндры расположены под углом. В V-образных двигателях больше деталей, чем в рядных, что делает их более дорогими. Кроме того, они выше плоского двигателя.

Радиальный двигатель

Изображение: toni-clark-shop.com

Это тип поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором цилиндры выступают из центрального картера, как спицы в колесе. Его называют «звездным» двигателем, потому что он напоминает стилизованную звезду, если смотреть спереди.

В целом радиальные двигатели более надежны. Это связано с тем, что у него более короткий коленчатый вал, более простая конструкция и меньше вибрации. Прежде чем газотурбинный двигатель станет доминирующим вариантом, его часто используют для авиационных двигателей.

Двигатель с оппозитными поршнями

Изображение: hybrid-engine-hope.com

Двигатель с оппозитными поршнями — это поршневой двигатель без головки блока цилиндров, в котором поршни расположены на обоих концах каждого цилиндра. В этом двигателе цилиндры расположены под углом 180°, как у V-образного двигателя, но с углом 180°.

Крупномасштабные приложения, такие как корабли, военные танки и заводы, традиционно использовали бензиновые и дизельные двигатели с оппозитными поршнями.

Горизонтальный двигатель

Изображение: cdn.shopify.com

Вместо V-образного движения, как у двигателей V-6 или V-8, цилиндры горизонтального двигателя движутся горизонтально относительно земли. В этом двигателе цилиндры расположены по обе стороны от центрального коленчатого вала. Эти двигатели также известны как плоские двигатели. Это отличается от двигателей с оппозитными поршнями, в которых два поршня разделяют центральную камеру сгорания в каждом цилиндре.

Двигатель W-типа

В двигателях W-типа цилиндры расположены в три ряда так, что расположение цилиндров имеет W-образную форму. Двигатель W имеет три или четыре группы цилиндров, соединенных с одним или двумя коленчатыми валами, в отличие от двигателя V.