Как работает двигатель в 8: Принцип работы двигателя V8: Видео

Принцип работы двигателя V8: Видео

Пример работы двигателя V8 на пластиковой модели

Сегодня мы разберемся как работает двигатель V8, от основ, до деталей, на примере 3D-отпечатанного пластикового мотора, копии двигателя Chevrolet Camaro LS3.

 

Первое, о чем хотелось бы сказать – двигатель получил свое названием из-за 90-градусного развала цилиндров относительно коленчатого вала. В данном случае, угол между поршнями такого силового агрегата соответствует прямому, хотя на самом деле он может быть любым.

 

Цилиндро-поршневая группа

Количество цилиндров – 8. Счет рабочих цилиндров начинается с переднего правого и идет таким образом:

 

Смотрите также: Принцип работы сцепления для новичков: Видео

 

Двигатель V8 работает на основе базовых принципов обычного бензинового четырехтактного силового агрегата, со стандартным набором тактов: Впуск (бензин и воздух смешивается в цилиндрах)

, Сжатие (происходит сжатие смеси до давления степени сжатия, происходит зажигание свечей), Рабочий ход (движение поршня в сторону нижней мёртвой точки под давлением горячих газов, передаваемого поршнем через шатун коленчатому валу), Выпуск (отработавшая смесь выводится из цилиндров). 55 секунда видео.

 

Далее цикл повторяется. В двигателях V8 эти циклы проходят в восьми разных цилиндрах, в разное время работы мотора. Для мотора LS3, зажигание происходит по следующему порядку: 1-8-7-2-6-5-4-3. Важная деталь: каждый цилиндр активируется при каждом обороте коленчатого вала на 90-градусов, что означает, в каждое мгновение два цилиндра в работающем двигателе совершают Рабочий ход.

 

Обычный четырёхцилиндровый мотор будет совершать в два раза меньше работы, только одним цилиндром, что делает работу последнего не такой гладкой, как мотора V8.

 

Газораспределительный механизм

Клапанный механизм. Впуск воздуха происходит из верхней части двигателя, сбоку крышки цилиндра. С противоположенной стороны через схожие отверстия в крышки цилиндров происходит удаление отработавших газов из цилиндров.

 

Как видно, в крышке цилиндров стоят по два клапана (один-впускной, одни-выпускной). В данном двигателе – больший клапан – впускной, меньшие – выпускной. Клапаны приводятся в движение двумя распределительными валами, проложенными по центру крышек цилиндров. Принцип работы показан на 2:16 минуте видео.

 

На каждые два оборота коленчатого вала, распределительный вал делает один оборот.

 

Работа коленвала продемонстрирована на модели на 3 минуте видео. Обратите внимание, что на одну шатунную шейку коленвала, через шатунные подшипники установлено по два шатуна поршней. Также в видео акцентируется внимание на противовесах коленчатого вала и их форме, балансирующую систему от центробежных сил и инерции (3.30 минута видео). Помимо этого, в ролике говорится о том, что данный мотор, как и многие другие V8, имеет крестообразный коленчатый вал, который крайне выгодно сбалансирован по так называемым вторичным вибрациям, имеет компактную компоновку и очень выносливую основу.

 

И вообще, двигатели V8 отличаются крайне сбалансированной работой.

 

В минусы записывают: высокий центр тяжести, относительную сложность конструкции, больший вес.

 

Как работает двигатель V8?

Двигатель V8 получил свое название благодаря наличию блока цилиндров в форме буквы «V». Конструкция V8 подразумевает четыре цилиндра на одной стороне и 4 на другой. При этом все 8 поршней работают на одном коленвале и расположены друг напротив друга.

V8 известен как восьмицилиндровый двигатель. Такие восьмицилиндровые двигатели имеют V-образную или вертикальную прямую установку цилиндров.

Свое название двигатель V8 получил благодаря наличию блока цилиндров в форме буквы «V» и восьми цилиндров. При этом два цилиндра работают от одного кривошипа, поскольку это обеспечивает более быстрое ускорение.

Итак, как же все-таки работает двигатель V8?

V8 работает аналогично обычному рядному 4-цилиндровому двигателю. Он имеет 4-тактную систему впуска, сжатия, мощности и выхлопа, то есть 4 такта на цилиндр, что в общей сложности означает 32 такта. И если в рядном 4-цилиндровом двигателе за один оборот коленчатого вала срабатывает только один цилиндр, то в V8 при каждом повороте на 90 градусов в цилиндре происходит сгорание, что означает 2-цилиндровый огонь за один оборот коленчатого вала. Это гарантирует более плавную подачу энергии по сравнению со 4-цилиндровом силовом агрегате.

При этом разница в линейном двигателе и V-образном заключается в том, что их производителям необходимо было сбалансировать двигатель и поддерживать его центр тяжести.

Когда один поршень V8 достигает своей вершины, противовес находится прямо напротив него и уравновешивает усилие, а когда он поворачивается еще на 90 градусов, он уравновешивает другой поршень, подключенный к нему. При еще одном повороте на 90 градусов первый поршень достигает дна, а противовес уравновешивает нисходящее усилие с восходящим усилием, это повторяется для второго поршня.

Как работают цилиндры в V8?

В начале, поршень втягивает воздух и топливо по мере его движения вниз.

Затем он сжимает этот воздух и топливо и поршень движется вверх.

Далее свечи зажигания поджигают топливовоздушную смесь и нагнетают поршень вниз.

В конце поршень на обратном пути выталкивает выхлопные газы, прежде чем цикл повторяется.

Преимущества двигателей V8

Они производят больше энергии.

Они компактны для больших двигателей с большим рабочим объемом.

Создают мало вибрации.

Имеют более высокий центр тяжести по сравнению с другими двигателями.

Недостатки двигателей V8

Они достаточно сложны в производстве, поскольку включают в себя две отдельные головки цилиндров.

По сути V8 — это двигатели для автомобилей с высокими эксплуатационными характеристиками, поскольку они более надежны по сравнению с линейными двигателями и занимают мало места для такого количества цилиндров.

В чем разница между V8 и V6?

Двигатели V8 предлагают больше мощности, но и потребляет больше топлива. Если вы не определились с выбором, вам понадобится базовое понимание того, как работают двигатели внутреннего сгорания:

Технологические инновации привели к новым разработкам, таким как турбо, и это позволило создать мощные четырехцилиндровые двигатели и двигатели V6. Эти двигатели дешевле, чем V8 и позволяют автолюбителям наслаждаться как мощностью, так и топливной экономичностью, что крайне важно для городских дорог.

Ключевые различия между двигателем V6 и V8

Энергетические

Камеры внутреннего сгорания используют смесь воздуха и топлива для работы двигателя. Внутри камер сгорания находятся поршни, которые движутся вверх и вниз при воспламенении топливно-воздушной смеси. Это приводит в движение коленчатый вал и колесные оси.

Двигатель V6 имеет шесть цилиндров, а V8 — восемь цилиндров. Это означает, что V8 производит больше энергии. Мощность означает, что автомобиль ускоряется с большей скоростью. Также V8 имеет дополнительное преимущество: цилиндры расположены под перпендикулярным углом, да и мощность питания более плавная в V8.

Экономия топлива

Из-за наличия дополнительных цилиндров в V8 — он потребляет больше топлива, чем V6. Если вы хотели бы просто иногда ездить по городу, брать V8 было бы неэкономично. V8 также будет дороже, чем V6. Поэтому если вы хотите купить автомобиль с меньшими затратами на техобслуживание, то V6 лучше, но если вам нужна именно мощность, смело берите V8.

Четырехцилиндровый двигатель

Раньше четырехцилиндровый двигатель был наиболее распространенным и является предшественником двигателя V6. Это компактная система, которая подходит для большинства автомобилей, а благодаря своей легкой конструкции, он гарантирует плавную езду. С такими двигателями легче работать, потому что головки цилиндров являются самой высокой точкой для поршней.

Причина, по которой они широко используются, связана с низкими производственными затратами. К недостаткам относится невозможность установки больших цилиндров, таких как 2,5 или 3,0 литра, что ограничивает производительность, а также более высокий центр тяжести и жесткая компоновка по сравнению с V6 и V8.

Двигатель V6

Двигатель V6 компактный и жесткий. Он предлагает большую мощность, чем обычные двигатели, и использовался во многих передне-, задне- и полноприводных автомобилях.

Недостатком V6 является то, что использование двух распредвалов для SOHC и четырех для DOHC делает автомобиль в целом тяжелее.

Примечание: большинство компаний резко повысили производительность четырехцилиндровых двигателей, внедрив турбонагнетатель. Это дает автомобилю большую мощность, позволяя при этом экономить топливо. Турбонагнетатель работает, добавляя больше воздуха в камеры сгорания, и это приводит к более высокому КПД.

Двигатель V8

Этот двигатель самый используемый в большинстве мощных автомобилей. Упаковка V8 не займет много времени, но в итоге вы получите хороший баланс, который будет зависеть от типа коленчатого вала — поперечного или плоского. При этом жесткая конструкция V8 предлагает более высокое смещение.

Тем не менее, V8 имеет свое недостатки, такие больший вес, чем V6, и более высокий центр тяжести, чем плоские двигатели. Также на обслуживание V8 выше затраты по причине увеличенного трения в движущихся частях.

Большинство автомобилей с двигателем V8 работают на переднем или полном приводе, в отличие от V6 и четырехцилиндровых двигателей, которые могут быть установлены на большинство автомобилей. К тому же V6 гарантирует большее смещение, чем четырехцилиндровый и когда-то даже был предпочтительным двигателем для автомобилей Формулы 1.

История двигателей внутреннего сгорания

До 19 века самый распространенный тип двигателей был паровым. Ситуация изменилась в 1950-х годах, когда в качестве источника энергии начали использовать горючее топливо.

Исследователи экспериментировали с различными химическими соединениями, такими как водород и уголь, но это не привело ник чему. Впервые люди увидели полностью собранный двигатель внутреннего сгорания в 1876 году. Николаус Отто создал двигатель Отто, который был переработан и получил свой современный вид, соответствующий тому, что мы видим сегодня.

Остов двигателя обычно изготавливается из алюминиевого или чугунного блока. Внутри расположены

цилиндры в один или два ряда. Внутри двигателя сделаны проходы для воды, которые используются для рассеивания энергии из блока и охлаждения. Движение в двигателе происходит из-за давления, создаваемого воспламенением воздушно-топливной смеси.

Поршневые кольца предотвращают утечку газов и масла в картер, а распределительный вал удерживает впускной и выпускной клапаны. При этом выхлопная система выводит выхлопные газы через выхлопную трубу в атмосферу. Если в камере сгорания возникают проблемы, вы можете заметить белый или черный дым из выхлопных газов.

Заключение

Когда дело доходит до выбора между V6 или V8, определяющими факторами должны быть ваш бюджет, личные предпочтения и частота использование автомобиля. Если вы собираетесь каждый день ездить на своем автомобиле и использовать его для движения по городу, то разумнее приобрести двигатель V6. Как уже говорилось V6 может быть установлен на большинство автомобилей, в то время как V8 используется в основном на автомобилях с постоянным или автоматически подключаемым полным приводом.

Двигатели V6 и V8 на современных моделях Тойота

Компактные V-образные двигатели используются в крупных моделях Toyota. Здесь не хватает мощности четырех цилиндров рядного мотора. Даже стандартные 2,5 литра на Toyota Camry дают всего 181 л. с. — неплохо, но два дополнительных цилиндра подарят автовладельцу еще 1 литр объема и бесценные 68 лошадей сверху. На дороге этот аппарат будет вне конкуренции, рядные собратья не дают и половины ощущений от поездки.

Увеличивать длину стандартного двигателя не пришлось: V-образные моторы разработаны и запатентованы еще в 1889 году, инженерам Тойота осталось создать свои двигатели V6 и V8, доработать их, избавиться от вибрации. Силовая установка компактно размещается под капотом, дарит водителю в полтора раза больше мощности. При регулярном и внимательном обслуживании двигатели V6 и V8 Toyota работают без проблем и подтверждают общее мнение о «неубиваемости» японских моторов.

Модели Toyota с двигателями V6 и V8

Первый автомобиль в современной линейке моделей, который обзавелся таким аппаратом — Toyota Camry. Седан бизнес-класса выглядит солидно, едет мощно и уверенно. Дополнительные лошадиные силы позволяют резко маневрировать, избегать сложных ситуаций, моментально перестраиваться. V-образная «шестерка» предлагается в двух топовых комплектациях — «Элеганс Драйв» и «Люкс».

Такой же аппарат устанавливается на Highlander и разгоняет этот массивный кроссовер до 100 км/ч всего за 8,7 секунды. Совместно с подключаемым полным приводом и автоматической КПП двигатель делает Хайлендер одним из лучших предложений производителя по управляемости. Престижный минивэн Alphard разработчики тоже решили оснастить мотором 2GR-FE…

Land Cruiser Prado получил улучшенную версию — четырехлитровый бензиновый двигатель, который по сравнению со вторым вариантом (дизель, 2,8 л) выдает почти вдвое большую мощность. Флагманская модель Land Cruiser 200 может похвастаться самыми объемными и мощными силовыми аппаратами V8: бензиновым (4,6 л) и дизельным (4,5 л). На сегодняшний день это максимальные параметры Toyota для линейки автомобилей общего назначения.

Обслуживание V-образных двигателей в официальном дилерском центре

Конструкция представляет собой два ряда цилиндров, которые расположены под углом друг к другу. Шатуны парных поршней крепятся на одной шейке коленчатого вала и одновременно выполняют ход в разных фазах. В Тойота V6 все выглядит даже сложнее, работает более непривычно: движения V8 хоть немного напоминают сдвоенный рядный четырехцилиндровый двигатель.

Техобслуживание и ремонт таких моторов требуют специального опыта — лучше всех в них разбираются механики автосервисов в официальных дилерских центрах. Здесь персонал регулярно проходит обучение, ремонтники в курсе последних нововведений, способов диагностики и ремонта. Обслуживание происходит по четкой схеме, никаких действий «наобум» — только грамотный подход к сложному устройству.

Автор текста «Тойота Измайлово«

Как работает двигатель?

Важно ли понимать устройство двигателя для обычного пользователя автомобиля? Это как минимум необходимо для правильной эксплуатации мотора. Например, знаете ли вы про 9-цилиндровый мотор БМВ или что такое объем двигателя? За пять минут расскажем просто обо всем важном.

Виды моторов

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой достаточно сложную конструкцию. Существуют двух- и четырехтактные двигатели. Наиболее распространены 4-тактные моторы в автомобилях и мотоциклах. Двухтактники также могут применяться в транспорте, но чаще их используют для некоторых видов водных и даже воздушных судов. Двухтактные моторы устанавливают в мотокосах, бензопилах и прочем строительном бензоинструменте.

Конструкторы успели придумать такое множество агрегатов, попадающих под определение ДВС. Мы будем рассматривать наиболее привычные варианты. Рассмотрим 4-тактный мотор. Чтобы понять порядок и принципы его работы, разберемся, из чего он состоит:

• цилиндры, в которых располагаются поршни;
• коленчатый вал;
• газораспределительный механизм.

К этому добавим системы зажигания, подачи топлива и отвода отработанных газов, а также смазки и охлаждения двигателя.

Основные подходы к классификации силовых установок:

1. По количеству цилиндров.
2. По расположению цилиндров.
3. По виду топлива.

1. Цилиндров чаще всего бывает от одного до шести. Более мощные автомобили могут использовать, например, 8, 12 или 16 цилиндров.

2. В рядном двигателе цилиндры на коленчатом валу располагаются один за другим в ряд. Увеличить мощность двигателя без существенного изменения размеров можно путем удвоения количества цилиндров. При этом один ряд поршней располагается относительно второго ряда под углом 90 градусов. Такой тип двигателя называется V-образным. Существует еще и оппозитный тип мотора, когда два ряда поршней располагаются под углом 180 градусов. Такие двигатели, например, применяются в автомобилях Subaru. За счет особенностей расположения цилиндров автомобиль получает более низкий центр тяжести и вибрацию при работе, а также минимальную высоту капота.

3. ДВС может работать на бензине и дизтопливе. Отличие заключается в том, что в бензиновом моторе топливо подается смешанное с воздухом и зажигается с помощью искры от свечи. У дизельного мотора топливо и воздух подаются раздельно, воспламенение происходит от высокой температуры сжатого газа. Вместо бензина в двигателе со смешанным топливом может использоваться газ, например, метан.

В одной модели автомобиля часто используется целая линейка двигателей с разными характеристиками на выбор покупателя. Например, в популярной BMW 5-й серии (Е60) может использоваться рядный 4-цилиндровый дизельный двигатель (M47), рядный 6-цилиндровый турбодизель (М57) или мощный 10-цилиндровый бензиновый V-образник (S85).

А вот 9-цилиндровый двигатель БМВ ставили на самолеты, и располагались цилиндры относительно друг друга в виде звезды.

Порядок работы двигателя

Вернемся к двух- и четырехтактным двигателям. Конструкции двухтактных моторов могут сильно различаться и быть как проще, так и намного сложнее четырехтактных собратьев. За счет меньшего количества оборотов мощность двухтактников выше, но экономичность хуже. Маленькие по размерам и мощности моторы не требуют сложной системы охлаждения, масло для смазки добавляется непосредственно с топливом в камеру сгорания.

Один такт – это движение поршня внутри цилиндра вверх или вниз. Работа 4-тактного мотора состоит из:

• впуска;
• сжатия;
• рабочего хода;
• выпуска.

У двухтактной силовой установки впуск происходит во время сжатия (первый такт), а рабочий ход совмещен с выпуском отработанных газов (второй такт).

Теперь подробнее о четырехтактном процессе.

В цилиндре находится поршень, который с помощью шатуна крепится к коленвалу. Сверху цилиндра находятся впускные и выпускные клапаны, а также свеча. Внутренний объем всех цилиндров составляет так называемый объем двигателя.

Поршень может находиться в верхней точке цилиндра (верхняя мертвая точка), нижней (нижняя мертвая точка) или перемещаться между ними.

В первом такте открывается впускной клапан и поршень опускается. Таким образом, цилиндр наполняется либо смесью топлива и воздуха, либо только воздухом (для дизельного мотора).

Во втором такте поршень идет вверх, сжимая содержимое и параллельно увеличивая его давление и температуру. В конце такта свеча зажигания создает искру, в результате чего происходит детонация топливной смеси в бензиновом двигателе. В дизельном же свеча не используется, а топливо подается в последний момент такта, которое возгорается за счет высокого давления и температуры воздуха.

В третьем и основном такте работы мотора высвобождаемая от взрыва энергия двигает поршень вниз. Именно в этот момент создается сила, которая заставляет коленчатый вал вращаться, а от него вращается и маховик двигателя.

На четвертом такте поршень поднимается к верхней мертвой точке при открытом выпускном клапане. При этом удаляются отработанные газы. Далее цикл из четырех тактов повторяется.

Если в двигателе используется несколько цилиндров, движение их поршней управляется газораспределительным механизмом таким образом, чтобы цилиндры одновременно находились на разных тактах. Систем управления газораспределением существует несколько − от механических распредвалов до электронных процессоров.

Все движимые детали обязательно должны охлаждаться и смазываться. Температура в момент детонации достигает нескольких тысяч градусов. Охлаждение, как правило, производится с помощью жидкости, которая отбирает тепло у деталей двигателя. Далее жидкость сама должна охладиться и снова вернуться в мотор. Превышение допустимых температур может привести к практически моментальному разрушению силовой установки.

В легковых автомобилях количество оборотов коленвала может достигать восьми тысяч в минуту. Для минимизации механического износа система смазки должна работать идеально. Поэтому важно следить за уровнем моторного масла и работоспособностью масляного насоса. Системы смазки и охлаждения могут страдать из-за загрязнения, что ведет к сужению или перекрытию каналов движения жидкостей.

Особенности работы двигателя нового Chevrolet Tahoe, система отключения половины двигателя

Chevrolet Tahoe остается сегодня одним из немногих «настоящих» американских автомобилей, верным традициям рамной конструкции кузова и двигателю большого объема. Такой двигатель в любой момент и на любой скорости готов к ускорению и безопасному маневрированию. Благодаря огромному крутящему моменту, старт с места и дополнительный разгон на скоростях выше 100 км/час происходят моментально, с захватывающей дух динамикой.

Оборотной стороной универсальности и запаса мощности является расход топлива. И здесь Шевроле Тахо (2015 год выпуска) предлагает великолепное инженерное решение, позволяющее его владельцам иметь под капотом практически два двигателя разного объема — 6.2 или 3.1 литра.

Отключение половины двигателя по технологии AFM

Не случайно технология, которая сегодня называется Active Fuel Management, первоначально была разработана под как «Displacement on Demand» — «рабочий объем двигателя по требованию». Эта технология является эксклюзивной разработкой General Motors. Идея ее заключается в том, что отключается половина двигателя (цилиндры 1, 4, 6 и 7 для V8) и 6-литровый двигатель превращается в 3-литровый, позволяя экономить до 15% топлива.

Обратное включение происходит также мгновенно, чтобы не было никаких неудобств при маневрировании или перестроениях. Таким образом, вместо того, чтобы делать двигатели маленького рабочего объема с высокими оборотами и «выжимать» из них повышенные мощностные характеристики, Tahoe пошел по пути революционного совершенствования проверенной конструкции. В результате не только понижен расход топлива и уменьшены выбросы вредных веществ в атмосферу, но и увеличивается ресурс двигателя и его неприхотливость к качеству бензина.

Технология «Displacement on Demand» родилась первоначально как ответ на запрос о безопасности. В отдаленных районах пустынь Техаса и других южных штатов Америки есть дороги, проходящие сотни километров без населенных пунктов. В таких местах потеря охлаждающей жидкости двигателя (в результате поломки или ДТП) опасна в прямом смысле этого слова. Большой же двигатель, с использованием Active Fuel Management позволял включить специальный экономичный режим, при этом отключенные цилиндры работали на дополнительное охлаждение силового агрегата.

Сегодня технология Active Fuel Management является основой великолепных показателей топливной экономичности Chevrolet Tahoe без каких-либо компромиссов по мощности или динамике. Широкое распространение на автомобилях GM она получила только в последние годы благодаря развитию прецизионных технических решений элементов двигателя и появлению быстродействующих компьютеров.

Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы

Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?

С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.

Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.

История развития рынка водородных двигателей

Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.

Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.

В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.

В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.

Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].

Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.

В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.

В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.

Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.

Toyota Mirai 2016 года выпуска

Как работает водородный двигатель?

На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.

Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.

Схема работы водородного двигателя

По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.

Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai

Где применяют водородное топливо?

• В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
• В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
• В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
• В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
• На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
• Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
• В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
• В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.

Плюсы водородного двигателя

• Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
• Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
• Бесшумная работа двигателя;
• Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
• Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.

Минусы водородного двигателя

• Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
• Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
• Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
• Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.

Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв. Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили

Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.

Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.

Водородный транспорт в России

В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.

В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.

Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.

Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».

В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.

Перспективы технологии

Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.

Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.

С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.

Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.

Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.

Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].

Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:

1. Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
2. Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
3. Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.

Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.

Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.

Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс.

Обрати внимание!

Двигатель внутреннего сгорания — распространённый вид теплового двигателя, который работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или горючем газе.

 

Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень \( 3\), соединённый при помощи шатуна \(4\) с коленчатым валом \(5\).

 

Два клапана, впускной \(1\) и выпускной \(2\), при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты.

1. клапан для подачи горючей смеси;
2. клапан для удаления отработанных газов;
3. цилиндр;
4. шатун;
5. коленчатый вал;
6. свеча для воспламенения горючих газов в цилиндре 3.

 

Рис. \(1\). Устройство двигателя

 

Ход поршня — расстояние между мёртвыми точками, крайними положениями поршня в цилиндре.

 

Такие двигатели называют четырёхтактными, т.к. рабочий цикл происходит за четыре хода или такта: впуск (а), сжатие (б), рабочий ход (в) и выпуск (г).

 

 

Рис. \(2\). Процесс работы двигателя

 

1 такт (впуск) — при такте впуска поршень от верхней мёртвой точки перемещается к нижней мёртвой точке. Цилиндр заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Т.е. поршень всасывает горючую смесь.

 

 

2 такт (сжатие) — при такте сжатия поршень от нижней мёртвой точки перемещается к верхней мёртвой точке. Поршень движется вверх. Оба клапана плотно закрыты, и поэтому рабочая смесь сжимается. При сжатии температура смеси и давление повышаются. 

 

3 такт (рабочий ход) —  рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода сгорающая смесь начинает активно расширяться. А т.к. впускной и выпускной клапаны всё ещё закрыты, то расширяющимся газам остаётся только один единственный выход — давить на подвижный поршень. Поршень под действием этого давления начинает перемещаться к нижней мёртвой точке, создаётся крутящий момент. 

 

 

4 такт (выпуск) — при движении поршня от нижней мёртвой точки к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан (впускной всё ещё закрыт), и отработавшие газы с огромной скоростью выбрасываются из цилиндра двигателя.

 

 

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, всё повторяется.

Для того чтобы вращение вала было более равномерным, двигатель обычно делают многоцилиндровым: 2-, 3-, 4-, 6-, 8-цилиндровым и т.д.

Источники:

Рис. 1, 2 © Якласс
http://webmyoffice.ru/media/files/99/dvigatel-moto-2.jpg

http://usauto.ucoz.ru/news/bilet_6/2011-04-26-4

http://autooboz.info/wp-content/uploads/2007/09/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-3.jpg

Как работает двигатель V-8?

Двигатели V-8 — один из наиболее распространенных типов двигателей во всей автомобильной промышленности, особенно когда целью является выработка большой мощности с плавной подачей.

Итак, как работает такой двигатель? Джейсон Фенске из Engineering Explained здесь, чтобы пролить свет на то, как работает двигатель V-8. В частности, он использует популярный 6,2-литровый V-8 от General Motors LS3, который используется в Corvette шестого поколения и Camaro пятого поколения.

Прежде всего, V-8 работает как любой другой четырехтактный двигатель с бензиновым двигателем. Цилиндр втягивает воздух и топливо, сжимает воздух и топливо, свеча зажигания воспламеняет смесь, создавая мощность и заставляя поршень опускаться, и, наконец, поршень выталкивает выхлопные газы, когда он движется обратно вверх. Цикл происходит в восьми различных цилиндрах в разное время, и цикл распространяется по цилиндрам для плавной подачи мощности. В LS3 V-8 порядок включения — 1-8-7-2-6-5-4-3, в котором цилиндр срабатывает на каждые 90 градусов вращения коленчатого вала.

Далее мы переходим к распределителю клапанов. Всасываемый воздух поступает из верхней части двигателя в боковые стороны головки блока цилиндров, а выхлопные газы проходят через выпускные клапаны на стороне головки блока цилиндров. Сама головка блока цилиндров включает единственный впускной клапан и единственный выпускной клапан. На видео мы видим больший клапан на впуске и меньший клапан на выпуске. Поскольку мы рассматриваем двигатель Chevrolet V-8, в нем присутствуют толкатели. Толкатели активируют коромысла, открывающие клапаны.Альтернативой является конструкция верхнего кулачка с цепным приводом, которую в GM вы теперь найдете в новейшем двигателе V-8 Cadillac.

Что касается толкателей, они работают через выступы распределительного вала, которые активируют толкатели, открывая соответствующий клапан при его повороте. Теперь распределительный вал, который управляет клапанами, соединен с коленчатым валом. На каждые два оборота коленчатого вала распредвал поворачивается один раз, и Джейсон снимает масляный поддон, чтобы показать, как работает коленчатый вал. К кривошипу добавляются грузы для уравновешивания двигателя, а шатуны соединяют кривошип с поршнями.

Итак, когда поршень достигает верхней части цилиндра, противовес располагается прямо напротив него, чтобы уравновесить силу. А еще при 90 градусах он нейтрализует силу другого поршня. Когда поршень возвращается в нижнюю часть, вес противодействует всей направленной вниз силе направленной вверх. Хотя это звучит сложно, на самом деле весь процесс представляет собой простой способ создать плавный двигатель без особых вибраций.

Вот как работает двигатель вашего автомобиля

Для большинства людей автомобиль — это вещь, которую они заправляют бензином, который перемещает их из точки А в точку Б.Но задумывались ли вы когда-нибудь: как на самом деле так делает ? Что заставляет его двигаться? Если вы еще не выбрали электромобиль в качестве повседневного водителя, магия в том, как сводится к двигателю внутреннего сгорания — той штуке, которая шумит под капотом. Но как именно работает двигатель?

В частности, двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем в том смысле, что он преобразует энергию тепла горящего бензина в механическую работу или крутящий момент. Этот крутящий момент применяется к колесам, чтобы заставить машину двигаться.И если вы не управляете старинным двухтактным Saab (который звучит как старая бензопила и изрыгает масляный дым из выхлопных газов), ваш двигатель работает по одним и тем же основным принципам, независимо от того, управляете ли вы Ford или Ferrari.

Двигатели имеют поршни, которые перемещаются вверх и вниз внутри металлических трубок, называемых цилиндрами. Представьте, что вы едете на велосипеде: ваши ноги двигаются вверх и вниз, чтобы крутить педали. Поршни соединены стержнями (они как ваши голени) с коленчатым валом, и они перемещаются вверх и вниз, чтобы вращать коленчатый вал двигателя, так же, как ваши ноги вращают велосипед, который, в свою очередь, приводит в действие ведущее колесо велосипеда или ведущие колеса автомобиля. .В зависимости от транспортного средства в двигателе обычно бывает от двух до 12 цилиндров, в каждом из которых поршень перемещается вверх и вниз.

Откуда исходит мощность двигателя

Эти поршни двигают вверх и вниз тысячи крошечных контролируемых взрывов, происходящих каждую минуту, создаваемых смешиванием топлива с кислородом и воспламенением смеси. Каждый раз, когда топливо воспламеняется, называется тактом сгорания или силовым ходом. Тепло и расширяющиеся газы от этого мини-взрыва толкают поршень вниз в цилиндре.

Почти все современные двигатели внутреннего сгорания (для простоты, мы сосредоточимся здесь на бензиновых силовых установках) относятся к четырехтактным. Помимо такта сгорания, который толкает поршень вниз от верхней части цилиндра, есть еще три хода: впуск, сжатие и выпуск.

Двигателям необходим воздух (а именно кислород) для сжигания топлива. Во время такта впуска клапаны открываются, позволяя поршню действовать как шприц, когда он движется вниз, втягивая окружающий воздух через систему впуска двигателя.Когда поршень достигает нижней точки своего хода, впускные клапаны закрываются, эффективно уплотняя цилиндр для такта сжатия, который проходит в направлении, противоположном такту впуска. Движение поршня вверх сжимает всасываемый заряд.

Четыре такта четырехтактного двигателя

Getty Images

В самых современных двигателях бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры в верхней части такта сжатия.(Другие двигатели предварительно смешивают воздух и топливо во время такта впуска.) В любом случае, непосредственно перед тем, как поршень достигнет верхней точки своего хода, известной как верхняя мертвая точка, свечи зажигания воспламеняют смесь воздуха и топлива.

Возникающее в результате расширение горячих горящих газов толкает поршень в противоположном направлении (вниз) во время такта сгорания. Это ход, при котором колеса вашего автомобиля крутятся, как когда вы нажимаете на педали велосипеда. Когда ход сгорания достигает нижней мертвой точки, выпускные клапаны открываются, позволяя газам сгорания откачиваться из двигателя (как шприц, выталкивающий воздух), когда поршень снова поднимается.Когда выхлоп выходит — он проходит через выхлопную систему автомобиля перед выходом из задней части автомобиля — выхлопные клапаны закрываются в верхней мертвой точке, и весь процесс начинается снова.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

В многоцилиндровом автомобильном двигателе циклы отдельных цилиндров смещены друг относительно друга и равномерно распределены, так что такты сгорания не происходят одновременно, а двигатель является максимально сбалансированным и плавным.

Getty Images

Но не все двигатели одинаковы. Они бывают разных форм и размеров. В большинстве автомобильных двигателей цилиндры расположены по прямой линии, например, рядный четырехцилиндровый, или объединены два ряда рядных цилиндров по форме V-образного сечения, как в V-6 или V-8. Двигатели также классифицируются по размеру или рабочему объему, который представляет собой совокупный объем цилиндров двигателя.

Различные типы двигателей

Конечно, существуют исключения и незначительные различия среди двигателей внутреннего сгорания, представленных на рынке.Например, двигатели с циклом Аткинсона изменяют фазы газораспределения, чтобы сделать двигатель более эффективным, но менее мощным. Турбонаддув и наддув, сгруппированные вместе под вариантами принудительной индукции, нагнетают дополнительный воздух в двигатель, что увеличивает доступный кислород и, следовательно, количество топлива, которое можно сжечь, что приводит к увеличению мощности, когда вы этого хотите, и большей эффективности, когда вы надеваете не нужна сила. Все это дизельные двигатели обходятся без свечей зажигания. Но независимо от двигателя, если он относится к типу двигателей внутреннего сгорания, основы его работы остаются неизменными.И теперь вы их знаете.

Пора провести весеннюю уборку? Попробуйте продукты Meguiar, которые мы используем в нашем автопарке

Средство для мытья рук и воск Meguiar’s Ultimate

Ultimate Quik Detailer от Meguiar

Полотенце из микрофибры Meguiar’s Water Magnet

Детальщик интерьера Meguiar’s Ultimate

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Как работают автомобильные двигатели | HowStuffWorks

Используя всю эту информацию, вы можете начать понимать, что существует множество различных способов улучшить работу движка. Производители автомобилей постоянно играют со всеми перечисленными ниже параметрами, чтобы сделать двигатель более мощным и / или более экономичным.

Увеличьте рабочий объем: Чем больше рабочий объем, тем больше мощность, потому что вы можете сжигать больше газа за каждый оборот двигателя.Вы можете увеличить рабочий объем, увеличив цилиндры или добавив больше цилиндров. Двенадцать цилиндров кажутся практическим пределом.

Увеличьте степень сжатия: Чем выше степень сжатия, тем больше мощность, до определенного предела. Однако чем сильнее вы сжимаете топливно-воздушную смесь, тем больше вероятность самопроизвольного воспламенения (до того, как свеча зажигания воспламенит его). Бензины с более высоким октановым числом предотвращают такое преждевременное сгорание. Вот почему высокопроизводительным автомобилям обычно нужен высокооктановый бензин — их двигатели используют более высокую степень сжатия, чтобы получить большую мощность.

Залейте больше в каждый цилиндр: Если вы можете втиснуть больше воздуха (и, следовательно, топлива) в цилиндр заданного размера, вы можете получить больше мощности от цилиндра (точно так же, как если бы вы увеличили размер цилиндра). цилиндр) без увеличения количества топлива, необходимого для сгорания. Турбокомпрессоры и нагнетатели сжимают входящий воздух, чтобы эффективно втиснуть больше воздуха в цилиндр.

Охлаждение входящего воздуха: Сжатие воздуха повышает его температуру. Однако вы хотите, чтобы в цилиндре был как можно более холодный воздух, потому что чем горячее воздух, тем меньше он будет расширяться при сгорании.Поэтому многие автомобили с турбонаддувом и наддувом имеют интеркулер . Интеркулер — это специальный радиатор, через который проходит сжатый воздух, чтобы охладить его перед попаданием в цилиндр.

Позвольте воздуху поступать легче: Когда поршень опускается во время такта впуска, сопротивление воздуха может лишить двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно значительно уменьшить, поместив по два впускных клапана в каждый цилиндр. В некоторых новых автомобилях также используются полированные впускные коллекторы для устранения там сопротивления воздуха.Большие воздушные фильтры также могут улучшить воздушный поток.

Обеспечьте более легкий выход выхлопных газов: Если сопротивление воздуха затрудняет выход выхлопных газов из цилиндра, это лишает двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно уменьшить, добавив второй выпускной клапан к каждому цилиндру. Автомобиль с двумя впускными и двумя выпускными клапанами имеет четыре клапана на цилиндр, что улучшает рабочие характеристики. Когда вы слышите объявление об автомобиле, в котором говорится, что автомобиль имеет четыре цилиндра и 16 клапанов, в рекламе говорится, что двигатель имеет четыре клапана на цилиндр.

Если выхлопная труба слишком мала или глушитель имеет большое сопротивление воздуха, это может вызвать противодавление, которое имеет тот же эффект. В высокоэффективных выхлопных системах используются коллекторы, большие выхлопные трубы и глушители со свободным потоком для устранения противодавления в выхлопной системе. Когда вы слышите, что у автомобиля «двойной выхлоп», цель состоит в том, чтобы улучшить поток выхлопных газов, используя две выхлопные трубы вместо одной.

Сделайте все легче: Легкие детали помогают двигателю работать лучше.Каждый раз, когда поршень меняет направление, он использует энергию, чтобы остановить движение в одном направлении и запустить его в другом. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Это приводит к повышению топливной экономичности и производительности.

Впрыск топлива: Впрыск топлива позволяет очень точно дозировать топливо в каждый цилиндр. Это улучшает характеристики и экономию топлива.

В следующих разделах мы ответим на некоторые распространенные вопросы, связанные с двигателем, которые задают читатели.

Как работает автомобильный двигатель

Я никогда не был автолюбителем. Мне просто не было никакого интереса копаться под капотом, чтобы понять, как работает моя машина. За исключением замены воздушных фильтров или замены масла время от времени, если у меня когда-либо возникала проблема с моей машиной, я просто отнес ее к механику, и когда он вышел, чтобы объяснить, что не так, я вежливо кивнул и притворился. как будто я знал, о чем он говорил.

Но в последнее время мне не терпелось изучить основы работы автомобилей.Я не планирую становиться полноценной обезьяной, но я хочу иметь базовое представление о том, как все в моей машине действительно работает. Как минимум, эти знания позволят мне понять, о чем механик говорит, в следующий раз, когда я сяду в машину. Кроме того, мне кажется, что мужчина должен понимать основы технологии, которую он использует. ежедневно. Что касается этого веб-сайта, я знаю, как работают кодирование и SEO; пора мне изучить более конкретные вещи в моем мире, например, что находится под капотом моей машины.

Я полагаю, что есть и другие взрослые мужчины, похожие на меня — мужчины, которые не занимаются машинами, но им немного интересно, как работают их машины. Так что я планирую поделиться тем, что я узнал в ходе собственного исследования, и время от времени возьмусь за серию статей, которые мы назовем Gearhead 101. Цель состоит в том, чтобы объяснить самые основы того, как работают различные части в автомобиле, и предоставить ресурсы о том, где вы можете узнайте больше самостоятельно.

Итак, без лишних слов, мы начнем наш первый урок Gearhead 101 с объяснения всех тонкостей сердца автомобиля: двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания называется «двигателем внутреннего сгорания», потому что топливо и воздух сгорают внутри двигателя , чтобы создать энергию для движения поршней, которые, в свою очередь, приводят в движение автомобиль (мы подробно покажем вам, как это происходит ниже. ).

Сравните это с двигателем внешнего сгорания, где топливо сгорает за пределами двигателя, и энергия, создаваемая при этом сгорании, является его движущей силой. Паровые двигатели — лучший тому пример.Уголь сжигается за пределами двигателя, который нагревает воду для производства пара, который затем приводит в действие двигатель.

Большинство людей думает, что в мире механизированного движения паровые двигатели внешнего сгорания появились раньше, чем двигатели внутреннего сгорания. Реальность такова, что двигатель внутреннего сгорания был первым. (Да, древние греки возились с паровыми двигателями, но из их экспериментов ничего практического не вышло.)

В 16, ^-м, веке изобретатели создали двигатель внутреннего сгорания, используя порох в качестве топлива для движения поршней.На самом деле, их двигал не порох. Принцип работы этого раннего двигателя внутреннего сгорания заключался в том, что вы вставляли поршень до верхней части цилиндра, а затем зажигали порох под поршнем. После взрыва образовался вакуум, который засосал поршень в цилиндр. Поскольку этот двигатель полагался на изменения давления воздуха для перемещения поршня, они назвали его атмосферным двигателем. Это было не очень эффективно. К 17, ^{-м годам и} годам паровые двигатели были многообещающими, поэтому от двигателей внутреннего сгорания отказались.

Только в 1860 году был изобретен надежный, работающий двигатель внутреннего сгорания. Бельгийский парень по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал двигатель, который впрыскивал природный газ в цилиндр, который впоследствии воспламенялся постоянным пламенем рядом с цилиндром. Он работал аналогично пороховому атмосферному двигателю, но не слишком эффективно.

Основываясь на этой работе, в 1864 году два немецких инженера по имени Николаус Август Отто и Ойген Ланген основали компанию, которая производила двигатели, аналогичные модели Ленуара.Отто отказался от управления компанией и начал работать над конструкцией двигателя, над которой он играл с 1861 года. Его конструкция привела к тому, что мы теперь знаем как четырехтактный двигатель, и базовая конструкция двигателя до сих пор используется в автомобилях.

Анатомия автомобильного двигателя

Двигатель V-6

Я покажу вам, как здесь работает четырехтактный двигатель, но прежде чем я это сделаю, я подумал, что было бы полезно пройтись по различным частям двигателя, чтобы вы имели представление о том, что делает, что в четырехтактный процесс.В этих объяснениях используется терминология, основанная на других терминах из списка, поэтому не беспокойтесь, если вы сначала запутаетесь. Прочтите все, чтобы получить общее представление, а затем прочтите еще раз, чтобы иметь общее представление о каждой части, о которой идет речь.

Блок цилиндров (блок цилиндров)

Блок цилиндров — это основа двигателя. Большинство блоков цилиндров отлиты из алюминиевого сплава, но некоторые производители по-прежнему используют железо.Блок двигателя также называют блоком цилиндров из-за большого отверстия или трубок, называемых цилиндрами, которые залиты в интегрированную конструкцию. В цилиндре поршни двигателя скользят вверх и вниз. Чем больше цилиндров в двигателе, тем он мощнее. Помимо цилиндров, в блок встроены другие каналы и каналы, которые позволяют маслу и охлаждающей жидкости течь к различным частям двигателя.

Почему двигатель называется «V6» или «V8»?

Отличный вопрос! Это связано с формой и количеством цилиндров в двигателе.В четырехцилиндровых двигателях цилиндры обычно устанавливаются по прямой линии над коленчатым валом. Эта компоновка двигателя называется рядным двигателем .

Еще одна четырехцилиндровая компоновка называется «плоская четверка». Здесь цилиндры расположены горизонтально двумя рядами, коленчатый вал идет посередине.

Когда двигатель имеет более четырех цилиндров, они делятся на два ряда цилиндров — по три (или более) цилиндра на каждую сторону. Разделение цилиндров на два ряда делает двигатель похожим на букву V.”V-образный двигатель с шестью цилиндрами = двигатель V6. V-образный двигатель с восемью цилиндрами = V8 — по четыре в каждом ряду цилиндров.

Камера сгорания

В камере сгорания двигателя происходит волшебство. Здесь топливо, воздух, давление и электричество объединяются, чтобы создать небольшой взрыв, который перемещает поршни автомобиля вверх и вниз, создавая таким образом силу для движения автомобиля. Камера сгорания состоит из цилиндра, поршня и головки блока цилиндров.Цилиндр действует как стенка камеры сгорания, верхняя часть поршня действует как дно камеры сгорания, а головка цилиндра служит потолком камеры сгорания.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров представляет собой кусок металла, который находится над цилиндрами двигателя. В головке блока цилиндров отлиты небольшие закругленные углубления для создания пространства в верхней части камеры сгорания. Прокладка головки герметично закрывает стык между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров.Впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и топливные форсунки (эти детали будут объяснены позже) также установлены на головке блока цилиндров.

Поршень

Поршни перемещаются вверх и вниз по цилиндру. Они похожи на перевернутые суповые банки. Когда топливо воспламеняется в камере сгорания, сила толкает поршень вниз, который, в свою очередь, перемещает коленчатый вал (см. Ниже). Поршень прикреплен к коленчатому валу через шатун, он же шатун. Он соединяется с шатуном через поршневой палец, а шатун соединяется с коленчатым валом через шатунный подшипник.

На верхней части поршня вы найдете три или четыре канавки, отлитые в металле. Внутри канавок вставляются поршневые кольца . Поршневые кольца — это часть, которая фактически касается стенок цилиндра. Они сделаны из железа и бывают двух видов: компрессионные кольца и масляные кольца. Компрессионные кольца — это верхние кольца, они прижимаются наружу к стенкам цилиндра, обеспечивая прочное уплотнение камеры сгорания. Масляное кольцо — это нижнее кольцо на поршне, которое предотвращает просачивание масла из картера в камеру сгорания.Он также вытирает излишки масла со стенок цилиндров и обратно в картер.

Коленчатый вал

Коленчатый вал — это то, что преобразует движение поршней вверх и вниз во вращательное движение, которое позволяет автомобилю двигаться. Коленчатый вал обычно входит продольно в блок цилиндров в нижней части. Он простирается от одного конца блока двигателя до другого. В передней части двигателя коленчатый вал соединяется с резиновыми ремнями, которые соединяются с распределительным валом и передают мощность на другие части автомобиля; в задней части двигателя распределительный вал соединяется с трансмиссией, которая передает мощность на колеса.На каждом конце коленчатого вала вы найдете сальники или «уплотнительные кольца», которые предотвращают утечку масла из двигателя.

Коленчатый вал находится в так называемом картере двигателя. Картер находится под блоком цилиндров. Картер защищает коленчатый вал и шатуны от посторонних предметов. Область в нижней части картера называется масляным поддоном, и именно здесь хранится масло вашего двигателя. Внутри масляного поддона вы найдете масляный насос, который прокачивает масло через фильтр, а затем это масло разбрызгивается на коленчатый вал, шатунные подшипники и стенки цилиндра, чтобы обеспечить смазку для движения поршня.Масло в конечном итоге стекает обратно в масляный поддон, чтобы снова начать процесс.

Вдоль коленчатого вала вы найдете уравновешивающие выступы, которые действуют как противовесы, чтобы уравновесить коленчатый вал и предотвратить повреждение двигателя из-за колебаний, возникающих при вращении коленчатого вала.

Также вдоль коленчатого вала находятся коренные подшипники. Коренные подшипники обеспечивают гладкую поверхность между коленчатым валом и блоком цилиндров для вращения коленчатого вала.

Распредвал

Распределительный вал — это мозг двигателя.Он работает вместе с коленчатым валом через ремень ГРМ, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в нужное время для оптимальной работы двигателя. Распределительный вал использует овальные выступы, которые проходят поперек него, чтобы контролировать время открытия и закрытия клапанов.

Большинство распределительных валов проходят через верхнюю часть блока цилиндров непосредственно над коленчатым валом. В рядных двигателях один распределительный вал управляет как впускным, так и выпускным клапанами. На V-образных двигателях используются два отдельных распредвала.Один управляет клапанами на одной стороне V, а другой — клапанами на противоположной стороне. Некоторые V-образные двигатели (например, тот, что на нашей иллюстрации) будут иметь даже два распределительных вала на ряд цилиндров. Один распределительный вал управляет одной стороной клапанов, а другой распределительный вал — другой стороной.

Система синхронизации

Как упоминалось выше, распределительный и коленчатый валы координируют свое движение через ремень или цепь ГРМ. Цепь газораспределительного механизма удерживает коленчатый вал и распределительный вал в одном и том же положении относительно друг друга все время во время работы двигателя.Если распредвал и коленчатый вал по какой-либо причине рассинхронизируются (например, цепь ГРМ пропускает зубчатый венец), двигатель не будет работать.

Клапан

Клапанный механизм — это механическая система, которая установлена ​​на головке блока цилиндров и управляет работой клапанов. Клапанный механизм состоит из клапанов, коромысел, толкателей и подъемников.

Клапаны

Клапаны бывают двух типов: впускные и выпускные.Впускные клапаны подают смесь воздуха и топлива в камеру сгорания, чтобы создать сгорание для питания двигателя. Выпускные клапаны позволяют выхлопным газам, образовавшимся после сгорания, выходить из камеры сгорания.

В автомобилях обычно есть один впускной клапан и один выпускной клапан на цилиндр. Большинство высокопроизводительных автомобилей (Ягуары, Мазерати и др.) Имеют четыре клапана на цилиндр (два впускных, два выпускных). Хотя Honda и не считается «высокопроизводительным» брендом, она также использует в своих автомобилях четыре клапана на цилиндр.Есть даже двигатели с тремя клапанами на цилиндр — двумя впускными клапанами, одним выпускным клапаном. Многоклапанные системы позволяют автомобилю лучше «дышать», что, в свою очередь, улучшает характеристики двигателя.

Коромысла

Коромысла — это маленькие рычаги, которые касаются кулачков или кулачков распределительного вала. Когда лепесток поднимает один конец коромысла, другой конец коромысла давит на шток клапана, открывая клапан, чтобы впустить воздух в камеру сгорания или выпустить выхлоп.Это работает как качели.

Толкатели / подъемники

Иногда кулачки распределительного вала непосредственно касаются коромысла (как вы видите на двигателях с верхним распределительным валом), открывая и закрывая клапан. В двигателях с верхним расположением клапана кулачки распределительного вала не контактируют напрямую с коромыслами, поэтому используются толкатели или толкатели.

Форсунки

Чтобы создать сгорание, необходимое для движения поршней, нам нужно топливо в цилиндрах.До 1980-х годов автомобили использовали карбюраторы для подачи топлива в камеру сгорания. Сегодня все автомобили используют одну из трех систем впрыска топлива: прямой впрыск топлива, впрыск топлива через отверстия или впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки.

При непосредственном впрыске топлива каждый цилиндр имеет собственную форсунку, которая впрыскивает топливо прямо в камеру сгорания в самый подходящий момент для сгорания.

При распределенном впрыске топлива вместо того, чтобы распылять топливо непосредственно в цилиндр, оно распыляется во впускной коллектор сразу за клапаном.Когда клапан открывается, воздух и топливо попадают в камеру сгорания.

Системы впрыска топлива в корпусе дроссельной заслонки работают как карбюраторы, но без карбюратора. Вместо того, чтобы каждый цилиндр получил свою собственную топливную форсунку, есть только одна топливная форсунка, которая идет к корпусу дроссельной заслонки. Топливо смешивается с воздухом в корпусе дроссельной заслонки, а затем распределяется по цилиндрам через впускные клапаны.

Свеча зажигания

Над каждым цилиндром находится свеча зажигания. Когда он загорается, он воспламеняет сжатое топливо и воздух, вызывая мини-взрыв, который толкает поршень вниз.

Четырехтактный цикл

Итак, теперь, когда мы знаем все основные части двигателя, давайте посмотрим на движение, которое на самом деле заставляет нашу машину двигаться: четырехтактный цикл.

На приведенном выше рисунке показан четырехтактный цикл в одном цилиндре. То же самое происходит и с другими цилиндрами. Повторите этот цикл тысячу раз в минуту, и вы получите движущуюся машину.

Ну вот. Основы работы автомобильного двигателя. Загляните сегодня под капот вашего автомобиля и посмотрите, сможете ли вы указать на детали, которые мы обсуждали.Если вам нужна дополнительная информация о том, как устроен автомобиль, посмотрите книгу How Cars Work. Это очень помогло мне в моих исследованиях. Автор отлично справляется с переводом вещей на язык, понятный даже новичку.

Теги: Автомобили

Как работает двигатель?

Вы уже знаете, что завести машину так же просто, как повернуть ключ, но задумывались ли вы, что на самом деле происходит под капотом?

Когда вашему телу нужно топливо, вы кормите его пищей.Когда вашему автомобилю нужно топливо, вы «кормите» его бензином. Точно так же, как ваше тело преобразует пищу в энергию, автомобильный двигатель преобразует газ в движение. Некоторые новые автомобили, известные как гибриды, также используют электричество от аккумуляторов для движения автомобиля.

Процесс преобразования бензина в движение называется «внутренним сгоранием». Двигатели внутреннего сгорания используют небольшие контролируемые взрывы для выработки энергии, необходимой для перемещения вашего автомобиля во все места, куда ему нужно ехать.

Если вы создаете взрыв в крошечном замкнутом пространстве, таком как поршень в двигателе, огромное количество энергии выделяется в виде расширяющегося газа.Типичный автомобильный двигатель производит такие взрывы сотни раз в минуту. Двигатель использует энергию для приведения в движение вашего автомобиля.

Взрывы заставляют поршни двигателя двигаться. Когда энергия первого взрыва почти иссякает, происходит еще один взрыв. Это заставляет поршни снова двигаться. Цикл повторяется снова и снова, давая автомобилю мощность, необходимую для движения.

В автомобильных двигателях используется четырехтактный цикл сгорания. Четыре такта — это впуск, сжатие, сгорание и выпуск.Удары повторяются снова и снова, генерируя энергию. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит на каждой фазе цикла сгорания.

Впускной: Во время впускного цикла впускной клапан открывается, и поршень движется вниз. Цикл начинается с подачи воздуха и газа в двигатель.

Сжатие: В начале цикла сжатия поршень перемещается вверх и выталкивает воздух и газ в меньшее пространство. Меньшее пространство означает более мощный взрыв.

Сгорание: Затем свеча зажигания создает искру, которая воспламеняет и взрывает газ. Сила взрыва заставляет поршень снова опускаться.

Выхлоп: Во время последней части цикла выпускной клапан открывается, чтобы выпустить отработанный газ, образовавшийся в результате взрыва. Этот газ перемещается в каталитический нейтрализатор, где он очищается, а затем через глушитель, прежде чем он выходит из автомобиля через выхлопную трубу.

Как это работает: деактивация цилиндров

Ссылки на следы из хлебных крошек

1. Как это работает
2. Feature Story

Отключение части двигателя, когда она не нужна, может иметь большое значение для экономии топлива

Автор статьи:

Джил МакИнтош

Дата публикации:

14 февраля 2018 г. • 7 февраля 2019 г. • 4 минуты чтения • Присоединяйтесь к беседе

Содержание статьи

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.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

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 при его функционировании: большая мощность двигателя, когда задействованы все цилиндры, 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 сочетают в своих двигателях деактивацию и турбонаддув.)

Реклама

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

1. Автомобили с лучшей экономией топлива в своем классе

2. Как это работает: впрыск топлива

Двигатели содержат поршни, которые перемещаются вверх и вниз в цилиндрах, приводимые в действие силой газа -воздушная смесь во время горения для вращения центрального коленчатого вала.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.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Когда вы слегка нажимаете на дроссельную заслонку, например, на этой 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 включает отключенные цилиндры. 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%.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Большинство двигателей с отключением цилиндров отключают 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 двигателей 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, за исключением того, что они увеличивают стоимость и усложняют двигатель.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Разумеется, 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 в себя функцию старт / стоп 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, но 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.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь, чтобы получать информационный бюллетень Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

Нажимая на кнопку подписки, вы даете согласие на получение вышеуказанного информационного бюллетеня от Postmedia Network Inc. откажитесь от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки внизу наших писем.Postmedia Network Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже готово. Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск «Монитора слепых зон» Driving.ca скоро будет в вашем почтовом ящике.

Комментарии

Postmedia стремится поддерживать живой, но гражданский форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своим мнением о наших статьях.На модерацию комментариев может потребоваться до часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными. Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы получите электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, есть обновление в цепочке комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, комментарии. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

Двигатель | Как работает автомобиль

двигатель сердце твоей машины.Это сложная машина, построенная для преобразования тепла от горения. газ в сила что поворачивает опорные колеса.

Цепь реакций, которые достигают этой цели, приводится в движение Искра , который воспламеняет смесь паров бензина и сжатого воздуха внутри герметичного на мгновение цилиндр и заставляет его быстро гореть. Вот почему машина называется двигатель внутреннего сгорания . Когда смесь сгорает, она расширяется, обеспечивая движение автомобилю.

Чтобы выдерживать большие нагрузки, двигатель должна быть прочная конструкция.Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая часть — блок цилиндров, кожух основных движущихся частей двигателя; съемная верхняя крышка — это крышка цилиндра .

В головке блока цилиндров имеются каналы с регулируемыми клапанами, через которые воздух и топливо смесь поступает в баллоны и другие, через которые выделяются газы их горение исключены.

В блоке находится коленчатый вал , который преобразует возвратно-поступательное движение из поршни в вращательное движение на коленчатом валу.Часто в блоке также размещаются распредвал , который управляет механизмами, открывающими и закрывающими клапаны в ГБЦ. Иногда распредвал находится в головке или монтируется над ней.

Самый простой и распространенный тип двигателя состоит из четырех вертикальных цилиндров, расположенных в ряд, расположенных рядом. Это известно как рядный двигатель . Автомобили с объемом более 2000 куб. См часто имеют шесть цилиндров в ряд.

Более компактный V-образный двигатель устанавливается в некоторые автомобили, особенно автомобили с восемью или 12 цилиндрами, а также некоторые с шестью цилиндрами.Здесь цилиндры расположены друг напротив друга под углом до 90 градусов.

Некоторые двигатели имеют горизонтально противоположные цилиндры . Они являются продолжением V-образного двигателя, угол поворота которого увеличен до 180 градусов.