Как работает 5 цилиндровый двигатель: Пятицилиндровые моторы Audi празднуют 40-летний юбилей — Авторевю

Пятицилиндровые моторы Audi празднуют 40-летний юбилей — Авторевю

Ровно сорок лет назад, в августе 1976 года, был представлен седан Audi 100 второго поколения, под капотом которого находился первый в истории компании пятицилиндровый мотор. Его создание стало результатом компромисса: хозяева из фирмы Volkswagen приняли решение двигать Audi вверх по рыночной лестнице, но разработка престижного шестицилиндрового мотора тогда оказалась слишком хлопотной, да и его размещение под капотом потребовало бы перекомпоновки моторного отсека. Поэтому в итоге было принято решение добавить еще один цилиндр к существующей рядной «четверке» семейства EA827. Получившийся двигатель объемом 2,1 л имел систему впрыска Bosch K-Jetronic и развивал 136 л.с. Это был первый в мире серийный бензиновый пятицилиндровый мотор, хотя выпуск аналогичных дизелей еще в 1974 году начал концерн Daimler-Benz.

Audi 100 5E с пятицилиндровым атмосферником (1976 год)

Уже в 1978 своя дизельная «пятерка» появилась и у Audi, а год спустя вышел наиболее дорогой седан Audi 200: бензиновый мотор 2.1 с турбокомпрессором KKK развивал 170 л.с.! Позже пятицилиндровые агрегаты устанавливали и на «младшие» модели Audi 80/90, а также на легендарные полноприводные купе Audi quattro. Именно на гоночной версии Sport quattro в 1983 году появилась новая головка блока с четырьмя клапанами на цилиндр.

Audi 200 5T

В дальнейшем рабочий объем «пятерок» вырос до 2,5 л, а мощность наиболее «заряженной» версии на универсале Audi RS2 Avant, доводкой и сборкой которого занималась компания Porsche, достигала 315 л.с. Однако в 1991 году на модернизированном седане Audi 80 дебютировал мотор V6, и вскоре началось постепенное вытеснение пятицилиндровых агрегатов — со сцены они сошли в 1997 году.

Турбопятерка от Audi quattro мощностью 200 л.с.

Второе рождение произошло неожиданно. Еще в 2005-м был разработан простой пятицилиндровый атмосферник 2.5, который устанавливали на автомобили Volkswagen Jetta, Golf/Rabbit и Passat для американского рынка. Именно этот агрегат и выбрали за основу инженеры Audi, когда потребовалось создать компактный, но мощный мотор для «горячей» двухдверки Audi TT RS (340 л.с.). Хотя головка блока и шатунно-поршневая группа были разработаны заново, а блок впервые отлили не из обычного, а из упрочненного чугуна, который раньше использовался только в дизелях TDI.

Сейчас эти моторы ставятся на автомобили Audi RS 3 Sportback и Audi RS Q3. А для TT RS нынешнего поколения разработан новый агрегат: рабочий объем остался прежним (2480 «кубиков»), но картер и другие детали теперь алюминиевые, установлен новый турбокомпрессор, более эффективный интеркулер, а также комбинированный впрыск топлива (в коллектор и напрямую в цилиндры). Мощность — 400 л.с.

Новейший пятицилиндровый турбомотор 2.5 TFSI

Интересно, что характерный «нечетный» звук и относительная компактность — единственные преимущества пятицилиндровых моторов. Дело в том, что они неважно уравновешены: если силы инерции компенсируются, то моменты от этих сил «гуляют» свободно. Во время работы двигателя по блоку постоянно пробегает волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жестким, а для борьбы с вибрациями нужны особые опоры, противовесы или балансирные валы — это все дополнительные затраты.

Audi TT RS нового поколения

Поэтому кроме Audi производством пятицилиндровых моторов сейчас занимается только Ford: такие дизели объемом 3,2 л устанавливаются на пикапы Ranger и коммерческое семейство Transit. Хотя в разное время «пятерки» были в арсенале компаний Volvo, Land Rover, Fiat, Honda, General Motors и даже SsangYong (по лицензии Даймлера). Однако в Audi от необычной схемы отказываться не собираются. Ходят слухи, что нынешний двигатель 2.5 TFSI вскоре появится на базовой версии суперкара Audi R8.

Десять лучших двигателей с нечетным числом цилиндров – Обзор – Autoutro.ru

Большинство автомобилей в наши дни оснащены скучными двигателями: рядные «четверки», «оппозитные» шестерки, V8, V12… Сплошные четные числа. Сегодня нам хочется поговорить о моторах с нечетным числом цилиндров, и хотя в последнее время экологические и экономические нормы вынуждают автопроизводителей все чаще обращаться к 3-цилиндровым моторам, они не станут участниками нашего обзора. Сосредоточимся на более эксклюзивных вещах.

Wright R-1820. Одни из самых красивых двигателей с нечетным количеcтвом цилиндров — это радиальные двигатели времен Второй мировой войны. 9-цилиндровый Wright R-1820 в количестве 4 штук приводил в действие тяжелый бомбардировщик Boeing B-17 по прозвищу «Летающая крепость». В зависимости от применения двигатель выдавал от 700 до 1 500 л. с. Единственная проблема с радиальными двигателями состояла в том, что они были непомерно огромны. На самом деле это совсем не проблема для самолета, но когда речь заходит об автомобиле… Тем не менее, многие умельцы умудрялись засовывать радиальные моторы в легковые машины, которые при этом выглядели довольно смешно.

Volkswagen VR5. Еще в 1983 году Oldsmobile разработал дизель V5, но так и не отправил его в производство. Таким образом VR5 от Volkswagen — это первый серийный блок, который использовал 5 цилиндров в V-конфигурации. Первая 2,3-литровая версия выдавала 150 л. с. и 205 Нм и устанавливалась на Passat, Golf и Bora. Это был странный нетрадиционный концепт, который при этом еще и фантастически звучал!

3-цилиндровый двухтактный мотор Saab. Для своих знаменитых двухтактных моторов Saab сначала использовал 2 цилиндра, но впоследствии перешел на продольно расположенную «тройку». Двигатель имел объем 748 кубических сантиметров и выдавал 33 л. с. Он устанавливался на Saab 93, Sonett обоих поколений, 95, 96 и некоторые другие модификации. Для Sonett были разработаны форсированные версии мощностью 58 л. с., и это поистине были спорткары конца 50-х годов.

Alfa Romeo JTD. Это семейство дизелей ведет свою историю с 1997 года. Разработаны Fiat Group совместно с подразделением GM Powertrain. Вершиной является 2,4-литровый 5-цилиндровый JTD, устанавливаемый на Alfa Romeo 159 и Brera. Он выдавал 210 л. с. и 400 Нм крутящего момента. В результате чип-тюнинга мощность можно поднять до 273 л. с., а момент — до 495 Нм. Очень быстрый дизель!

Volvo Modular. Конечно все знают о рядных пятицилиндровых моторах от Volvo. C запуска Volvo 850 в 1992 году эти двигатели были неотъемлемой частью шведской линейки и даже питали Ford Focus ST и RS. К сожалению, в 2014 году Volvo объявили, что прекращают их производство.

5-цилиндровые моторы Audi. История Audi тесно переплетается с 5 цилиндрами. Началось все в 1976 году с 2,1-литрового мотора с одним верхним распредвалом на Audi 100, однако гораздо интереснее присутствие этих двигателей в автоспорте. В абсолютно безумной «группе В» (для настоящих мужиков) классического ралли Audi S1 Sport Quattro E2 использовал 650-сильный 5-цилиндровый мотор, а к 1987 году инженеры готовили 1000-сильную версию, но ей не суждено было бороться на трассе, поскольку опасная «группа В» была упразднена. Немецкий «пятицилиндровик» популярен в европейских чемпионатах по дрэг-рейсингу: 2,2-литровый 20-клапанный 5-цилиндровый агрегат способен в экстремальных модификациях выдать более 1 мегаватта (1 340 л. с.).

7-цилиндровые моторы AGCO Sisu. Это единственный 7-цилиндровый двигатель, когда-либо использованный на сухопутном транспортном средстве (по крайней мере единственный на сегодняшний день). Кто-то не вполне нормальный из AGCO решил, что состыковать 3- и 4-цилиндровый дизели будет отличной идеей. И они заставили эту систему работать! Мотор устанавливается на сельхозтехнику, и именно ему многие люди Земли обязаны за хлеб на своем столе.

3-цилиндровый аксиальный двигатель Джона Делореана. Аксиальный двигатель — это тип двигателя с возвратно-поступательным движением поршней, в котором вместо обычного коленчатого вала используется шайбовый механизм. Поршни поочерёдно давят на наклонную шайбу, принуждая её вращаться вокруг своего центра. Гениальный инженер, изобретатель и конструктор Джон Делореан мечтал перевернуть автоиндустрию. Все знают его DMC-12 из кинофильма «Назад в будущее», в котором применено множество революционных решений. Но мало кто знает, что Делореан хотел дополнить уникальную машину уникальным мотором. Среди найденных после его смерти чертежей были и чертежи аксиального ДВС. Он использовал три цилиндра, расположенные в виде треугольника. Каждый из цилиндров имел двухсторонний поршень, что делало возможным две камеры сгорания на цилиндр. Таким образом мы получали 3-цилиндровый 6-поршневый мотор. Делореан задумал его в 1954 году, но начал разрабатывать лишь в 1979-м. По каким-то причинам рождение двигателя так и не состоялось…

Wärtsilä-Sulzer RT-Flex 96C. Серия громадных финских двигателей для морских судов. Перед вами 13-цилиндровая версия. Существует и 14-цилиндровый мотор, который является крупнейшим в мире поршневым двигателем внутреннего сгорания. Высота такого двигателя — 13,4 метров, длина — 27 метров, сухая масса — 2300 тонн, максимальная мощность — 108 920 лошадиных сил.

Lanz Eilbulldog. Культура немецких классических автомобилей не ограничивается «Мерседесами» и «Майбахами». Взгляните на Lanz Eilbulldog, который производился с 1921 по 1960 годы. Он использовал одноцилиндровый 10-литровый (!!!) двигатель мощностью от 12 до 55 л. с. в зависимости от года выпуска. Это один из тракторов-работяг, вытянувший немецкую экономику. Он мог сжигать отработавшее масло, когда поблизости не было бензина. Просто взгляните, как заводится эта штука! 

KAMAZ-54901-92

Стандарт: Евро 5. Колёсная формула: 4×2

Седельный тягач нового поколения КАМАЗ-54901 задает новые стандарты экономичности, комфорта и надежности в сфере магистральных грузоперевозок. Новый двигатель KAMAZ R6 мощностью 450 л.с., автоматизированная коробка передач ZF Traxon и гипоидный мост Daimler HL6 обеспечивают уверенное движение по дороге с минимальным расходом топлива. А современная кабина с ровным полом дает повышенный уровень комфорта для работы и отдыха водителя, что уменьшает его утомляемость и, как следствие, увеличивает безопасность доставки грузов.

• Новая кабина с ровным полом и увеличенным внутренним пространством

На автомобиле KAMAZ-54901 установлена современная комфортабельная кабина, в которой есть все необходимое для удобства работы и отдыха:
— Сиденье на пневмоподвеске с подогревом
— Мультифункциональное рулевое колесо
— Кондиционер
— Автономный отопитель кабины 4 кВт
— Два спальных места с ортопедическим матрасом
— Мультимедийная система с сенсорным дисплеем диагональю 10”, с функциями навигатора, радио, системы громкой связи, воспроизведения музыки, просмотра видео online или offline, контроля параметров автомобиля, управления отопителем кабины и предпусковым подогревателем
— Холодильник
— Разъём для пневматического обдувочного пистолета

• Новый рядный 6-цилиндровый двигатель KAMAZ

Магистральный тягач KAMAZ-54901 оснащен новым двигателем KAMAZ-910.15-450 мощностью 450 л.с. и крутящим моментом 2300 Нм. Применение современных высокотехнологичных конструктивных решений позволило увеличить межсервисный интервал до 120 тысяч км, а ресурс двигателя до 1,5 млн. км., при этом снизить расход топлива на 10% по сравнению с автомобилем предыдущего поколения.

• Автоматизированная коробка передач ZF Traxon

Автомобиль оснащен новой 12-ступенчатой автоматизированной коробкой передач ZF Traxon. Данная коробка передач создавалась специально для коммерческого транспорта и обладает рядом преимуществ:
— Низкий уровень шума
— Максимальный КПД в соответствующем классе
— Снижение расхода топлива на 6-8% по сравнению с механической КПП

Для повышения экономичности и комфорта управления автомобилем в коробке передач имеются следующие функции:
— Возможность выбора режима работы КПП: Экономичный (основной), Мощностной (дополнительный)
— Маневрирование – функция ограничения скорости при маневрировании
— Помощь при трогании на подъеме – не позволяет автомобилю скатываться при трогании в гору
— Движение накатом – позволяет размыкать сцепление, временно выключая из работы коробку, что снижает сопротивление при движении на спуске
— Раскачивание – позволяет добиться эффекта раскачивания автомобиля для выезда из ям и ложбин

• Системы безопасности

— Дисковые тормозные механизмы с датчиками износа тормозных колодок
— Полностью светодиодная оптика обеспечивает прекрасную видимость на дороге
— Антиблокировочная система ABS
— Система курсовой устойчивости ESP
— Противобуксовочная система ASR
— Электронные помощники водителя ADAS (в комплектации High-Tech)

• Сниженная стоимость владения

При создании автомобиля KAMAZ-54901 одной из приоритетных целей было обеспечить низкую стоимость владения и увеличить жизненный цикл. Это стало возможным благодаря следующим факторам:
— Сниженный расход топлива за счет улучшенной аэродинамики, экономичного двигателя, эффективной коробки передач, гипоидного ведущего моста с оптимально подобранным передаточным отношением и экономичных шин Michelin
— Уменьшение эксплуатационных затрат благодаря увеличенному до 120 тысяч км. межсервисному интервалу, сниженной стоимости обслуживания и увеличенной гарантии
— Оптимизация логистических издержек за счет применения системы мониторинга транспорта «ИТИС-KAMAZ»
— Увеличенный до 1,2 млн км ресурс до капитального ремонта.

• Сервисный контракт на 3 года или 540 000 км.

В стоимость автомобиля KAMAZ-54901 входит сервисный контракт на 3 года или 540 тысяч км. В данный период покупателю бесплатно предоставляются следующие услуги:
— Регламентированные плановые ТО
— Расширенная гарантия на весь автомобиль
— Замена деталей, подверженных естественному износу – до 3 раз
— Замена АКБ – 1 раз
— Эвакуация до ближайшего сервисного центра с дорог общего пользования
— Предоставление подменного автомобиля на время длительного ремонта (более 3 дней)
— Обучение экономичному и безопасному вождению. Подробную информацию по обучению можно получить по телефонам 8(8552)37-38-38, 37-38-02 или по электронной почте [email protected], [email protected]
— Обратный выкуп по остаточной стоимости до 50% через 3 года или 540 тысяч км. Подробную информацию по обратному выкупу можно получить по телефону 8(800)555-00-99 или по электронной почте [email protected]

Более подробную информацию о автомобиле KAMAZ-54901 Вы сможете получить по телефону 8(8552) 37-24-34 или по эл. почте [email protected].

Технические характеристики

• Весовые параметры и нагрузки

  Нагрузка на седельно-сцепное устройство, кг	10430
  Полная масса а/м, кг	19500
  нагрузка на задний мост, кг	11500
  нагрузка на переднюю ось, кг	8000
  Полная масса автопоезда, кг	44000
  Полная масса полуприцепа, кг	34930
  Снаряженная масса, кг	9070
  нагрузка на задний мост, кг	2770
  нагрузка на переднюю ось, кг	6300

• Двигатель

  Модель двигателя	910.12-450 (Евро-5)
  Макс. полезный крутящий момент, Нм (кгсм)	2060 (210)
  при частоте вращения коленчатого вала, об/мин	1300
  Максимальная полезная мощность, кВт (л.с.)	331 (450)
  при частоте вращения коленчатого вала, об/мин	1900
  Рабочий объем, л	11,946
  Расположение и число цилиндров	рядное, 6
  Тип двигателя	дизельный с турбонаддувом, с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха

• Коробка передач

  Модель КП	ZF 12TX2210 ТD
  Тип	автоматизированная, 12-ступенчатая

• Главная передача

  Передаточное отношение	2,278
  Тип	гипоидная

• Задний мост

  Модель	Daimler HL6
  Подвеска	пневматическая, с электронной системой управления ECAS

• Кабина

  Исполнение	высокая, с двумя спальными местами
  Подвеска	4-х точечная пружинная
  Тип кабины	с ровным полом, шириной 2500мм

• Колеса и шины

  Размер обода	9,00-22,5
  Тип колес	дисковые
  Тип шин	радиальные, бескамерные
  Шины	315/70 R22,5

• Седельно-сцепное устройство

  Высота ССУ, мм	1150
  Диаметр сцепного шкворня, мм	50,8 (2”)
  Модель	Jost/Orlandi/SAF-Holland

• Система питания

  Вместимость топливного бака, л

  800+600

• Сцепление

  Привод	пневматический привод ConAct
  Тип	однодисковое, диафрагменное мод. MFZ 430

• Тормоза

  Привод	электропневматический (EBS), с системой курсовой устойчивости (ESP) и противобуксовочной системой (ASR)
  Тип	дисковые (передние и задние)

• Характеристики а/м полной массы

  Внешний габаритный радиус поворота, м	8
  Максимальная скорость, не менее, км/ч	90
  Угол преодолеваемого подъема, не менее, % (град)	18 (10°)

• Электрооборудование

  Аккумуляторы, В/А·ч	2х12/240
  Напряжение, B	24

• Дополнительно

  Дополнительное оборудование

  Датчик нагрузки на заднюю ось, кондиционер, автономный отопитель кабины, сиденье водителя на пневмоподвеске, мультимедийная система (БИС)

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

Двигатель бензиновый 3 х цилиндровый. Порядок работы цилиндров двигателя внутреннего снорания

Большинство автомобилей в наши дни оснащены скучными двигателями: рядные «четверки», «оппозитные» шестерки, V8, V12… Сплошные четные числа. Сегодня нам хочется поговорить о моторах с нечетным числом цилиндров, и хотя в последнее время экологические и экономические нормы вынуждают автопроизводителей все чаще обращаться к 3-цилиндровым моторам, они не станут участниками нашего обзора. Сосредоточимся на более эксклюзивных вещах.

Wright R-1820. Одни из самых красивых двигателей с нечетным количеcтвом цилиндров — это радиальные двигатели времен Второй мировой войны. 9-цилиндровый Wright R-1820 в количестве 4 штук приводил в действие тяжелый бомбардировщик Boeing B-17 по прозвищу «Летающая крепость». В зависимости от применения двигатель выдавал от 700 до 1 500 л. с. Единственная проблема с радиальными двигателями состояла в том, что они были непомерно огромны. На самом деле это совсем не проблема для самолета, но когда речь заходит об автомобиле… Тем не менее, многие умельцы умудрялись засовывать радиальные моторы в легковые машины, которые при этом выглядели довольно смешно.

Volkswagen VR5. Еще в 1983 году Oldsmobile разработал дизель V5, но так и не отправил его в производство. Таким образом VR5 от Volkswagen — это первый серийный блок, который использовал 5 цилиндров в V-конфигурации. Первая 2,3-литровая версия выдавала 150 л. с. и 205 Нм и устанавливалась на Passat, Golf и Bora. Это был странный нетрадиционный концепт, который при этом еще и фантастически звучал!

3-цилиндровый двухтактный мотор Saab. Для своих знаменитых двухтактных моторов Saab сначала использовал 2 цилиндра, но впоследствии перешел на продольно расположенную «тройку». Двигатель имел объем 748 кубических сантиметров и выдавал 33 л. с. Он устанавливался на Saab 93, Sonett обоих поколений, 95, 96 и некоторые другие модификации. Для Sonett были разработаны форсированные версии мощностью 58 л. с., и это поистине были спорткары конца 50-х годов.

Alfa Romeo JTD. Это семейство дизелей ведет свою историю с 1997 года. Разработаны Fiat Group совместно с подразделением GM Powertrain. Вершиной является 2,4-литровый 5-цилиндровый JTD, устанавливаемый на Alfa Romeo 159 и Brera. Он выдавал 210 л. с. и 400 Нм крутящего момента. В результате чип-тюнинга мощность можно поднять до 273 л. с., а момент — до 495 Нм. Очень быстрый дизель!

Volvo Modular. Конечно все знают о рядных пятицилиндровых моторах от Volvo. C запуска Volvo 850 в 1992 году эти двигатели были неотъемлемой частью шведской линейки и даже питали Ford Focus ST и RS. К сожалению, в 2014 году Volvo объявили, что прекращают их производство.

5-цилиндровые моторы Audi. История Audi тесно переплетается с 5 цилиндрами. Началось все в 1976 году с 2,1-литрового мотора с одним верхним распредвалом на Audi 100, однако гораздо интереснее присутствие этих двигателей в автоспорте. В абсолютно безумной «группе В» (для настоящих мужиков) классического ралли Audi S1 Sport Quattro E2 использовал 650-сильный 5-цилиндровый мотор, а к 1987 году инженеры готовили 1000-сильную версию, но ей не суждено было бороться на трассе, поскольку опасная «группа В» была упразднена. Немецкий «пятицилиндровик» популярен в европейских чемпионатах по дрэг-рейсингу: 2,2-литровый 20-клапанный 5-цилиндровый агрегат способен в экстремальных модификациях выдать более 1 мегаватта (1 340 л. с.).

7-цилиндровые моторы AGCO Sisu. Это единственный 7-цилиндровый двигатель, когда-либо использованный на сухопутном транспортном средстве (по крайней мере единственный на сегодняшний день). Кто-то не вполне нормальный из AGCO решил, что состыковать 3- и 4-цилиндровый дизели будет отличной идеей. И они заставили эту систему работать! Мотор устанавливается на сельхозтехнику, и именно ему многие люди Земли обязаны за хлеб на своем столе.

3-цилиндровый аксиальный двигатель Джона Делореана. Аксиальный двигатель — это тип двигателя с возвратно-поступательным движением поршней, в котором вместо обычного коленчатого вала используется шайбовый механизм. Поршни поочерёдно давят на наклонную шайбу, принуждая её вращаться вокруг своего центра. Гениальный инженер, изобретатель и конструктор Джон Делореан мечтал перевернуть автоиндустрию. Все знают его DMC-12 из кинофильма «Назад в будущее», в котором применено множество революционных решений. Но мало кто знает, что Делореан хотел дополнить уникальную машину уникальным мотором. Среди найденных после его смерти чертежей были и чертежи аксиального ДВС. Он использовал три цилиндра, расположенные в виде треугольника. Каждый из цилиндров имел двухсторонний поршень, что делало возможным две камеры сгорания на цилиндр. Таким образом мы получали 3-цилиндровый 6-поршневый мотор. Делореан задумал его в 1954 году, но начал разрабатывать лишь в 1979-м. По каким-то причинам рождение двигателя так и не состоялось…

Wärtsilä-Sulzer RT-Flex 96C. Серия громадных финских двигателей для морских судов. Перед вами 13-цилиндровая версия. Существует и 14-цилиндровый мотор, который является крупнейшим в мире поршневым двигателем внутреннего сгорания. Высота такого двигателя — 13,4 метров, длина — 27 метров, сухая масса — 2300 тонн, максимальная мощность — 108 920 лошадиных сил.

Lanz Eilbulldog. Культура немецких классических автомобилей не ограничивается «Мерседесами» и «Майбахами». Взгляните на Lanz Eilbulldog, который производился с 1921 по 1960 годы. Он использовал одноцилиндровый 10-литровый (!!!) двигатель мощностью от 12 до 55 л. с. в зависимости от года выпуска. Это один из тракторов-работяг, вытянувший немецкую экономику. Он мог сжигать отработавшее масло, когда поблизости не было бензина. Просто взгляните, как заводится эта штука!

Автомобильные инженеры решили технические проблемы, которые преследовали в 80-х и в начале 90-х годов. Но даже с учетом новых технологий и вводу турбин трех-цилиндровым силовым агрегатам может понадобиться еще долгое время, чтобы стать популярнее .

Ощутимую проблему двигатели с тремя цилиндрами будут испытывать именно на Американском рынке, где на местном авторынке традиционно представлены автомобили с большим количеством цилиндров. Как оценят покупатели эти новые автомашины, что будут оснащаться небольшими силовыми агрегатами, покажет время, но в любом случае, как нам кажется, путь этих моторов будет не легким.

К примеру, в США 25 лет назад продавались автомобили таких автомарок как, Geo Metro, Subaru Justy и Daihatsu Charade, на которых стояли трех-цилиндровые моторы. того времени не позволяли сделать эти двигатели полностью эффективными. Так например, 1,0-литровый двигатель, что устанавливался на автомобиль Charade (продавался в США с 1988 по 1992 года) имел мощность всего 53 л.с. Для того, чтобы разогнать этот небольшой автомобиль до 100 км/час ему необходимы были 15 секунд. Единственный здесь плюс, это экономия топлива, которое в комбинированном режиме требовалось для прохождения 100 км пути, расход составлял примерно 6,2 литра.

Теперь в качестве примера давайте возьмем новый современный автомобиль, допустим,- 2014 года, который оснащен трех-цилиндровым мотором. Разница в технологиях здесь очевидна. Сразу видно, как продвинулись технологии за 25 лет. Авто Fiesta SFE имеет тот же 1,0 литровый мотор что и авто Charade, но имеет мощность в 123 л.с. Расход топлива у него на 100 км меньше 5,2 литров. Также стоит отметить, что автомобиль Фиеста весит больше своего прородителя на 360 кг, а разгоняется с 0 до 100 км/час быстрее, всего за 8 секунд.

Вот еще один автомобиль в качестве примера. Это автомобиль БМВ 2014 Mini- Cooper, который оснащен 1,5- литровым трех-цилиндровым турбо . Этот силовой агрегат производит больше энергии, чем 1,6-литровый четырех-цилиндровый двигатель. Также, автомобиль, оснащенный трех-цилиндровым мотором разгоняется до 100 км/час на 2,3 секунды быстрее, чем его предшественник и расходует гораздо меньше топлива (5,9л на 100км).

Стоит сразу отметить, что такие компании, как Ford, а вместе сними и другие автопроизводители долгое время не обращали ни какого внимания на трех-цилиндровые двигатели, и все это, из-за их прямой репутации. Вместо этого, автомобильные компании долгое время делали свой упор и . Но предел технологий уже был близок. Компании для себя поняли, что без уменьшения количества цилиндров в двигателе снизить расход топлива будет не возможно.

Компании и тоже приняли решение уменьшить количество цилиндров в своих машинах.

Напомним, что новые трех-цилиндровые моторы появились на модели авто Форд Фиеста с начала этого года. По данным того же автопроизводителя известно, что доля продаж автомашин с трехцилиндровыми моторами сегодня составляет от 6 до 8 процентов, что является хорошим показателем на первое время. Автокомпания рассчитывает, что популярность трех-цилиндровых двигателей будет постоянно расти и продажи автомобилей оснащенных этими силовыми агрегатами вырастут на порядок.

Важен ли размер?

Компания BMW производит свои мотоциклы с более , которые сегодня ставятся под капоты автомобилей Mini- Cooper. Вы можете купить ту же газонокосилку, но с более мощным двигателем, чем например в автомобиле Mitsubishi Mirage.

Автопроизводители стали использовать эти трех-цилиндровые моторы в первую очередь , что непременно улучшило управляемость и торможение машины. Кроме того, трех-цилиндровые двигатели содержат в себе на 20 процентов деталей меньше, чем те же четырех-цилиндровые моторы. А поскольку маленькие двигатели очень компактны по своим размерам, это улучшает автомобиля при аварии. Свободное пространство под капотом из-за трех-цилиндрового мотора при лобовом столкновении его с препятствием, существенно снижает риск продвижения последнего в салон машины.

Но главная причина почему автопроизводители обратили свое внимание на двигатели с тремя цилиндрами, это естественно экономия, то есть, существенное снижение потребления топлива при меньших вложениях в производство создания автомобиля. Причем без каких-либо потерь мощности и крутящего момента для самого двигателя.

Да, преимущество трех-цилиндровых двигателей не оспоримо. Но теперь встает вопрос, а как будут воспринимать эти силовые агрегаты сами потребители. Ведь именно от них будет зависеть будующее трех-цилиндровых моторов.

А дело в следующем. Все будет зависеть от восприятия покупателями самих автомобилей. Например, если двигатель будет работать грубо, т.е. будет наблюдаться сильная вибрация на холостых оборотах и мотор не будет отличаться особой мощностью, то естественно, потребители сразу почувствуют, что двигатель в машине работает ненадежно плохо и не захотят покупать себе такой автомобиль. Но, если этот мотор будет работать гладко и достаточно надежно и у него будет ощущаться определенная сила и мощь, то покупатели даже не обратят своего внимания на то, что данный автомобиль оснащен всего-то трех-цилиндровым маленьким мотором.

Вот например, что нам рассказал менеджер автокомпании БМВ (подразделение Mini). Покупатели автомобилей Mini выбирая эту марку машин руководствуются тремя факторами, а именно,- дизайном, мощностью и экономичностью машины. К нашему сожалению надо заметить, что последнее поколение автомобилей Mini несколько разочаровало многих поклонников этой марки машин, так как она расходует в смешанном режиме на 100 км пробега 6,2 литров топлива. Потребители же ождали от этих автомобилей Mini намного большего, поскольку все полагали, что такой маленький автомобиль должен потреблять гораздо меньшее количество топлива, чем он потребляет Поэтому компания приняла единственно правильное на сегодня решение, оснастить автомобили Mini 1,5 литровыми трех-цилиндровыми моторами, которые станут потреблять в смешанном цикле работы всего 5,6 литра на 100 км пути.

Единственная на сегодня модель Mini, которая сохранила четырех-цилиндровые моторы, это автомобиль Cooper S.

По заявлению компании БМВ, огромное количество людей, что приходят сегодня в автосалоны фирмы по всему миру, ищут для себя автомобили и с низким расходом топлива, и с низкой себестоимостью владения. К глубокому сожалению, автомобили BMW и Mini не всегда и не в полной мере удовлетворяют спрос покупателей, а из-за этого Баварская компания теряет для себя многих клиентов, которые уходят сегодня к конкурентам, которые предлагают более экономичные автомобили по приемлемым ценам и с более дешевым их обслуживанием.

Сегодня компания БМВ работает в данном направлении, пытается снизить потребляемый расход топлива многими моделями машин, со значительным снижением себестоимости их владения.

«Иногда мы теряем клиентов, которые уходят к конкурентам, имеющих большую топливную экономичность автомобилей. Я думаю, что мы станем более успешными в ближайшем будущем, сможем предложить людям то, чего они ищут «.

Патрик МакКенна
Mini

Достижения технологий при производстве трех-цилиндровых двигателей позволили сделать моторы надежными и качественными, они работают мягко и тихо, точно также, как и четырех-цилиндровые моторы. И это несмотря на то, что нечетное количество цилиндров в двигателе усложняет их технологию.

Дело все в том, что очень трудно сбалансировать работу трех-цилиндрового двигателя, где два поршня одновременно движутся вверх, а третий движется в низ.

К примеру, возьмем компанию Форд, проблему разбалансировки трех-цилиндровых моторов она разрешила таким образом. Запатентованная технология Форда делает следующее, перенаправляет полученную энергию от разбалансировки с помощью маховика и переднего шкива, а вот фирмы BMW, Mitsubishi и General Motors используют технологию баланса валов, которые установлены в двигателе. Они вращаются в противоположном направлении от вращения коленчатого вала, тем самым убирают вибрацию дисбаланса.

Автокомпания GM предлагает свой трех-цилиндровый двигатель установленный на новой модели . Эта модель должна удовлетворить ожидание клиентов, которые хотят иметь стильный, экономичный и мощный автомобиль небольшого размера.

Компания BMW помимо автомобилей Mini, использует свой 1,5 литровый трех-цилиндровый мотор и на новой гибридной модели- i8. Возможно это связано с ростом спроса на гибридные автомобили. В последующем этот двигатель будет устанавливаться и на другие менее дорогие гибриды.

Компания Toyota в прошлом месяце объявила о выпуске нового семейства 1,0 литровых двигателей с тремя цилиндрами. Но эти моторы будут использоваться не на всех моделях Японской автомарки.

Несмотря на широкое распространение двигателей с тремя цилиндрами эксперты не прогнозируют их огромного роста популярности в течение еще нескольких лет. Да, конечно, продажи автомобилей с трех-цилиндровыми двигателями увеличатся, но не настолько, чтобы можно было говорить о том, что они полностью вытеснят с рынка четырех-цилиндровые силовые агрегаты.

Экономичность и доступность

В отличие от традиционных двигателей без турбокомпрессора, трех-цилиндровые двигатели с турбиной имеют ряд преимуществ. Максимальный крутящий момент достигается у них при гораздо меньших оборотах. И еще, турбированные моторы намного эффективнее по расходу топлива, если водитель предпочитает спортивный стиль вождения.

Конечно, экономия топлива в турбированных двигателях варьируется в зависимости от стиля вождения, от географических факторов местности эксплуатации машины, и естественно от типа модели автомобиля.

Правда здесь стоит отметить, что большее число автомобилей с трех-цилиндровыми турбомоторами не генерируют свой максимальный крутящий момент пока работает турбокомпрессор. Это единственный минус.

Именно поэтому автокомпания Mitsubishi решила оснастить свою модель Mirage трех-цилиндровым мотором без турбины, чтобы водитель мог максимально использовать крутящий момент. Но законы физики никто еще не отменял. Чем мощнее и сильнее автомобиль, тем больше у него расход топлива. Инженеры Японской компании решили сделать ставку на уменьшение веса самого автомобиля, все для снижения расхода топлива. Так например, авто Mirage до 100 км/час на трех-цилиндровом моторе за 11,0 секунд.

Как заявляют сами менеджеры компании Mitsubishi, что при производстве авто Mirage ставка была сделана не на увеличение мощности автомобиля, а на уменьшение снаряжённой массы машины, которая позволила тем самым уменьшить расход топлива до 5,9 л на 100 км в комбинированном режиме.

Если, трех-цилиндровые моторы в действительности способны обеспечить без потери мощности существенную экономию топлива и, если они будут работать, как четырех-цилиндровые двигатели, то моторы с тремя цилиндрами рано или поздно вытеснят с авторынка четырех-цилиндровые силовые агрегаты.

Правда надо отметить, что многим из моделей автомобилей оснащенных трех-цилиндровыми двигателями не хватает пока, при определенных ситуациях на дороге, необходимой мощности, поэтому водители вынуждены в такие моменты добавлять обороты двигателю, что естественно влияет на конечный расход топлива. Поэтому говорить о том, что будущее за 3-х цилиндровыми двигателями, пока преждевременно.

Зачем нужны всякие 2-х, 3-х, 4-х цилиндровые, которые от природы «трясет», когда есть другие – самоуравновешенные? Именно такой вопрос задает на форуме наш читатель.

Вопрос известный, но почему-то часто вызывает дискуссии. Чтобы разобраться в причинах неуравновешенности отдельных представителей ДВС, обратимся к маститому гуру, посвятившему двигателям всю жизнь. Слово имеет сотрудник Санкт-Петербургского Политехнического Университета, замзавкафедры ДВС, к.т.н., доцент, автор 150 научных трудов, 8 монографий и учебников, постоянный автор ЗР Александр Шабанов.

Двигатель внутреннего сгорания – это набор движущихся деталей, причем деталей массивных. И движение это происходит с переменной скоростью – значит, возникают ускорения. А дальше, вспомним незабвенного нашего Исаака Ньютона и его второй закон – масса на ускорение дает силу — силу инерции. Для мотора таких сил несколько – это силы инерции «поступательно движущихся масс», поршней, и всего, что на них навешено. И силы инерции неуравновешенных вращающихся масс – это шейки коленчатого вала и всего, что к ним прицеплено.

Если есть сила, и есть плечо, к которой она приложена – значит, есть и момент этой силы. Причем, силы эти разнонаправлены, их вектора крутятся с разными скоростями.

Как силы и моменты определяются, как складываются – зависит от конструкции двигателя, количества цилиндров, блоков, угла развала этих блоков, порядка работы цилиндров, оборотов коленчатого вала. Это целая большая теория, описанию которой посвящены толстые книги и учебники. Кому интересно – может их почитать!

А нам важно то, что эти силы и моменты передаются на опоры двигателя, и через них – на кузов автомобиля. И трясут и нервируют нашу душу.

Как уменьшить эти нерадостные последствия работы мотора? Силы и моменты можно сложить (с учетом их направления- то есть векторно), причем так, чтобы они взаимно уничтожили друг друга. Если такое удается, двигатель называется полностью самоуравновешенным.

С точки зрения теории двигателя, это означает, что для него выполнены все признаки самоуравновешенности. Это равенство нулю суммарных сил инерции поступательно-движущихся масс (причем вызываемых ускорением с частотой, равной частоте вращения коленчатого вала двигателя и удвоенной частоте вращения – так называемым силам инерции первого и второго порядка), и суммарных центробежных сил. К ним добавляются моменты этих сил, действующие относительно середины коленчатого вала в плоскости оси коленчатого вала. Итого – шесть признаков.

Беда в том, что автоматически все эти признаки удовлетворяются только для очень небольшого количества вариантов конструкции двигателя. Так, полностью самоуравновешен только шестицилиндровый рядный двигатель. И все то, что получается на его основе – например, V-образный 12-тицилиндровый мотор.

Одноцилиндровый двигатель неуравновешен по всем силам (то есть по трем признакам), а моментов там не возникает – ось приложения сил совпадает с осью двигателя. Кому приходилось таскать мотоблок или мотокультиватор, это хорошо чувствовали на своих руках, которые хотят оторваться через час-другой работы…

Самая большая беда – у двухцилиндровых моторов, там неуравновешенны и часть сил инерции, которые второго порядка, и часть моментов. Трехцилиндровый двигатель полностью уравновешен по силам, и столь же полностью неуравновешен по их моментам.

Рядная четверка – более-менее благополучна, там остаются только сравнительно небольшие для высокооборотных моторов силы инерции второго порядка, остальные силы и все моменты самоликвидируются. И так далее – рассматривать эти варианты можно бесконечно…

Конечно, полностью самоуравновешенный двигатель – это хорошо, но что делать, если его никуда не впихнуть? Тогда идут на конструктивные хитрости. Так, неуравновешенные моменты можно убрать с помощью специальных дисбалансов маховиков или дополнительных противовесов коленчатого вала. Для ликвидации сил инерции первого и второго порядка можно использовать специальные уравновешивающие механизмы, которые приводятся от коленчатого вала и крутятся либо с его скоростью (механизмы первого порядка), либо с удвоенной частотой вращения (второго порядка).

«Четверку» рядную уравновешивают очень редко, обычно неуравновешенные силы поручают опорам двигателя. А вот для полной уравновешенности рядной «трешки» все сложнее – там и дисбалансы, и дополнительные выносные противовесы, и уравновешивающие механизмы, причем и первого, и второго порядка, необходимы.

Но чего не сделаешь ради комфорта?

» решил затронуть такую интересную тему, как создание и значение отечественного мотоцикла с тремя цилиндрами, который в мире практически не имел и до сих пор не имеет удачных аналогов. Мотор данного байка не применялся широко в процессе выпуска примерной техники СССР , но все же получил свое значимое место в истории машиностроения.

Трехцилиндровый двигатель

Как и многие другие двухтактные двигатели внутреннего сгорания, что были разработаны на советской земле, движок, получивший три цилиндра, разработал не далекий от мотоциклов человек. Будучи мастером спорта, Карл Ошиньш, старался оставить в мире байков после себя что-то достойное внимания мировых экспертов.

Так этот тип двигателя способен существенно повысить коэффициент полезного действия, применяемых на мото-технике силовых агрегатов. Нужно это современным железным коням порой для того, чтоб вырабатывать высокую маневренности при участии в шоссейно-кольцевых соревнованиях . Трехцилиндровый мото двигатель, о котором речь пойдет в статье, заслуживает особого внимания, в первую очередь, со стороны ценителей истории отечественного мотопрома.

Создал его член рижского авто-мотоклуба под названием «Даугав» еще в эру космической гонки. Причем со старта опытный образец двигателя, получившего три цилиндра в подарок от конструктора, располагал немалым рабочим объемом ка к для времен полувековой давности (350 см.куб.).

Силовой агрегат разработан специально для мотоцикла и состоит из 3 совершенно одинаковых одноцилиндровых двухтактных двигателей внутреннего сгорания, располагающих петлевой продувкой. Всех их объединяет лишь один общий картер. Причем сделал он это по уже существующим принципам трехцилиндрического мото-конструирования, внеся много новых оригинальных разработок.

Вышеуказанный советский трехцилиндровый движок располагает необычным расположением цилиндров. Отметим, что правый, а также левый цилиндры расположены параллельно друг к другу. Они имеют небольшой наклон в 10 градусов по вертикали. Третий же цилиндр (средний) обустроен с углом в 15 градусов по горизонтали.

Технические характеристики байка, имеющего 3 цилиндра впечатляют. Диаметр каждого «горшка» (цилиндра) достигает 5,2 см. При этом, ход поршня составил 5,4 см. Для каждого цилиндра характерен объем в 116 см3.

Отметим, что каждый цилиндр располагает впускным, а также выпускным каналами. Кроме того, есть и пара продувочных каналов. Причем продувочные пространства расположены на горизонтальной плоскости с углом в 120 градусов друг к другу.

Изначально конструктор наделил этот трех цининдровый мото цилиндрами, взятыми в байка «М-1А». В дальнейшем эти «горшки» были заменены на аналоги, обладающие алюминиевой рубашкой и запрессованными в нее стальными гильзами. Каждый цилиндр имел одинаковые параметры и присоединялся к картерам по советскому стандарту (при помощи четырех шпилек).

Алюминиевые головки всех трех цилиндров располагают сферической камерой сгорания. Поршни, а также их пальцы и кольца взяты также у двигателя мотоцикла «М-1А». Важнейшая особенность шатуна применяемого в трехцилиндровом моторе состоит в ромбовидном типе сечения его стержня.

Описание 3-цилиндрового мотора мотоцикла

Коленчатый вал вышеуказанного силового агрегата представлен неразборным типом конструкции. Состоит этот узел мото из трех отдельных валов, скрепленных жестким способом.Каждый кривошипный палец при этом располагает одинаковыми параметрами. Балансировка каждого коленчатого вала происходила отдельно.

Трех цилиндровый двигатель мотоцикла имеет типичную КПП с четырьмя ступенями, работающих в постоянном зацеплении шестерен с роликовым типом переключения. Все шестерни, при этом, закреплены на паре валов. На одном — жестким способом, а на другом эти приспособления находятся в свободном вращении. Внутренняя составляющая полого вала представлена клином и роликом.

Все три цилиндра при использовании патрубка были соединены с карбюратором. Управление его дросселем можно осуществлять по стандарту СССР и других стран, представляющих успешные мотобренды, используя рукоятку специальной конструкции.

Отметим и то, что трехцилиндровый мотоцикл обладает батарейным типом зажигания. Вся электроника состоит из аккумуляторной батареи, 3 катушек, 3 независимо регулируемых прерывателей и одной катушки распределения.

Данный мотор, состоящий из 3 цилиндров способен был выдавать более значительную мощность, чем любой советский мото того времени. Да и вплоть до уничтожения советских традиций мотостроения в лихие 1990-е редкий отечественный байк мог похвастаться мощностью в 35 лошадок. Причем 3-х цилиндровый двигатель создавал высокую степень сжатия и достигал оборотистости в 12000 об/мин.

как работает двигатель с изменяемой степенью сжатия

Второе поколение кроссовера Infiniti QX50 получило кучу новшеств, самым важным из которых стал уникальный мотор — 2,0‑литровая «турбочетверка» VC-Turbo с изменяемой степенью сжатия.

Максим Федоров

Идея создания бензинового мотора, где степень сжатия в цилиндрах была бы величиной непостоянной, не нова. Так, при разгоне, когда требуется наибольшая отдача двигателя, можно на несколько секунд пожертвовать его экономичностью, уменьшив степень сжатия, — это позволит предотвратить детонацию, самопроизвольное возгорание топливной смеси, которое может возникнуть при высоких нагрузках. При равномерном движении степень сжатия, напротив, желательно повысить, чтобы добиться более эффективного сгорания топливной смеси и снижения расхода горючего — в этом случае нагрузка на мотор невелика и опасность возникновения детонации минимальна.

В общем, в теории все просто, однако реализовать эту идею на практике оказалось не так уж легко. И японские конструкторы стали первыми, кто сумел довести замысел до серийного образца.

Суть разработанной корпорацией Nissan технологии в том, чтобы, в зависимости от требуемой отдачи мотора, непрерывно изменять максимальную высоту подъема поршней (так называемую верхнюю мертвую точку — ВМТ), что в свою очередь приводит к уменьшению или росту степени сжатия в цилиндрах. Ключевой деталью этой системы является особое крепление шатунов, которые соединяются с коленчатым валом через подвижный блок коромысел. Блок в свою очередь связан с эксцентриковым управляющим валом и электромотором, который по команде электроники приводит этот хитрый механизм в движение, меняя наклон коромысел и положение ВМТ поршней во всех четырех цилиндрах одновременно. 

Разница степени сжатия в зависимости от положения ВМТ поршня. На левой картинке мотор находится в экономичном режиме, на правой — в режиме максимальной отдачи. A: когда требуется изменение степени сжатия, электромотор поворачивает и перемещает рычаг привода. B: приводной рычаг поворачивает управляющий вал. C: когда вал вращается, он действует на рычаг, связанный с коромыслом, изменяя угол наклона последнего. D: в зависимости от положения коромысла, ВМТ поршня поднимается или опускается, таким образом изменяя степень сжатия.

В результате при разгоне степень сжатия уменьшается до 8:1, после чего мотор переходит в экономичный режим работы со степенью сжатия 14:1. Его рабочий объем при этом меняется от 1997 до 1970 см³. «Турбочетверка» нового Infiniti QX50 развивает мощность 268 л. с. и крутящий момент в 380 Нм — ощутимо больше, чем 2,5‑литровый V6 предшественника (его показатели — 222 л. с. и 252 Нм), расходуя при этом на треть меньше бензина. Кроме того, VC-Turbo на 18 кг легче атмосферной «шестерки», занимает меньше места под капотом и достигает максимума крутящего момента в зоне более низких оборотов.

Кстати, система регулировки степени сжатия не только повышает эффективность работы мотора, но и снижает уровень вибраций. Благодаря коромыслам шатуны при рабочем ходе поршней занимают почти вертикальное положение, в то время как у обычных двигателей они ходят из стороны в сторону (из-за чего шатуны и получили свое название). В результате даже без уравновешивающих валов этот 4‑цилиндровый агрегат работает так же тихо и плавно, как V6.

Но изменяемое положение ВМТ при помощи сложной системы рычагов — не единственная особенность нового мотора. Меняя степень сжатия, этот агрегат также способен переключаться между двумя рабочими циклам: классическим Отто, по которому функционирует основная масса бензиновых двигателей, и циклом Аткинсона, встречающимся в основном у гибридов. В последнем случае (при высокой степени сжатия) из-за большего хода поршней рабочая смесь сильнее расширяется, сгорая с большей эффективностью, в результате растет КПД и снижается расход бензина.

Помимо двух рабочих циклов, этот мотор также использует две системы впрыска: классический распределенный MPI и непосредственный GDI, который повышает эффективность сгорания топлива и позволяет избежать детонации при высоких степенях сжатия. Обе системы работают попеременно, а при высоких нагрузках — одновременно. Положительный вклад в повышение КПД двигателя вносит и особое покрытие стенок цилиндров, которое наносится методом плазменного напыления, а затем закаливается и хонингуется. В результате получается ультрагладкая «зеркальная» поверхность, на 44 % уменьшающая трение поршневых колец.

Еще одна уникальная особенность мотора VC-Turbo — это интегрированная в его верхнюю опору система активного подавления вибраций Active Torque Road, основой которой является возвратно-поступательный актуатор. Эта система управляется датчиком ускорений, фиксирующим колебания двигателя и в ответ генерирует гасящие вибрации в противофазе. Активные опоры в Infiniti впервые использовали в 1998 году на дизельном моторе, но та система оказалась слишком громоздкой, поэтому не получила распространения. Проект пролежал под сукном до 2009 года, пока японские инженеры не взялись за его усовершенствование. На то, чтобы решить проблему избыточного веса и размеров гасителя колебаний, ушло еще 8 лет. Но результат впечатляет: благодаря ATR 4‑цилиндровый агрегат нового Infiniti QX50 работает на 9 дБ тише, чем V6 его предшественника!

Редакция рекомендует:

---

---

---

---

---

Хочу получать самые интересные статьи

Порядок работы цилиндров в типовых ДВС на 4,6,8 цилиндров.

Обычным автолюбителям, совершенно не обязательно знать порядок работы цилиндров двигателя. Ну, работает и работает. Да, с этим трудно не согласится. Не нужно до того момента, пока вы не пожелаете своими руками выставить зажигание или не займетесь регулировкой зазоров клапанов.

Не будет лишним знание о порядке работы цилиндров двигателя автомобиля, когда вам нужно будет подсоединить высоковольтные провода к свечам, либо трубопроводы высокого давления у дизеля. А если вы затеете ремонт головки блока цилиндров?

Ну согласитесь, смешно будет ехать на автосервис для того, чтобы правильно установить ВВ провода. Да и ехать-то как? Если двигатель троит.

Что значит порядок работы цилиндров двигателя?

Последовательность, с которой чередуются одноименные такты в разных цилиндрах и называется порядком работы цилиндров.

От чего зависит порядок работы цилиндров? Есть несколько факторов, а именно:

— расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное;
— количество цилиндров;
— конструкция распредвала;
— тип и конструкция коленвала.

Рабочий цикл двигателя

Рабочий цикл двигателя состоит из газораспределительных фаз. Последовательность этих фаз должна равномерно распределяться по силе воздействия на коленчатый вал. Именно в этом случае происходит равномерная работа двигателя.

Обязательным условием является то, что цилиндры, работающие последовательно, не должны находиться рядом. Для этого и разрабатываются производителями двигателей, схемы порядка работы цилиндров двигателя. Но, во всех схемах порядок работы цилиндров начинает свой отсчет с главного цилиндра №1.

Газораспределительной фазой называют момент, в который начинается открытие и заканчивается закрытие клапанов. Измеряется фаза газораспределения в градусах поворота коленчатого вала по отношению к верхней и нижней мёртвым точкам (ВМТ и НМТ).

На протяжении рабочего цикла в цилиндре воспламеняется смесь топлива и воздуха. Промежуток между воспламенениями в цилиндре оказывает непосредственное влияние на равномерность работы мотора. Двигатель работает максимально равномерно при наименьшем промежутке воспламенения.

Данный цикл непосредственно зависит от количества цилиндров. Чем большим является число цилиндров, тем меньшим будет интервал воспламенения.

Порядок работы цилиндров у разных двигателей:

У двигателей одного типа, но разных модификаций, работа цилиндров может отличаться. Например, двигатель ЗМЗ. Порядок работы цилиндров двигателя 402 – 1-2-4-3, в то время как порядок работы цилиндров двигателя 406 – 1-3-4-2.

Если углубится в теорию работы двигателя, но так, чтобы не запутаться, то мы увидим следующее. Полный рабочий цикл 4-х тактного двигателя проходит за два оборота коленвала. В градусах это равно 720. У 2-х тактного двигателя 3600.

Колена вала смещают на определенный угол для того, чтобы вал находился под постоянным усилием поршней. Этот угол напрямую зависит от количества цилиндров и тактности двигателя.

— Порядок работы 6 цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4 (интервал между воспламенением составляет 1200).

— Порядок работы 8 цилиндрового V-образного двигателя 1-5-4-8-6-3-7-2 (интервал между воспламенениями 900).

— Существует, например, порядок работы 12 цилиндрового двигателя W-образного: 1-3-5-2-4-6 – это левые головки блока цилиндров, а правые: 7-9-11-8-10-12

Для того, чтобы вам был понятен весь этот порядок цифр, рассмотрим пример. У 8 цилиндрового двигателя ЗиЛ порядок работы цилиндров следующий: 1-5-4-2-6-3-7-8. Кривошипы расположены под углом 900 .

То есть если в 1 цилиндре происходит рабочий цикл, точерез 90 градусов поворота коленвала, рабочий цикл происходит в 5 цилиндре, и последовательно 4-2-6-3-7-8. В нашем случае один поворот коленвала равен 4 рабочим ходам. Естественным образом напрашивается вывод, что 8 цилиндровый двигатель работает плавне и равномернее, чем 6 цилиндровый.

Скорее всего, глубокое знание порядка работы цилиндров двигателя вашего автомобиля, вам не понадобится. Но общее представление об этом иметь необходимо. А если вы задумаете произвести ремонт, например головки блока цилиндров, то эти знания лишними не будут.

Источник: Drive2.ru

 

В завершение можно добавить следующее. Если Вам всё же пришлось выяснять порядок работы цилиндров двигателя, лучше определить самому, чем прибегать к типовым схемам, ведь меняются технологии, производители пытаются занять своё место «под солнцем» и их технологии нам неизвестны.

Audi А8 L: Выдерживать, пить еще рано

Конкуренция среди производителей представительских седанов сродни той, что есть у люксовых отелей: каждый бренд старается привлечь самых лучших конструкторов, дизайнеров, производителей комплектующих. Но таланты и силы примерно равны, и конечный продукт у всех хорош или очень хорош, а победителей в конкуренции определяют нюансы. И отельерам даже проще – у них есть такое понятие, как location, – зачастую постояльцы при прочих равных отдают предпочтение одному отелю перед другим просто потому, что он расположен в более модном/живописном месте. У автопроизводителей нет даже этого, так что лучшие среди лучших определяются на «тоненького».

За дюжину лет, что я тестирую автомобили, у меня сформировались гастрономические синонимы для большинства автомобильных брендов: Audi – свинина (мясо, которое почти никогда не бывает плохим, но и гастрономических открытий вам, как правило, не обещает), BMW – баранина (мясо на любителя), Mercedes-Benz – говядина (правильно приготовленный стейк обрадует почти всех, кроме вегетарианцев), Porsche – фуагра (деликатес, которым вряд ли можно наслаждаться каждый день, – тут я подразумеваю купе штутгартской марки), Toyota – гамбургер из McDonald’s (стабильно качественный продукт в любой части света, который гарантирует вам удовлетворение первичных потребностей, но не более), Volkswagen – братвурст (может быть очень вкусным, однако нужно знать, где подают правильные сосиски).

Но после теста нового, четвертого поколения Audi А8 L – длиннобазной версии флагманского седана из Ингольштадта – у меня сложилась не мясная, но винная ассоциация. С благородным вином, которое производитель поспешил выпустить в продажу, а нетерпеливый покупатель поспешил открыть, не дав вину вылежаться. Ошибка, которую можно совершить с шампанским: после того как из выдержанного напитка удаляется осадок, в него добавляется дозажный ликер; после этого шампанское перед поступлением в продажу должно вылежаться еще 3–6 месяцев. Но некоторые небольшие производители шампанского не имеют достаточно места в своих подвалах, поэтому отправляют вино в продажу раньше этого срока, однако честно предупреждают на контрэтикетках: вино необходимо выдержать еще минимум несколько месяцев, прежде чем открывать.

Для теста нового, четвертого по счету поколения Audi А8 организаторы предложили маршрут по Пьемонту, Романье и вдоль озер Гарда и Комо – чтобы можно было испытать седан и на автострадах, и на извилистых дорожках по холмам. Похожий рельеф теперь можно найти и в Сочи и его окрестностях, но сочинские маршруты изъезжены автопроизводителями уже не раз. Все автомобили на итальянском тесте были уже в российской комплектации, а в нашей стране Audi А8 будет продаваться в двух вариантах: с обычной колесной базой (2998 мм, общая длина – 5172 мм) и удлиненной (3128 мм, длина – 5302 мм) и пока с одним-единственным бензиновым двигателем: 3 л с турбонаддувом мощностью 340 л. с. Но уже в этом году Audi обещает расширить линейку двигателей в России за счет бензинового 4.0 TFSI, развивающего 460 л. с., в следующем году начнутся поставки машин с дизельным двигателем 3.0 TDI мощностью 340 л. с.

Преодолев за рулем и в заднем пассажирском кресле нового длиннобазного Audi около 800 км по дорогам Северной Италии, могу засвидетельствовать, что A8 L обладает исчерпывающими характеристиками для представительского седана – это быстрый, тихий, комфортный, просторный автомобиль с богатой отделкой.

По данным производителя, 340-сильный 6-цилиндровый двигатель разгоняет A8 L до 100 км/ч за 5,7 с, а максимальная скорость составляет 250 км/ч. Точно такие же динамические характеристики были у 8-цилиндрового A8 предыдущего поколения, 4,2-литровый двигатель которого выдавал 372 л. с. (У двигателя, устанавливаемого на новый седан, выше крутящий момент.)

Новый A8 – автомобиль тихий: на передних сиденьях шум ветра начинает проявляться на скоростях 185–190 км/ч, на задних его не слышно и при 240 км/ч; шум двигателя, шин и дорожного полотна седокам также не докучает: моторный отсек и арки изолированы достойно. В будущем четвертому поколению A8 обещана активная подвеска, которая способна в зависимости от дорожных условий автоматически регулировать нагрузку на каждое колесо и менять клиренс автомобиля, но и нынешняя адаптивная пневмоподвеска нареканий у меня не вызвала.

На фотографиях Audi A8, которые СМИ начнут публиковать после тест-драйва, вы, скорее всего, увидите светлый салон – он более фотогеничный. Но в реальности гораздо богаче выглядит интерьер с кожей темного шоколада, алькантарой в тон и вставками из серо-коричневого эвкалипта с очень интересной фактурой.

Длиннобазному седану обещаны кресло-оттоманка и подставка с массажем ног (на наших тестовых автомобилях их не было). Все четыре сиденья в A8 L в виде опции оборудуются вентиляцией и массажем спинок; сиденья очень удобные: при пробеге в 400 км в день – никакой усталости. Впрочем, нет предела совершенству: массаж всех спинок сидений был и у предыдущего поколения A8, с тех пор некоторые марки начали оборудовать массажем и подушки сидений. И, к нашему удивлению, оказалось, что задние подголовники в A8 L – в представительском седане – не электрифицированы (эта опция доступна только креслу-оттоманке), хотя подголовники передних сидений – с электроприводом. И это один из тех нюансов, которые формируют отношение к автомобилю.

В будущем Audi А8 обещан автопилот третьего поколения – он будет способен управлять автомобилем на скоростях до 60 км/ч на автострадах с разметкой. Но наш тестовый Audi А8 L не умел даже распознавать дорожные знаки, ограничивающие скорость, хотя на это уже способны некоторые автомобили массовых марок. Однажды у коллеги заглючил адаптивный ассистент вождения (АСА): на панели приборов появилась надпись «положите руки на руль, контроль над автомобилем потерян», и автомобиль начал замедляться, хотя водитель даже не включал ассистента и, естественно, не убирал руки с руля. Производитель обещает, что его ассистирующие системы способны замедлять движущийся автомобиль в той же полосе до полной остановки «в том случае, если водитель не способен сделать это самостоятельно». В нашем случае, к счастью, до этого не дошло: водитель качнул рулем, нажал на газ, и мы продолжили движение в ручном режиме.

Навигация тоже работала не без нареканий: на центральном дисплее нашей машины высвечивалось правильное время и расстояние до места прибытия, а на водительском дисплее эти показатели оставались неизменными с момента старта к цели; стрелки-подсказки на опционный проекционный дисплей не выводятся.

В городе 340 л. с. Audi А8 L хватает за глаза. Но на трассе ощущение меняется: от автомобиля такого класса ожидаешь, что при обгоне у него всегда окажутся дополнительные лошади под капотом, но А8 L с 3-литровым двигателем при нажатии педали газа в пол не выстреливает. Зато на 450-километровом отрезке расход топлива в режиме Dynamic у нас составил всего 12,3 л / 100 км при средней скорости 66 км/ч, у коллег в режиме Comfort – меньше 10 л / 100 км. Дополнительно экономичности способствует то, что впервые в стандартной комплектации новый Audi A8 является мягким гибридом: двигатель оснащается стартером-генератором с ременным приводом (BAS) и литий-ионным аккумулятором емкостью 10 Ач. За счет этого новый Audi A8 может двигаться накатом на скорости от 55 до 160 км/ч с выключенным двигателем на протяжении 40 с, сообщает производитель. Как только водитель снова нажимает на педаль газа, стартер BAS запускает двигатель. Не берусь сказать, отключался ли двигатель во время нашего теста, – автомобиль, повторюсь, очень тихий, – но экономичность в любом случае впечатляет.

При наличии соответствующей сим-карты Audi A8 может быть WiFi точкой доступа через сети стандарта LTE Advanced (по данным производителя, А8 – первый в мире автомобиль с этим продвинутым стандартом), наша тестовая машина действительно легко раздавала интернет четырем устройствам, и скорость его была выше, чем в 5-звездочных отелях, в которых мы останавливались.

Производитель также сообщает, что в стандартную комплектацию нового А8 входит газоанализатор, который обнаруживает вредные газы и в случае необходимости активирует режим рециркуляции воздуха. Эту опцию надо бы испытать в московских условиях – на виноградниках Пьемонта и на Гарде с Комо чадящие грузовики нам не встречались.

Резюмируя, к автомобильным конструкторам и инженерам Audi A8 вопросов нет. Но они есть к инженерам-электронщикам из Audi и компании Nvidia, разработавшей для немецкой марки информационно-развлекательные системы, и, естественно, к маркетологам Audi. Почему они поспешили выпустить на рынок новый автомобиль с не самой продвинутой электроникой и только с двумя не самыми мощными двигателями? Не отпугнет ли это потенциальных покупателей, особенно в России, где богатые люди не привыкли ждать и действуют по принципу «сейчас или никогда»? Впрочем, эти вопросы являются риторическими – заказы на Audi A8 в нашей стране уже принимаются, автомобили в шоурумы дилеров уже поступили.

Тест-драйв организован компанией Audi.

Преимущества и недостатки рядного пятицилиндрового двигателя

На протяжении многих лет рядные пятицилиндровые двигатели, которые использовались в некоторых моделях автомобилей, — как и все силовые агрегаты — имеют свои взлеты и падения

Пятицилиндровым двигателям удалось скрыться под капотами некоторых из величайших производителей автомобилей с высокими характеристиками.Хорошо известными вариантами использования этой конфигурации являются Audi Ur Quattro, Ford Focus RS второго поколения и Volvo 850R. Довольно разнообразный состав.

Пятицилиндровые двигатели все еще производятся и наиболее широко используются в Audi TT RS и RS3. Несмотря на их редкость, стоит взглянуть на плюсы и минусы таких двигателей, чтобы понять, почему некоторые производители клянутся ими, а другие никогда не станут их трогать, придерживаясь стандартной рядной четверки.

Пять цилиндров имеют индивидуальный порядок работы, что позволяет равномерно распределять рабочие ходы на протяжении всего вращения коленчатого вала.Четырехтактная пятицилиндровая установка обеспечивает межосевой интервал в 144 градуса поворота коленчатого вала. По сравнению с четырехцилиндровым двигателем, который запускается через каждые 180 градусов, перекрытие будет на 36 градусов, что означает, что еще один рабочий ход произошел до того, как коленчатый вал повернется до отметки 180 градусов. Это приводит к плавной подаче мощности вместо относительной тряски рядной четверки.

Шеек коленчатого вала разнесены таким образом, чтобы обслуживать пять цилиндров.По отношению к первому поршню, находящемуся в верхней мертвой точке, вторая шейка расположена на 144 градуса против часовой стрелки вокруг коленчатого вала, третья шейка — на 216 градусов, четвертая — на 288 градусов и пятая — на 72 градуса (или 432 градуса от начала координат). . При соответствующем интервале зажигания это составляет порядок зажигания 1-2-4-5-3 в большинстве пятицилиндровых двигателей. Это означает, что поршень совершает возвратно-поступательное движение от одной стороны блока цилиндров к другой, прежде чем завершить свой полный цикл с центральным третьим поршнем.

Пятицилиндровый двигатель с немного другим порядком включения 1-4-2-5-3, снова заканчивая центральным цилиндром

.

Как и в случае с трехцилиндровыми двигателями, возвратно-поступательное движение, обусловленное расстоянием между шейками и порядком зажигания, приводит к уравновешиванию вертикальных сил внутри двигателя.К сожалению, в горизонтальной плоскости двигателя наблюдается дисбаланс крутящего момента, а это означает, что пятицилиндровый двигатель постоянно пытается повернуться или перевернуться по своей длине. Для этого раскачивающего движения часто требуется балансировочный вал, чтобы нейтрализовать эту крутящую силу, что улучшит общую чистоту. Это внутреннее инерционное поведение затем усиливается длиной двигателя по сравнению с I4, что приводит к инженерным сложностям, от которых многие производители решают отказаться.

Тем не менее, для тех, кто хочет найти способ обойти эти проблемы, есть несколько причин, по которым пятицилиндровый двигатель является жизнеспособным вариантом в качестве трансмиссии.Во-первых, будучи короче рядной шестерки, их гораздо легче установить в поперечном направлении. Это открывает возможности для внедрения пяти горшков в автомобили меньшего размера, входящие в ассортимент производителя.

Знакомство с принципом работы новейшего пятицилиндрового двигателя Audi

Как обсуждалось ранее, передача мощности более плавная, чем у рядного четырехцилиндрового двигателя, что обеспечивает шелковисто-плавный подъем на оборотах, которым славится пятипозиционный двигатель.Это дополнительно усиливается за счет вертикального баланса возвратно-поступательных поршней, а в сочетании с дополнительным потенциальным рабочим объемом по сравнению с четырехцилиндровым двигателем есть множество включений, которые оправдывают выбор этих силовых установок такими, как Audi.

Fiat Coupe был основан на том же шасси, что и Alfa Romeo GTV, но имел пятицилиндровый силовой агрегат, а не четырехцилиндровый Alfa Twinspark.

Пятицилиндровые двигатели, похожие на миниатюрные V10, естественно, вызывают уважение в автомобильном сообществе.Возможно, благодаря прошлому успеху в автоспорте, автомобили с пятью горшками все еще держатся, в отличие от своих кузенов V10.

Скоро мы будем тестировать седан Audi RS3, который оснащен тем же пятицилиндровым двигателем объемом 2,5 литра мощностью 395 л.с., что и Audi TT RS, автомобиль, который CT уже довольно любит. Поскольку Audi отменила 400-сильную версию своего рядного четырехцилиндрового двигателя EA888 из-за того, что существующий пятицилиндровый двигатель является более дешевым вариантом, этот двигатель должен прослужить еще какое-то время.

Добавьте к этому тот факт, что в этом году Mercedes снова присоединяется к игре с рядными двигателями с новым рядным шестицилиндровым двигателем плюс Jaguar, который будет следовать за ним, мы можем быть на пороге возрождения рядного двигателя производительности.Волнующие времена!

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 разных 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.

Разъяснение различий и качеств

Сегодня индийские производители автомобилей все больше сосредотачиваются на производстве автомобилей с 3-цилиндровыми двигателями. Среди людей широко распространено заблуждение, что трехцилиндровые двигатели уступают четырехцилиндровым двигателям. Следовательно, существует твердое убеждение, что они подходят только для бюджетных автомобилей начального уровня.Однако в действительности все обстоит как раз наоборот. 3-цилиндровые двигатели имеют другую функциональность по сравнению с 4-цилиндровыми двигателями, но ни в чем не уступают. Ford использует 3-цилиндровый двигатель на Ecosport, который никоим образом не является автомобилем начального уровня. Итак, здесь мы развенчаем некоторые мифы и рассмотрим различия между 3-цилиндровым двигателем и 4-цилиндровым двигателем. Мы также перечислим замысловатые плюсы и минусы каждого из них.

Также читайте: Объяснение работы двигателя

3-цилиндровый двигатель и 4-цилиндровый двигатель: что их отличает?

Как бы сильно это ни было очевидно, главное различие между 3- и 4-цилиндровым двигателем — это количество цилиндров.Но это не все. Из-за количества цилиндров у 3-цилиндрового двигателя совсем другой порядок работы для поддержания баланса. В случае 4-цилиндрового двигателя мощность вырабатывается при каждом повороте коленчатого вала на 90 градусов. Однако в 3-цилиндровом двигателе мощность генерируется каждые 120 градусов. Из-за таких вариаций 3-цилиндровый двигатель демонстрирует кардинально другие характеристики по сравнению с 4-цилиндровым двигателем.

Также читайте — Плюсы и минусы тефлонового покрытия автомобилей

3-цилиндровый двигатель по сравнению с 4-цилиндровым двигателем: преимущества 3-цилиндрового двигателя

Меньше использования сырья

Это, пожалуй, самый востребованный плюс 3-цилиндрового двигателя.Чем меньше на один цилиндр, тем меньше материалов, необходимых для изготовления 3-цилиндрового двигателя. Это дает производителям двойное преимущество. Во-первых, нужно использовать меньший материал, чтобы сэкономить значительные средства на один двигатель. Далее, поскольку на один цилиндр меньше, вы можете создать двигатель меньшего размера с тем же рабочим объемом. Это позволяет производителям сделать моторный отсек компактнее и сосредоточиться на том, чтобы сделать салон более просторным.

Оптимизирован для экономии топлива

Это самый востребованный плюс с точки зрения потребителя.3-цилиндровый двигатель намного более экономичен по сравнению с 4-цилиндровым двигателем того же размера. Это связано с двумя основными факторами: меньшими потерями на трение и меньшим весом. Поскольку на один цилиндр меньше, потери на трение, вызванные контактом металлических поверхностей внутри блока цилиндров, меньше. Это в основном означает увеличение выработки силы при меньшем расходе топлива. К тому же из-за отсутствия одного цилиндра блок двигателя намного легче. Даже коленчатый вал, предназначенный для удержания поршней, легче.В общем, общая экономия в весе неплохая. Сочетание обоих этих факторов дает 3-цилиндровым двигателям преимущество с точки зрения топливной экономичности.

Подсветка в кармане

В целом 3-цилиндровый двигатель дешевле в обслуживании и эксплуатации. Чем меньше на один цилиндр, тем меньше количество работающих в двигателе деталей. Это означает, что в двигателе используется меньшее количество деталей. Таким образом, автоматически происходит меньший износ по сравнению с 4-цилиндровым двигателем.Даже, если они все-таки умрут, общие затраты на замену / починку деталей будут меньше, так как количество деталей будет меньше.

Теперь давайте посмотрим на положительные стороны 4-цилиндрового двигателя.

3-цилиндровый двигатель по сравнению с 4-цилиндровым двигателем: преимущества 4-цилиндрового двигателя

Высочайшее совершенство

Наиболее выгодным аспектом 4-цилиндрового двигателя является то, что он чрезвычайно усовершенствован. Все двигатели в наши дни являются четырехтактными (впускной, компрессионный, силовой, выпускной).С 4-цилиндровым двигателем общая балансировка идеальна. На каждом такте, совершаемом в 4-цилиндровом двигателе, один цилиндр всегда находится в рабочем такте, а все остальные находятся в разных положениях, чем друг друга. Это придает коленчатому валу более плавное движение, что в целом обеспечивает плавную работу двигателя. 4-цилиндровый двигатель вырабатывает мощность при каждом повороте коленчатого вала на 90 градусов. С другой стороны, трехцилиндровый двигатель развивает мощность каждые 120 градусов. Для достижения этой ориентации коленчатый вал должен быть изготовлен таким образом, чтобы вызвать задержку срабатывания приблизительно 1/3 ^rd цикла.Этот промежуток в реальном времени воспринимается как более грубая работа на холостом ходу и более шумная работа двигателя.

Мощность разводки скважин

Как мы обсуждали в предыдущем пункте, у 3-цилиндровых двигателей есть зона, в которой цикл не работает. В течение этого периода коленчатый вал вращается исключительно за счет импульса, создаваемого поршнем в предыдущем такте. Таким образом, на более низких оборотах 3-цилиндровый двигатель действительно изо всех сил пытается добиться максимальной мощности. Но по мере увеличения оборотов коленчатый вал получает достаточный сохраненный импульс, и он может выдавать здоровую выходную мощность.С другой стороны, 4-цилиндровый двигатель не страдает этой проблемой, поскольку у него нет лагов в порядке зажигания. Он одинаково хорошо работает как на низких оборотах, так и на высоких оборотах.

3-цилиндровый двигатель и 4-цилиндровый двигатель: заключение

Итак, какой двигатель лучше? В настоящее время 3-цилиндровые двигатели имеют почти такую ​​же мощность, что и 4-цилиндровые двигатели той же мощности. Итак, кто здесь стоит победителем? Ответ отрицательный. У каждого типа двигателя есть свои плюсы и минусы, и оба они подходят для разных целей.3-цилиндровый двигатель лучше подходит для экономии топлива и затрат. 4-цилиндровый двигатель лучше подходит для утонченности и мощной отдачи. В общем, все сводится к вашим предпочтениям.

Как работает радиальный двигатель?

Вы, наверное, слышали о радиальном двигателе. Они — двигатели ранней авиации вплоть до начала реактивной эры. Эти двигатели потрясающие.Но зачем их придумали и как они работают? И почему они исчезли? Проверить это …

Чистая сила в кругу

Радиальные двигатели разрабатывались еще до того, как братья Райт совершили свой первый полет с двигателем, когда К. Мэнли создал пятицилиндровый радиальный двигатель с жидкостным охлаждением для самолета Сэмюэля Лэнгли.

В то время они конкурировали с роторными двигателями и рядными двигателями с водяным охлаждением. Но к концу Первой мировой войны роторные двигатели достигли своего пика, и радиальные двигатели быстро затмили их.

Радиальные двигатели с воздушным охлаждением имеют ряд преимуществ перед своими линейными собратьями. Они легче рядных двигателей с жидкостным охлаждением и, поскольку не требуют охлаждающей жидкости, более устойчивы к повреждениям. Радиальные двигатели проще — коленчатые валы короче и для них требуется меньше подшипников коленчатого вала. Они более надежны и работают плавнее.

Но у радиальных двигателей есть и недостатки. Их массивная передняя часть создает сопротивление и ограничивает обзор пилота. Радиальные двигатели нуждаются в значительном потоке воздуха для охлаждения цилиндров, поэтому размещение двигателя на самолете ограничено.Установить многоклапанный механизм практически невозможно, поэтому почти во всех радиальных двигателях используется двухклапанная система, ограничивающая мощность. И хотя один ряд цилиндров охлаждает равномерно, в более крупных двигателях используются ряды цилиндров. Задние ряды закрыты передними, а воздух уже горячий после прохождения первого набора цилиндров, что ограничивает охлаждение.

Как работает радиальный двигатель?

Радиальный двигатель работает как любой другой четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Каждый цилиндр имеет такты впуска, сжатия, мощности и выпуска.Они отличаются от рядных и горизонтально-оппозитных двигателей порядком включения и способом соединения с коленчатым валом

.

Цилиндры радиального двигателя пронумерованы сверху по часовой стрелке, причем первый цилиндр имеет номер 1. Шатун первого цилиндра присоединяется непосредственно к коленчатому валу — это ведущий стержень. Штоки других цилиндров соединяются с точками поворота вокруг ведущего штока.

Каждый радиальный двигатель имеет нечетное количество цилиндров, и они работают в чередующемся порядке.Итак, пятицилиндровый двигатель срабатывает в порядке 1, 3, 5, 2 и 4. Семицилиндровый двигатель работает в порядке 1, 3, 5, 7, 2, 4, 6.

При срабатывании цилиндров узел штока вращается вокруг коленчатого вала, вращая его, как коленчатый кривошип. Противовес находится напротив ступицы штока, чтобы предотвратить вибрацию двигателя.

Турбины украли рынок

Чтобы получить больше мощности от радиального двигателя, инженеры добавили несколько рядов цилиндров. Pratt & Whitney Wasp Major использует четыре ряда по семь цилиндров (всего 28 цилиндров!) с нагнетателем для выработки до 4300 лошадиных сил .На нем были установлены многие из последних крупных самолетов с поршневыми двигателями, в том числе B-36 Peacemaker (на котором использовались шесть самолетов Wasp Majors и четыре турбореактивных двигателя) и Martin Mars.

Б-36 Миротворец

Кэмпбелл / Flickr

Мартин Марс

Ален Бурк / Flickr

A Pratt & Whitney Wasp Major

В конечном счете, турбинные и турбовинтовые двигатели, разработанные после Второй мировой войны, могли развивать гораздо большую мощность, чем радиальный двигатель, более эффективно и с меньшим весом.Но это не меняет того факта, что радиальные двигатели выглядят круто, а звучат даже лучше.

redeaglesformation.com

Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.

Проектирование и разработка концептуального 5-тактного двигателя

---

Наша цель, связанная с 5-тактным двигателем, — разработать бензиновый двигатель с расходом топлива и уровнями выбросов, сопоставимыми с текущими дизельными двигателями, без серьезных проблем с выбросами твердых частиц и NOx, от которых страдают дизели.

Концепция двигателя, изобретенная Герхардом Шмитцем, была разработана Ilmor в виде рабочего двигателя с использованием литой головки блока цилиндров, изготовленной из цельного блока цилиндров, а также отдельных масляных и водяных насосов с электрическим приводом. Два верхних распределительных вала приводят в действие обычный клапанный механизм со спиральной пружиной, при этом распределительный вал высокого давления работает с частотой вращения коленчатого вала 0,5 x, а распредвал низкого давления — с частотой вращения коленчатого вала 1 x. Двигатель также оснащен турбонаддувом для увеличения мощности двигателя.

Рабочие характеристики 5-тактного двигателя

• Объем двигателя 700 см3 (с турбонаддувом)
• Пиковая мощность 130 л.с. при 7000 об / мин
• Максимальный крутящий момент 166 Нм при 5000 об / мин
• Расход топлива всего 226 г / кВтч

Преимущества 5-тактной концепции

• Вторичный цилиндр обеспечивает дополнительный процесс расширения, позволяющий извлекать дополнительную работу, тем самым повышая термодинамическую эффективность.
• Двигатель имеет общий коэффициент расширения, приближающийся к дизельному двигателю — в районе 14,5: 1
• Минимизация работы по перекачке из-за эффекта уменьшения габаритов из-за высокоэффективных запальных цилиндров.
• Степень сжатия может быть уменьшена для отсрочки возникновения детонации без снижения производительности.
• Поскольку рабочие цилиндры могут иметь очень высокий номинал, двигатель относительно компактен.
• Расход топлива не увеличивается так быстро с увеличением BMEP, так как замедление отбрасывает больше энергии в цилиндр расширения.
• В двигателе используется 100% традиционная технология, поэтому новые технологии производства не требуются.

Принцип работы

В 5-тактном концептуальном двигателе используются два работающих цилиндра (высокое давление — HP), работающих по обычному 4-тактному циклу, которые поочередно выпускаются в центральный расширительный цилиндр (низкое давление — LP), после чего сгоревшие газы выполняют дальнейшую работу. Цилиндр низкого давления разделяет процессы расширения и сжатия и позволяет выбирать оптимальную степень расширения независимо от степени сжатия.

Работа концептуального двигателя позволила получить впечатляющие показатели расхода топлива в очень широком рабочем диапазоне. Это связано с тем, что в начале детонации больший процент работы может быть извлечен в цилиндре низкого давления, что обеспечивает некоторую степень самокомпенсации.

Похожие видео

---

Ilmor 5-тактный двигатель

---

3-цилиндровый как 8-тактный двигатель

Деактивация цилиндра

3 цилиндра как 8-тактный

Каток CDA

И.Введение

Отключение цилиндров обсуждается с 1980-х годов как мера по снижению расхода топлива и, таким образом, выбросов CO₂ бензиновых двигателей. При работе в условиях малой нагрузки система управления двигателем прерывает подачу топлива к нескольким цилиндрам двигателя и деактивирует их зажигание. В этом случае затронутые цилиндры будут только буксироваться. С системами, которые реализуют регулируемые фазы газораспределения, такие как переключающие или отключающие элементы (переключаемые толкатели, переключаемые толкатели роликового пальца, складывающиеся поворотные элементы и системы переключения кулачков), а также полностью регулируемые системы, такие как электрогидравлическая система UniAir от Schaeffler, клапаны деактивированные цилиндры также остаются закрытыми, чтобы минимизировать потери цикла зарядки и предотвратить прокачку воздуха.Эффект экономии топлива при отключении цилиндров достигается за счет смещения точки нагрузки на оставшиеся цилиндры, которые все еще активно работают. Это приводит к большему наполнению и соответствующему дросселированию системы впуска. Увеличенный заряд снижает потери тепла стенками во время процесса высокого давления, а эффект дросселирования сводит к минимуму работу по обмену заряда. Оба фактора значительно повышают эффективность работы двигателя при постоянном выходном крутящем моменте. Еще несколько лет назад концепции отключения цилиндров обычно применялись для больших двигателей с шестью или восемью цилиндрами.В зависимости от используемой системы деактивация цилиндров включала либо отключение всего ряда цилиндров, либо отдельных цилиндров обоих рядов в конфигурации с V-образным двигателем. Из-за все более строгих пределов выбросов CO₂ системы отключения цилиндров также все чаще используются на небольших рядных двигателях с четырьмя или, в некоторых случаях, только тремя цилиндрами [1, 2].

II. Анализ вибрации трехцилиндрового двигателя

Возбуждение вибрации, однако, имеет решающее значение, особенно при отключении цилиндров в трехцилиндровых двигателях.В результате нерегулярного интервала зажигания статическая деактивация цилиндра приводит к преобладанию 0,5-го порядка двигателя, поскольку последовательность зажигания повторяется только после двух оборотов двигателя. За счет интеграции соответствующих концепций демпфирования, таких как комбинация двухмассового маховика Schaeffler со специально адаптированными пружинными характеристиками, а также центробежных маятников, можно снизить возбуждение трансмиссии до приемлемого уровня даже при очень низких оборотах двигателя. Напротив, регулярный интервал зажигания 480 ° CA, связанный с чередующейся системой деактивации цилиндров, дает более управляемый доминантный 0.75-й заказ на двигатели, в соответствии с которым интеграция двухмассового маховика и центробежного маятника также расширяет потенциальный диапазон применения до более низких оборотов двигателя. Чтобы оценить эти возможности для трехцилиндрового двигателя, Schaeffler проанализировал концепцию деактивации цилиндров качения (RCD), проведя расчеты моделирования и эксперименты на работающем двигателе. При этом через определенные промежутки времени отключаются отдельные цилиндры двигателя.

Это затем приводит к «1.5-цилиндровый режим »с общим процентом отключения 50%. Из-за чередующейся последовательности запущенных и необожженных циклов в цилиндре возбуждение повторяется после того, как два цилиндра проходят через него. Это приводит к вышеупомянутому удвоенному интервалу зажигания на 480 ° CA по сравнению с работой двигателя на всех доступных цилиндрах. Периодическое возбуждение вибрации повторяется после двух третей полного оборота распределительного вала вместо одного полного оборота, как это было бы в случае, если бы постоянно назначенный цилиндр должен был быть отключен в статической системе.

В дополнение к улучшенным характеристикам возбуждения вибрации, еще больший потенциал для снижения расхода топлива представляет собой главное преимущество деактивации цилиндров качения, поскольку обеспечивается более высоким процентом деактивации 50% по сравнению с 33% при статической деактивации цилиндров (Рисунок 1) . Этот более высокий процент, однако, также означает, что порог ограничения для выходного крутящего момента или среднего эффективного давления в карте двигателя для отключения цилиндров ниже.

Рисунок 1 Уровень деактивации и возбуждение крутильных колебаний различных стратегий деактивации для трехцилиндровых двигателей

III. Стратегия работы системы деактивации роликовых цилиндров

В контексте вышеупомянутых преимуществ, предлагаемых этими системами, Schaeffler в течение некоторого времени работает над концепциями деактивации цилиндров качения, которые могут быть применены к трехцилиндровому двигателю [3].В процессе также было исследовано, какая операционная стратегия приводит к наибольшей экономии топлива. Современные системы дезактивации цилиндров обычно удерживают свежий воздух в деактивированном цилиндре, сжимают его и расширяют без возгорания. Альтернативный подход заключался бы в ограничении остаточного газа или отключении уже откачанного баллона. Поскольку впускной и выпускной клапаны на деактивированном цилиндре закрыты, цикл зарядки также отсутствует, а это означает, что цилиндр проходит фазы сжатия и расширения дважды — без сгорания — за один оборот распределительного вала.Напротив, активно работающий цилиндр завершает традиционный четырехтактный процесс, нагнетая, сжимая, воспламеняя, работая и выбрасывая сгоревший газ. Таким образом, возбуждение деактивированного цилиндра происходит дважды за один оборот распределительного вала, тогда как возбуждение рабочего цилиндра происходит только один раз [4].

Чтобы оценить потенциал трех возможных рабочих стратегий для отключения цилиндров качения на трехцилиндровом двигателе, Schaeffler подверг каждую стратегию сравнительному моделированию.На Рисунке 2 показаны рассчитанные эффекты на расход топлива в установившейся рабочей точке 2000 об / мин со средним эффективным давлением 2 бара.

Рисунок 2 Потенциал экономии топлива при различных операционных стратегиях отключения цилиндров в установившемся режиме работы

При снижении расхода топлива на 12,5% стратегия RCD с вакуумированными цилиндрами (рис. 2, справа) предлагает дополнительный потенциал экономии по сравнению с примерно 10% -ным сокращением, достигаемым при статической деактивации цилиндров (CDA) второго цилиндра, как применительно к полной работе двигателя на всех цилиндрах.Это можно объяснить распределением потери эффективности по отдельным режимам работы в верхней части графика. Обычная система отключения цилиндров уже способна значительно снизить насосные потери, возникающие при работе всех цилиндров. Это основная причина снижения расхода. Однако количество газа, заключенного в цилиндре, которое является результатом постепенного выравнивания давления по сравнению с эффектом прорыва, оказывает дополнительное негативное влияние на эффективность из-за непрерывных фаз сжатия и расширения и вытекающих из этого потерь тепла стенками.В установке дезактивации прокатного цилиндра с ограниченным остаточным газом температура и давление ограниченного газа очень высоки. Это, таким образом, резко увеличивает потери тепла стенками, поскольку повышенное внутреннее давление в цилиндре создает массовый поток большого объема. Результатом является даже более высокий расход топлива, на +12%, чем при работе на всех цилиндрах, а это означает, что стратегия ограничения остаточного газа совершенно не подходит для реализации системы деактивации цилиндров качения. При работе с заправкой свежим воздухом расход топлива может быть уменьшен только примерно на 4% по сравнению с работой на всех цилиндрах, несмотря на то, что потери при отключении значительно ниже.Проблема здесь заключается в медленном сгорании, которое возникает в результате полного разрушения падающего потока из-за двух промежуточных сжатий свежей газовой смеси. Это снижает эффективность высокого давления примерно на 3%.

Во время деактивации прокатки с откачкой цилиндров с помощью подходящей арматуры, потери, накопленные во время неиспользованных рабочих циклов, сводятся к минимуму. Такой подход снижает расход топлива по сравнению с традиционной системой отключения цилиндров еще на 2-3% в рассматриваемой рабочей точке.В испытательном двигателе остаточный выхлопной газ отработанного рабочего цикла в сочетании с отключенными и откачанными цилиндрами составлял менее 10%. Таким образом, общее количество остаточных выхлопных газов было вдвое меньше, чем при работе на всех цилиндрах или при статической деактивации цилиндров. Причина этого в том, что впускной и выпускной клапаны не открываются одновременно в любое время, что значительно снижает возможность активного контроля внутренней фракции остаточного газа. Это указывает на идею о том, что улучшение контроля фракции остаточного газа в сочетании с системой деактивации роликового цилиндра может еще больше снизить расход топлива.

IV. Конструкция испытательного двигателя

Многообещающие результаты моделирования побудили Schaeffler проанализировать потенциал системы деактивации цилиндров качения на физическом испытательном двигателе, подвергнутом всесторонней серии динамометрических испытаний. Базовым двигателем, использованным для испытаний, является трехцилиндровый бензиновый двигатель объемом 1,0 литр от Ford. Этот двигатель имеет установленную на заводе систему непосредственного впрыска, турбонагнетатель и гидравлические регуляторы фаз фаз газораспределения на впускной и выпускной сторонах.Клапаны приводятся в действие толкателями ковша в поколении двигателей, используемых для испытаний. Между тем, также доступна новая, пересмотренная версия двигателя, в которой используются толкатели пальцев в клапанном механизме.

Для интеграции системы деактивации цилиндров качения в испытательный объект в качестве физического оборудования, клапаны всех трех цилиндров в двигателе должны иметь возможность управлять независимо друг от друга. Минимальным требованием для этого является выполнение нулевого хода во всех последовательностях срабатывания клапана с помощью переключающих элементов.Большая гибкость в реализации стратегии экономии топлива и низкого уровня выбросов доступна в форме бесступенчатого клапана на стороне впуска, который можно настроить практически без ограничений для последовательности подъема клапана и фаз газораспределения. Еще в 2009 году Schaeffler выпустила свою электрогидравлическую систему UniAir, которая предлагала очень универсальный подход к реализации широкого диапазона стратегий фаз газораспределения для серийного производства. Система может использоваться не только для отключения цилиндров, но также может уменьшить дроссельную заслонку двигателя с помощью стратегий раннего закрытия впускного клапана (EIVC) или позднего закрытия впускного клапана (LIVC), а также путем изменения высоты подъема клапана, так что общая Преимущества системы перевешивают затраты, связанные с дополнительным оборудованием.Базовых механических систем на стороне выпуска, которые переключаются между полным подъемом и нулевым подъемом, достаточно для отключения системы цилиндров качения. Это может быть переключение толкателей роликового пальца или толкателя ковша.

Для перехода на систему отключения цилиндров качения испытательный двигатель был оснащен системой UniAir на стороне впуска. Переключаемые толкатели ковша со стороны выпуска заменяют стандартные детали серийного производства.Регуляторы фаз газораспределения на впускном и выпускном распредвалах базового двигателя были настроены на оптимизированные, но фиксированные фазы газораспределения. Реализация конструкции новой системы привода клапана для прототипа потребовала серьезных изменений в базовом двигателе. Эти изменения затрагивают головку блока цилиндров, ременную передачу и периферию двигателя (рис. 3).

Рисунок 3 Сравнение серийного и испытательного двигателя

Комплексная модернизация головки блока цилиндров была проведена в сотрудничестве с Ford и поставщиком услуг по разработке.При этом весь установленный на заводе клапанный механизм был снят со стороны впуска и заменен алюминиевым модулем UniAir. Модуль включает в себя все компоненты для приведения в действие впускных клапанов — включая систему привода UniAir, распределительный вал и соответствующие опоры подшипников — в едином блоке (рис. 4). Масляные каналы используются для подключения модуля к системе смазки двигателя.

Рисунок 4 Модуль головки блока цилиндров UniAir

Относительно высокая конструкция впускной стороны по сравнению с серийным решением была в основном выбрана для прототипа, потому что она позволяет интегрировать модуль UniAir в головку блока цилиндров без необходимости вносить какие-либо изменения в геометрию или расположение впускного канала. расположение клапанов, свечей зажигания и форсунок.Это также причина того, что стандартные толкатели ковша были просто заменены переключаемыми со стороны выпуска. Дополнительные каналы, фрезерованные в держателе распределительного вала, соединяют эти толкатели переключения с гидравлическим контуром системы деактивации цилиндра, при этом толкатели приводятся в действие независимо для каждого цилиндра через отдельные электромагнитные клапаны управления потоком масла. На рис. 5 показана модифицированная головка блока цилиндров с обоими модулями клапанного механизма.

Рисунок 5 Головка блока цилиндров с модулями клапанного механизма для сторон впуска и выпуска

На рис. 6 показаны кривые подъема клапана, полученные с помощью новой системы клапанного механизма.Пунктирные линии представляют кривые подъема двигателя серийного производства, а сплошные линии показывают подъем клапана после переоборудования. На кривых подъема серийного двигателя вы можете увидеть возможность изменения времени открытия и закрытия клапанов с помощью фазовращателей. С другой стороны, время выпуска тестового двигателя заранее определено или фиксировано, в то время как система UniAir обеспечивает высокую степень изменчивости на стороне впуска, как указывает зеленая линия на рисунке 6. Эта линия определяет максимальный подъем клапана, который возможен с системой UniAir, а это означает, что подъем клапана может принимать практически любой характер ниже этой линии.

Рисунок 6 Сравнение кривых подъема клапана для базового двигателя и переделанного испытательного двигателя RCD

Эта гибкость закладывает основу для снижения расхода заряда с помощью стратегий EIVC или LIVC. Впускные клапаны также могут быть быстро открыты с минимальным подъемом в точке 1 для регулирования остаточного газа — относительно нагрузки двигателя — за счет небольшого опережения подъема кулачка загрузочного кулачка. Чтобы подготовиться к отключению цилиндра, остаточный газ в целевом цилиндре выталкивается во впускной коллектор и удерживается там для следующего рабочего цикла срабатывания.Во время следующего подъема впускного клапана этот газ входит в камеру сгорания вместе со свежим газом для кондиционирования топливовоздушной смеси. В то же время в запущенном цилиндре дополнительно дросселируется с использованием стратегии EIVC или LIVC, как показано на Рисунке 7.

Рис. 7 Стратегии управления остаточным газом и подъемом впускного клапана с помощью системы UniAir для деактивации роликового цилиндра

Установление оптимальных условий для смеси шихты положительно влияет на стабильность процесса сгорания и неочищенные выбросы в первом рабочем цикле после дезактивации.Поскольку впускной распределительный вал тестового двигателя расположен выше, чем у серийного двигателя из-за модифицированного модуля UniAir, пришлось перепроектировать весь ременной привод, а также все натяжные ролики и натяжные ролики (рис. 8). В процессе разработки новой компоновки Schaeffler использовала свой обширный собственный опыт в разработке и применении индивидуальных приводных решений для клапанных механизмов с соответствующими узлами ременного привода ГРМ.

Рисунок 8 Ременной привод ГРМ новой конструкции

Дополнительные модификации коснулись системы вентиляции двигателя и компонентов системы впрыска топлива и зажигания.Дополнительная алюминиевая передняя крышка двигателя обеспечивает защиту привода ГРМ.

Модифицированная головка блока цилиндров испытательного двигателя была помещена на испытательный стенд с двигателем для лазерного измерения подъема клапана. Этот тест является частью установленной процедуры, которую Schaeffler использует при интеграции системы UniAir в новый двигатель. С этой целью электромагнитные клапаны исполнительной системы UniAir приводятся в действие при вращении распределительного вала, и высота подъема клапана регистрируется относительно угла поворота коленчатого вала.Использование лазера для выполнения измерений обеспечивает высочайшее разрешение измерений. Определение корреляции между срабатыванием электрогидравлических электромагнитных клапанов и результирующим подъемом клапана в контексте целевого применения и условий двигателя закладывает основу для калибровки системы UniAir, разработанной как интеллектуальный привод, которая предоставляется Schaeffler вместе с соответствующее управляющее программное обеспечение.

Испытания двигателя должны максимально использовать потенциал регулируемого регулирования впуска системой UniAir.Это включает в себя дросселирование цикла зарядки за счет реализации меньшего подъема клапана во время работы с частичной нагрузкой. Однако, если камера сгорания не модифицируется соответствующим образом, существует риск того, что воздушно-топливная смесь больше не будет кондиционироваться в достаточной степени из-за уменьшения движения заряда. В процессе проектирования с помощью моделирования были разработаны маскирующие контуры для камеры сгорания рядом с впускными клапанами и испытаны путем проведения измерений на стенде для испытания потока. Дополнительный материал, добавленный в камеру сгорания, минимально увеличивает степень сжатия двигателя с 10.1 к 10.4. Последующие испытания двигателя подтвердили положительный эффект меры маскировки.

В. Испытание сработавшего двигателя

Испытания на испытательном стенде с запущенным прототипом двигателя (рис. 9) были проведены компанией Schaeffler вместе с поставщиком услуг по разработке, как и предыдущие термодинамические модели.

При проектировании испытательного стенда особое внимание было уделено обеспечению использования комплексного измерительного оборудования, чтобы можно было количественно оценить внутренние процессы двигателя и их влияние на выбросы во время отключения цилиндров качения.Использовалось следующее измерительное оборудование:

• Система AVL Indiset (индексация высокого давления)

• Измерение выбросов AVL Mexa

• Измеритель твердых частиц AVL 489

• Система измерения расхода топлива

• Klopferkennungssystem IAV KIS

• Система обнаружения детонации IAV KIS

• Система измерения подъема клапана Sensitec от Dewetron

• Различные датчики давления и температуры (включая индексирование низкого давления)

• Датчик кислорода и сканер

• Датчик частоты вращения турбонагнетателя ОГ

• Расходомер AVL Sensyflow для свежего воздуха.

Рисунок 9 Установка испытательного стенда для испытаний запущенного двигателя

Особой особенностью является дополнительное измерение высоты подъема клапана во время работы двигателя на холостом ходу с помощью индуктивных датчиков. Гармоничное взаимодействие всех модулей в измерительной цепочке обеспечило надежные, воспроизводимые результаты всех параметров горения на протяжении всего испытательного стенда.Это, в свою очередь, сделало прозрачными процессы в камере сгорания непосредственно в первой точке воспламенения после отключения цилиндра. Эта фаза рассматривается как невралгическая точка деактивации цилиндров качения, так как в отличие от обычной системы деактивации цилиндры должны полностью способствовать созданию номинального крутящего момента двигателя в каждой переменной точке зажигания без пропусков зажигания. Что помогает, так это то, что цилиндры в системе деактивации качения не так сильно охлаждаются, потому что очень скоро они снова сработают во время следующего оборота распределительного вала.

VI. Результаты измерений

Для получения сопоставимых результатов двигатель был запущен на испытательном стенде с обычным отключением цилиндров и роликовым выключателем. На рисунке 10 изображена программа испытаний для серии измерений, которая включала шесть точек карты двигателя в диапазоне от низкого до среднего диапазона нагрузки / скорости. Эти точки карты были запущены в условиях устойчивого состояния. Условия отдельных испытаний, такие как температура окружающей среды, температура двигателя и давление масла, были идентичны в каждом случае.

Рисунок 10 Рабочие точки программы испытаний на карте характеристик двигателя

Вопрос о том, какой цилиндр следует деактивировать во время статической деактивации цилиндра, зависит от многих факторов, зависящих от двигателя, поэтому невозможно дать окончательный ответ, охватывающий все области применения. Поскольку нашей отправной точкой был серийный трехцилиндровый двигатель Ford, было обнаружено, что испытательный двигатель Schaeffler лучше всего работал при выключении первого цилиндра [5].

На рисунке 11 показано относительное снижение расхода топлива, измеренное в точках карты проверенных двигателей, взятых из рисунка 10. На рисунке показаны процентные различия в удельном расходе топлива по сравнению с базовой конфигурацией (черным цветом), которая характеризуется полным цилиндром. работа без использования потенциалов дросселирования, обеспечиваемых системой UniAir на стороне всасывания в виде режима работы EIVC или LIVC. В рассматриваемом здесь приложении это соответствует настроенному на заводе рабочему состоянию испытательного двигателя, который имеет обычную стратегию перезарядки с двумя фазовращателями распределительного вала.Линия, выделенная синим цветом на рис. 11, показывает оптимизированный расход топлива при использовании конфигурации EIVC через систему UniAir на стороне впуска, которая дополнительно снижает дросселирование двигателя в диапазоне частичной нагрузки. Эта стратегия может снизить расход топлива примерно на 5% без отключения цилиндров. Ярко-зеленым цветом показан прогресс для приложения, включающего деактивацию статического цилиндра и EIVC. При низких нагрузках был реализован значительный дополнительный потенциал экономии топлива по сравнению с базовой конфигурацией, а также с конфигурацией, включающей только стратегию EIVC.Две круглые ярко-зеленые точки на рисунке 11 показывают результаты дополнительно изученного «недорогого» подхода к отключению цилиндра. В этой конфигурации, называемой здесь «облегченной» версией статической деактивации цилиндров, система UniAir продолжала закрывать впускные клапаны двигателя в точке деактивации цилиндров, в то время как выпускные клапаны открывались в своей стандартной последовательности (т.е. нулевое положение подъема). Несмотря на результирующие потери в цикле трения и заряда, измеренное снижение расхода топлива по сравнению со стратегией EIVC без деактивации цилиндров составило примерно 2.5%. Эта стратегия может быть реализована в двигателях, уже оснащенных системой UniAir на стороне впуска и жесткой системой клапанов на стороне выпуска без значительных дополнительных изменений конструкции, в результате чего часть потенциала статической системы деактивации цилиндров может быть реализована без дополнительных затрат. клапанный механизм. Как показано зеленой линией, система отключения цилиндров качения, настроенная в соответствии с изложенной здесь концепцией конструкции, может привести к значительной дополнительной экономии топлива. Результаты измерений в значительной степени подтверждают возможности снижения расхода топлива с помощью УЗО, которые были предсказаны во время моделирования.Когда двигатель работает в режиме УЗО при низких и средних рабочих скоростях / нагрузках, может быть достигнута значительная экономия от 15 до 20%, которая затем уменьшается по мере перехода двигателя на более высокие нагрузки. Идеальный диапазон применения для отключения цилиндров на испытательном двигателе — ниже примерно 2200 об / мин и среднего эффективного давления от 5 до 6 бар. Когда двигатель работает с более высокими уровнями нагрузки, задействованные цилиндры почти полностью дросселируются; Таким образом, дальнейшее смещение точки нагрузки с помощью CDA / RCD не приведет к дальнейшему снижению расхода топлива.

Рисунок 11 Влияние EIVC и отключения цилиндров на удельный расход топлива

На Рисунке 12 (слева) сравниваются потери цикла зарядки в различных конфигурациях тестирования. В то время как стандартное применение без EIVC и деактивации цилиндра включает в себя сильное дросселирование с давлением на входе примерно 400 мбар, в других приложениях обнаруживается существенно меньшая разница с давлением окружающей среды (примерно 1000 мбар) и, таким образом, более низкие потери на дросселирование.Как и ожидалось, система деактивации цилиндров качения дает наиболее выраженный эффект дросселирования. Как вы можете видеть на центральной гистограмме на Рисунке 12, индексированное среднее эффективное давление было на сопоставимом уровне для всех протестированных концепций. Поскольку все цилиндры постоянно активированы в базовом приложении и приложении EIVC, средний эффективный уровень давления на Рисунке 12 (в центре) также соответствует среднему эффективному давлению запущенных цилиндров на Рисунке 12 (справа). При статической деактивации цилиндров два цилиндра всегда активно работают (соответствует проценту деактивации 33%), в то время как двигатель с деактивацией цилиндров качения деактивирует один или два цилиндра, в зависимости от цикла (соответствует проценту деактивации 50%). .В среднем это соответствует работе двигателя с 1,5 цилиндрами. Смещение точки нагрузки значительно более эффективно в системе деактивации цилиндров качения, что также становится очевидным по измеренному среднему эффективному давлению срабатывающих цилиндров на 200% выше.

Рисунок 12 Результаты измерений: давление во впускном коллекторе и указанное среднее эффективное давление для различных рабочих стратегий

Влияние модификаций двигателя и различных операционных стратегий на неочищенные газообразные выбросы в точках карты двигателя на Рисунке 10 показано на Рисунке 13.Здесь также базой для сравнения является серийный двигатель в заводской конфигурации, без каких-либо модификаций клапанного механизма или камеры сгорания путем маскировки (черного цвета). Синяя линия представляет механически модифицированный двигатель без деактивации цилиндров, но со стратегией EIVC для частичного дросселирования. Необработанные выбросы при выключении двигателя, измеренные для статической деактивации цилиндров на цилиндре 3, показаны ярко-зеленым цветом на Рисунке 13, тогда как уровни выбросов при вращающейся деактивации показаны зеленым.Вы можете ясно видеть, что выбросы необработанных углеводородов, NOX и CO, а также процентное содержание O2 в выхлопных газах находятся на сопоставимом уровне как при статической, так и при деактивации цилиндров качения. Таким образом, используемая стратегия дезактивации не оказывает большого влияния на выбросы загрязняющих веществ. Что касается выбросов углеводородов и концентраций O2, это также относится к стратегии эксплуатации, которая не включает отключение цилиндров, независимо от того, используется ли серийный двигатель или модифицированный двигатель. Особого внимания заслуживают относительно высокие выбросы CO базовым двигателем по сравнению с модифицированным испытательным двигателем.Поскольку этот эффект не зависит от стратегии работы двигателя, очевидно, что различия могут быть связаны с маскировкой камеры сгорания, которая вступает в силу посредством раннего закрытия впускного клапана в сочетании со стратегией дросселирования. Обе стратегии деактивации цилиндров выявили несколько более высокие, но некритические, необработанные уровни выбросов NOX — особенно в точках 4 и 5 карты двигателя. Это, по-видимому, является результатом смещения точек нагрузки оставшихся рабочих цилиндров во время деактивации цилиндров.

Рисунок 13 Результаты измерения неочищенных газообразных выбросов и уровней концентрации O2

На рис. 14 показаны результаты первичных выбросов твердых частиц из двигателя в стационарном режиме деактивации. В большинстве проанализированных точек карты двигателя твердые частицы, образующиеся при деактивации цилиндров, либо ниже, чем у полноцилиндрового двигателя, либо находятся на том же уровне, независимо от того, используется ли деактивация статическая или вращающаяся.Только в условиях очень низкой нагрузки или оборотов двигателя были измерены несколько более высокие количества твердых частиц, которые можно было снизить в двигателе путем адаптации стратегии впрыска. В целом, количество твердых частиц можно считать некритическим, особенно в свете предстоящих сажевых фильтров, которые будут установлены на бензиновых двигателях после введения новых правил выбросов RDE (Real Driving Emissions). Во время переходного переключения обратно на работу на всех цилиндрах, которое здесь не измерялось, система деактивации статического цилиндра, вероятно, будет производить большее количество твердых частиц, поскольку охлажденный и непогруженный цилиндр повторно активируется — эффект, который не ожидается. следует соблюдать при деактивации цилиндров качения из-за преимуществ постоянно меняющейся последовательности работы цилиндров.

Рисунок 14 Результаты измерения первичных выбросов твердых частиц из двигателя в установившемся режиме деактивации

VII. Резюме и прогноз

Отключение цилиндров стало эффективным способом оптимизации расхода топлива двигателем и, следовательно, снижения выбросов CO₂ во время циклических измерений, а также измерений, проводимых при движении в режиме реального движения.С этой целью один или несколько цилиндров отключаются, когда двигатель работает с низкими уровнями нагрузки, путем прерывания последовательности зажигания и впрыска, а также отключения впускных и выпускных клапанов. Потенциал экономии достигается за счет смещения точек нагрузки оставшихся активных цилиндров в момент отключения. Поскольку первые запуски продуктов уже оказались успешными, со временем на рынке будет увеличиваться количество трехцилиндровых двигателей, оснащенных этой технологией.Однако у этих силовых агрегатов есть слабое место, которое является ярко выраженным вибрационным возбуждением доминирующего 0,5-го порядка двигателя. Одним из подходящих способов изолировать этот критически важный двигатель от остальной трансмиссии является предложенная Schaeffler комбинация двухмассового маховика и центробежного маятника.

Путем интеграции концепции деактивации цилиндров качения, обсуждаемой в этой статье, которая включает в себя деактивацию отдельных цилиндров через периодические интервалы, можно сместить базовую частоту возбуждения с 0.5-й порядок до более управляемого 0,75-го порядка. Это возбуждение также можно дополнительно минимизировать, добавив подходящий пакет демпфирования, содержащий двухмассовый маховик и центробежный маятник. Режим прокатки также увеличивает процент деактивации отдельных цилиндров до 50 по сравнению с 33 при статическом деактивации цилиндров. Хотя этот более высокий процент деактивации смещает диапазон нагрузок в диаграмме характеристик двигателя, при которой деактивация цилиндров является практичной, для соответственно более низких уровней крутящего момента и среднего давления, потенциал для снижения расхода топлива еще больше усиливается с деактивацией цилиндров качения.

Для реализации этой концепции на практике компания Schaeffler использовала имитационные расчеты для анализа трех различных операционных стратегий деактивации роликового цилиндра, которые включали удержание свежего воздуха и остаточного газа, а также откачанный цилиндр. Расчеты показали, что последнее является наиболее благоприятным и легло в основу целого ряда исследований запущенных двигателей. Используемый двигатель изначально представлял собой серийный трехцилиндровый двигатель, который затем был значительно модифицирован, чтобы приспособить функцию отключения цилиндров качения.Эти модификации включали интеграцию системы управления клапанами UniAir на стороне впуска, системы переключающих толкателей на стороне выпуска и нового ременного привода ГРМ. Рабочие параметры двигателя были количественно определены во время испытаний с использованием комплексного измерительного оборудования. Когда полученные результаты испытаний сравниваются с расчетами моделирования, выполненными для системы дезактивации цилиндров качения, потенциальная расчетная экономия топлива подтверждается с качественной и — в ожидаемых пределах — также с количественной точки зрения [6].Более высокий процент деактивации цилиндров системы деактивации цилиндров качения аналогичным образом смещает точки диапазона нагрузки задействованных цилиндров на более высокий выходной уровень при практической работе двигателя, так что существенная экономия топлива от 15 до 20% может быть достигнута на низких и средних рабочих скоростях. и грузы. Когда дело доходит до сокращения выбросов, особенно важно запускать цилиндр после отключения. Компания Schaeffler решила противодействовать этому с помощью так называемого подъемного кулачка.При этом остаточный газ задерживается во впускном канале перед отключением цилиндра, затем попадает в камеру сгорания вместе со свежим газом во время такта впуска последующего рабочего цикла с горением. Этот подход также облегчает управление остаточным газом по требованию (включая дальнейшее снижение дросселирования посредством регулируемого закрытия впускного клапана) в режиме деактивации прокатного цилиндра для оптимизации образования смеси и стабилизации сгорания. Конечным результатом является уровень производительности при работе двигателя с полным цилиндром, который обеспечивает сопоставимые исходные выбросы при выходе из двигателя, которые в целом можно рассматривать как незначительные.

Литература

[1] Фауст, Х .: Приводные системы будущего. 10. Schaeffler Kolloquium, 2014 г.

[2] Scheidt, M .; Бренды, гл .; Lang, M .; Kuhl, J .; Günther, M .; Medicke, M .; Фоглер, Ч .: Статическая и динамическая деактивация цилиндров на 4-цилиндровых и 3-цилиндровых двигателях. Международный конгресс двигателей, Баден-Баден, 2015

[3] Фауст, Х .: Приводные системы будущего.10. Schaeffler Kolloquium, 2014 г.

[4] Schamel, A .; Scheidt, M .; Вебер, С .; Фауст, Х .: Отключение цилиндров для 3-цилиндровых двигателей с турбонаддувом — возможно и практично? 36-й Международный Венский автомобильный симпозиум, 2015

[5] Schamel, A .; Scheidt, M .; Вебер, С .; Фауст, Х .: Отключение цилиндров для 3-цилиндровых двигателей с турбонаддувом — возможно и практично? 36-й Международный Венский автомобильный симпозиум, 2015

[6] Scheidt, M .; Бренды, гл .; Ланг, М.; Kuhl, J .; Günther, M .; Medicke, M .; Фоглер, Ч .: Статическая и динамическая деактивация цилиндров на 4-цилиндровых и 3-цилиндровых двигателях. Международный конгресс двигателей, Баден-Баден, 2015

Демонстрация изменения режима SI-HCCI-SI на 5-цилиндровом двигателе Volvo с электронным управлением клапаном

Образец цитирования: Купманс, Л., Стрем, Х., Лундгрен, С., Баклунд, О. и др., «Демонстрация изменения режима SI-HCCI-SI на 5-цилиндровом двигателе электронного управления клапанами Volvo», SAE Технический доклад 2003-01-0753, 2003, https: // doi.