Система двс: Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов

Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов

Читать далее:

Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов

Двигатель внутреннего сгорания (рис. 4) состоит из следующих механизмов и систем, выполняющих определенные функции.

Кривошипно-шатунный механизм осуществляет рабочий цикл двигателя и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Механизм состоит из цилиндра с головкой, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала, маховика. Механизм установлен в блок-картере, закрытом снизу поддоном (резервуаром для масла).

Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси или воздуха и своевременного удаления отработавших газов.

Он состоит из клапанов с направляющими втулками, пружин с деталями их крепления, штанг 4, коромысел, толкателей, распределительного вала и шестерен привода распределительного вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Система охлаждения служит для отвода избыточного тепла от нагретых деталей двигателя. Она бывает жидкостной или воздушной. Если система охлаж— дения жидкостная, то она состоит из рубашки охлаждения, радиатора, водяного насоса, вентилятора, термостата и патрубков. Система воздушного охлаждения состоит из теплоотводящих ребер, вентилятора, кожуха и щитков, направляющих воздушный поток для отвода тепла.

Система смазки обеспечивает подачу масла к трущимся деталям двигателя с целью уменьшения трения между ними и отвода тепла. Она состоит из резервуара для масла, масляного насоса, фильтров и маслопроводов.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее к цилиндру (карбюраторные двигатели) или подачи топлива в цилиндр и напол-’ нения его воздухом (дизельные двигатели).

Рис. 4. Устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя

У карбюраторных двигателей эта система состоит из топливного бака, топливопроводов, топливного и воздушного фильтров, топливного насоса, карбюратора (или смесителя), впускного и выпускного трубопроводов, глушителя.

У дизельных двигателей система питания состоит из тех же деталей и приборов, с той лишь разницей, что вместо карбюратора установлены топливный насос высокого давления и форсунка.

Система зажигания предназначена для принудительного воспламенения рабочей смеси от электрической искры. В нее входят приборы, обеспечивающие получение электрического тока высокого напряжения, провода и свечи.

У дизельных двигателей приборы системы зажигания отсутствуют, так как топливо воспламеняется от соприкосновения со сжатым воздухом, имеющим высокую температуру.

Система пуска предназначена для пуска двигателя. К ней относятся: пусковой бензиновый двигатель с механизмом передачи (на тракторе), электрический стартер на автомобиле и иногда на тракторе, декомпрессионный механизм, приборы подогрева воды и воздуха.

Двухтактные двигатели имеют те же основные механизмы и системы, что и четырехтактные, но отличаются по устройству и действию механизма газорас-. пределения.

Рекламные предложения:

Читать далее: Основные понятия и определения по двигателем автотрактора

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

 

ДВС при работе выделяет много тепла и его требуется постоянно отводить, так как перегрев ведет к стопроцентной поломке механизма. Чтобы температура находилась в пределах нормы, почти все двигатели охлаждаются принудительным образом.

 

Для чего нужно охлаждать двигатели.

 

Топливо в двигателе при сгорании выделяет тепло в несколько тысяч градусов, поэтому происходит быстрый нагрев всего механизма. Нагрев опасен прежде всего тем, что все технологические зазоры уменьшаются до критических значений, детали работают на износ и двигатель может просто заклинить. Высокий нагрев камеры сгорания приводит к тому, что топливо начинает детонировать, что приводит к нестабильной работе двигателя.

 

Из-за этих проявлений просто необходимо постоянно отводить лишнее тепло, но до оптимальных значений, так как холодный двигатель не будет выдавать рассчитанной мощности, будет перерасход топлива и нестабильность в работе. Это происходит из-за того, что холодная камера сгорания конденсирует топливо, которое в итоге сгорает не полностью и некоторое его количество может оказаться в поддоне двигателя.

 

Практика использования ДВС показывает то, что оптимальной считается температура в пределах 90°C, и которая не должна быть выше 105°C. Именно с этой задачей должна справляться система охлаждения ДВС. Также СО может выполнять и дополнительные функции, а именно:

 

— подогрев воздуха для системы отопления;

— остужать масло в моторе и АКПП;

— подогрев двигателя при запуске;

— охлаждение выпускных газов;

— охлаждение воздуха для турбокомпрессора.

 

На данный момент система охлаждения способна решить множество задач и сейчас без нее комфортное использование автомобиля в принципе невозможно.

 

Существующие разные типы СО

 

Существующие системы охлаждения зависят от физических принципов работы двигателя и применяемых теплоносителей. Их подразделяют на 3 типа:

— охлаждение при помощи воздуха;

— охлаждение при помощи жидкости;

— смешанная система охлаждения.

 

Воздушное охлаждение, это охлаждение потоком атмосферного воздуха. Жидкостное охлаждение, это охлаждение потоком жидкости с последующим его охлаждением в специальной емкости. Смешанное охлаждение, это охлаждение двигателя при помощи жидкости, после чего сама жидкость охлаждается потоком атмосферного воздуха.

 

Система охлаждения при помощи жидкости в классическом варианте подразумевает то, что жидкость охлаждается в расширительной емкости. Но такая система не смогла оправдать возложенные на нее надежды, и она уступила смешанной системе охлаждения, как наиболее перспективной.

 

Смешанные системы охлаждения классифицируются по некоторым параметрам.

1.Количество охлаждающих контуров.

Есть одноконтурные и двухконтурные системы.

2.Направление тока охлаждающей жидкости.

 

Есть с поперечным направлением потока жидкости, это когда охладитель поступает возле выпускного коллектора, а выходит возле впускного. Продольное направление потока охладителя подразумевает подачу жидкости возле первого цилиндра и ее вывода возле последнего.

 

Как работает СО при помощи воздуха и жидкости

 

Воздушная СО устроена максимально просто, головка цилиндров имеет ребристые пластины, которые расположены так, чтобы встречный поток воздуха свободно проходил через них. Ребра нужны для того, чтобы увеличить площадь соприкосновения с атмосферным воздухом.

 

В этом случае, происходит лучшая отдача тепла. Преимущество воздушной системы в том, что она очень надежна, но недостаток в том, что она малоэффективна, воздух плохо отводит тепло.

Поэтому охлаждение воздухом нельзя использовать на двигателях большой мощности. Обычно СО используются на двигателях для мотоциклов, мотороллеров или мопедов.

 

Система для охлаждения жидкостью намного сложнее, так как охладитель нужно подводить непосредственно к нагреваемым деталям. Для этого приходится в двигателе создавать специальные полости для жидкости, которая эффективно отбирает тепло и выводит его за пределы двигателя.

 

Но у классической системы охлаждения при помощи жидкости тоже есть минусы, так как сама жидкость принудительно не охлаждается, а остывает в специальном бачке. Только поэтому смешанная система охлаждения нашло большее применение в двигателях внутреннего сгорания большой мощности.

СУДОРЕМОНТ ОТ А ДО Я.: Пусковые системы ДВС.

Пуск судовых главных и вспомогательных ДВС производится в основном сжатым воздухом давлением 2,5—3 МПа. Лишь высокооборотные ДВС малой и средней мощности запускаются при помощи электростартера. Двигатели мощностью до 15 кВт могут запускаться в работу вручную. Согласно Правилам Регистра СССР главные судовые ДВС должны безотказно запускаться в холодном состоянии при любом положении коленчатого вала. Температура в машинном отделении при этом не должна быть ниже плюс 8 С.
Система сжатого воздуха должна обеспечивать одновременный пуск и реверсирование всех главных ДВС. Для хранения запаса сжатого воздуха (для пуска главных двигателей) должны быть предусмотрены не менее двух воздухохранителей (или двух групп воздухохранителей). Количество воздуха, находящегося в них, должно обеспечивать не менее 12 пусков каждого главного двигателя попеременно на передний и задний ход.
Если в качестве главных установлены нереверсивные ДВС или дизель-генераторы, то общего запаса воздуха должно быть достаточно для шести пусков двигателя наибольшей мощности из установленных. Пуск вспомогательных ДВС должен осуществляться воздухом из воздухохранителей емкостью, достаточной для выполнения шести пусков двигателя наибольшей мощности, подготовленного к действию. При наличии одного возду-хохранителя для вспомогательных ДВС должна быть предусмотрена возможность их пуска от воздухохранителей главных двигателей.
Для воздушного пуска судовых ДВС применяются две основные схемы: с автоматическими пусковыми клапанами и с пневматическими пусковыми клапанами. В современных двигателях применяются клапаны, управляемые сжатым воздухом, поступающим от распределительного устройства. Схема воздушной системы пуска ДВС с пневматическим управлением пусковых клапанов приведена на рисунке:
Система состоит из баллона пускового воздуха, главного пускового клапана 3, пусковых клапанов 2, пускового воздухораспределителя 1, нагрузочного клапана поста управления, главной воздушной магистрали, воздушных трубопроводов и приборов контроля.
При перемещении рукоятки поста управления из положения «Стоп» в положение «Пуск» открывается нагрузочный клапан (на схеме не показан), в результате чего управляющий воздух поступает к главному пусковому клапану 3. Он открывается и воздух из пускового баллона по главной магистрали поступает к пусковым клапанам 2 рабочих цилиндров и воздухораспределителю 1. От него воздух поступает для открытия пусковых клапанов 2, которые, поочередно открываясь, подают пусковой воздух в цилиндры двигателя. Рукоятку поста управления держат в положении «Пуск» до появления вспышек в цилиндpax двигателя. После этого рукоятка поста управления переводится в положение «Работа» и фиксируется в положении, соответствующем заданному режиму работы. Нагрузочный клапан при этом автоматически закрывается и подача пускового воздуха прекращается.
Остановка двигателя производится переводом рукоятки поста управления из положения «Работа» в положение «Стоп». Пусковой воздухораспределитель, показанный на рисунке ниже, служит для управления открытием и закрытием пусковых клапанов рабочих цилиндров. Он устанавливается на полке блока цилиндров и приводится в действие от распределительного вала двигателя.
Пусковой воздухораспределитель:
В корпусе 2 расположено восемь золотников 3 с направляющими поверхностями 5, перемещающихся в радиальном направлении. Воздух от главного пускового клапана поступает в кольцевую полость А и прижимает все золотники к пусковому кулаку 4. Пусковой кулак имеет сегментный срез, позволяющий золотникам перемещаться к его центру. При этом кольцевая полость А поочередно сообщается с каждой из восьми полостей В, а управляющий воздух поступает к пусковым клапанам соответствующего цилиндра. Величина сегментного среза определяет продолжительность подачи воздуха к пусковым клапанам. Когда под действием кулака золотник занимает исходное положение, полость В соединяется с атмосферой через отверстие С, что обеспечивает выход воздуха из пускового клапана и его закрытие. Полости А и В в это время разобщаются. После пуска двигателя давление в полости А падает, золотники кулаком отбрасываются в исходное (периферийное) положение, где удерживаются фиксаторами, состоящими из шариков 6 и пружины 7. Воздушные полости воздухораспределителя уплотняются прокладкой 8 и резиновым кольцом 1. Главный пусковой клапан предназначен для сообщения пусковой магистрали двигателя с воздушными баллонами при пуске и быстрого отключения и разгрузки ее от давления воздуха после пуска.
Пусковые клапаны, установленные на крышках рабочих цилиндров, служат для подачи воздуха в цилиндры в период пуска. Устройство пускового клапана показано на рисунке:
В чугунном корпусе 2, закрытом крышкой 6, расположен стальной клапан 3, нагруженный пружиной 5. В крышке 6 располагается поршень 7, который под давлением воздуха может перемешаться вниз, действуя на шток клапана 3. Между корпусом клапана и крышкой цилиндра для уплотнения устанавливается красномедная прокладка 1 и два резиновых кольца 4. Полость а пускового клапана соединена с пусковой магистралью двигателя, но клапан 3 не открывается, так как действие пружины на клапан сильнее действия воздуха. Как только воздух от пускового воздухораспределителя поступит в полость b, под его давлением поршень 7 опустится вниз и откроет пусковой клапан. В результате этого воздух из полости а поступит в цилиндр и двигатель начнет вращаться. После поворота кривошипа данного цилиндра на определенный угол пусковой воздухораспределитель сообщит полость в с картером двигателя, давление в ней упадет и под действием пружины 5 пусковой клапан сядет на свое седло. В результате подача воздуха в этот цилиндр двигателя прекратится.

Двигатели внутреннего сгорания системы смазки

В книге рассмотрены теория двигателей внутреннего сгорания, системы питания, наддува, пуска, охлаждения и смазки, кинематика, динамика и уравновешивание двигателей. Уделено внимание рассмотрению рабочего процесса дизелей, особенностей работы двигателей как на установившихся, так и на неустановившихся режимах. Уделено внимание проблеме токсичности отработавших газов дизелей и карбюраторных двигателей. Впервые в книгу включены разделы, освещающие режимы нагрузки двигателей при работе на строительных и дорожных машинах. Специфические особенности рабочего процесса.  [c.446]
Задача 3.46. В напорную линию системы смазки двигателя внутреннего сгорания включена центрифуга, выполняющая роль фильтра тонкой очистки масла от абразивных и металлических частиц. Ротор центрифуги выполнен в виде полого цилиндра, к которому подводится масло под давлением ро = 0,5 МПа, как показано на схеме, а отводится через полую ось, снабженную отверстиями. Часть подводимого масла вытекает через два сопла, расположенные тангенциально так А—/4), что струи масла создают реактивный момент, вращающий ротор. Определить скорость истечения масла через сопла (относительно ротора) и реактивный момент при частоте вращения ротора я = 7000 об/мин. Диаметр отверстий сопл do = 2,5 мм [х = ф = 0,65 расстояние от оси отверстий до оси вращения ротора/ = 60 мм р =900 кг/м . Считать, что в роторе масло вращается с той же угловой скоростью, что и ротор.  [c.65]

Задача 7.13. Система смазки двигателя внутреннего сгорания сводится к эквивалентному трубопроводу длиной / = 0,25 м и диаметром d = мм с местным сопротивлением в виде отверстия в толстой стенке с диаметром do = 2 мм.  [c.159]

В системе смазки двигателя внутреннего сгорания одна из секций Рис. 4.11  [c.53]

На рис. 5.13 показана упрощенная схема системы смазки одного из двигателей внутреннего сгорания, которая включает в себя шестеренный насос, фильтр ( ф = = 10), масляный радиатор ( = =i 5) и трубопроводы /, 2 и 5 ( =я. = 1,2 м, 4 = 8 мм, = 0,2 м, 4s = = 3 мм, 1з = 2,7 м, dg = 6 мм).  [c.67]

Чрезмерный нагрев деталей машины при невозможности дальнейшего уменьшения потерь устраняется а) увеличением поверхности охлаждения машины, например введением ребер б) созданием принудительного потока охлаждающего воздуха (например, в электрических машинах) в) созданием естественной или принудительной циркуляции охлаждающей жидкости, проходящей через соответствующее охлаждающее устройство (например, в двигателях внутреннего сгорания) г) применением охлаждающих устройств для масла в системе циркуляционной смазки.  [c.448]

В двигателях внутреннего сгорания, например, применяются циркуляционная, барботажная и смешанная системы смазки трущихся деталей. Когда какую систему надо применять,-нужно знать.  [c.53]

Двигатели внутреннего сгорания, даже при самой хорошей теоретической уравновешенности движущихся деталей и узлов, в действительности передают в процессе работы регулятору и топливоподающей аппаратуре вибрацию своего корпуса. Учитывая, что трущиеся поверхности обычно обеспечены достаточно обильной смазкой, можно допустить, что в системе регулятор — насос преобладающими являются силы гидравлического трения. Поэтому уравнение (274) получает вид  [c.364]

Гидравлические системы используются для принудительной смазки тяжело нагруженных трущихся поверхностей различных машин и механизмов. Наиболее широкое применение они нашли в тепловых двигателях, в частности в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Учитывая одинаковые или схожие принципы построения систем смазки для большинства машин, рассмотрим их на примерах использования в поршневых двигателях.  [c.263]

Двигатель внутреннего сгорания состоит из двух механизмов и четырех систем. К механизмам двигателей относятся кривошипно-шатунный и газораспределительный (рис. 5), а к системам — охлаждения, смазки питания и зажигания.  [c.13]

Система смазки двигателя внутреннего сгорания сводится к эквивалентному трубопроводу длиной /=0,25 м и диаметром d=4 мм с местным сопротивлением в виде отверстия в толстой стенке с диаметром da=2 мм. Коэффициент гидравлических потерь описывается следующей эмпирической формулой  [c.150]

Для смазки зубчатых передач с окружной скоростью до 12—14 м/сек, червячных редукторов, колен- чатых валов, двигателей внутреннего сгорания Обеспечивается автоматическая и надежная подача масла. Система является экономичной  [c.152]

Дизельные масла в двигателях внутреннего сгорания подвергаются действию температур от 70—80 °С (подшипники) до 350 °С и более (поршневая группа, цилиндр двигателя). Циркуляционная система смазки в современных двигателях обеспечивает многократное использование масла для смазки и охлаждения подшипников при этом часть масла, соприкасающаяся с сильно нагревающимися поверхностями,  [c.767]

Чрезвычайно важным при консервации механизмов жидкими консервационными смазками является то, что они могут консервироваться при проработке их на холостом ходу или под нагрузкой (на смазке К-17). Перед консервацией, например двигателей внутреннего сгорания, компрессоров и т. д., необходимо из механизма слить рабочее масло, залить по рабочий уровень в масляную систему (картер) жидкую консервационную смазку и в соответствии с инструкцией по обслуживанию подготовить механизм к работе и запустить его. Время работы механизма на холостом ходу или под нагрузкой (до 100%) должно быть 10—15 мин, при этом необходимо особое внимание обращать на давление смазки в масляной системе и температуру подшипников, которые должны находиться в пределах эксплуатационных норм. После остановки механизма топливо и охлаждающую воду из систем сливают, системы продувают сухим сжатым воздухом. Из картера механизма сливают смазку и производят консервацию наружных поверхностей.  [c.49]

Для двигателей внутреннего сгорания, дизель- и электрокомпрессоров применим способ консервации проработкой (запуском в действие) на смазке К-17. Следует, однако, заметить, что с целью экономии смазки большие двигатели (ЗД6, 9Д и др.) в эксплуатационных условиях целесообразно консервировать способом прокачки масляных систем смазкой. Это объясняется тем, что для обеспечения безаварийной работы двигателей требуется большое количество смазки (800—2000 кг). В заводских условиях для серийной консервации двигателей масляные цистерны и масляные системы могут быть заполнены консервационной смазкой. Двигатели типа М-50, Д-12, Д-6, К-150, Ч 10,5/13 и т. п. консервируют во всех условиях способом проработки.  [c.64]

Кроме указанных способов смазки, существуют многие другие, например, смазка масляной пылью, применяемая для смазки опор в двигателях внутреннего сгорания, редукторах и др. , или централизованная смазка, где масло подается групповой масленкой или многоплунжерным насосом через маслопроводы к подшипникам такая система смазки применяется в станках, двигателях и пр.  [c.356]

Двигатель внутреннего сгорания имеет целый ряд механизмов и систем, обеспечивающих преобразование тепловой энергии сгоревшего топлива в механическую работу кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, системы питания, зажигания, смазки и охлаждения.  [c.29]

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой сложный агрегат, состоящий из отдельных механизмов, систем и устройств. В-двигателе можно выделить остов, кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, продувочные и наддувочные устройства для зарядки цилиндров, системы топливоподачи, зажигания, смазки, охлаждения и пуска.  [c.6]

Любой поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также систем охлаждения, смазки и питания. У карбюраторных двигателей, кроме того, имеется система зажигания горючей смеси.  [c.21]

В двигателе внутреннего сгорания проверяют состояние системы охлаждения, наличие в ней охлаждающей жидкости, наличие горючего, уровень масла в системе смазки и при необходимости их пополняют. Одновременно с осмотром проверяют крепления картера двигателя, масленок, радиатора, вентилятора, генератора и других узлов. После осмотра двигатель заводят и по приборам и на слух проверяют его работу.  [c.255]

Всякий поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы,, а также системы смазки, охлаждения и питания. Двигатели с принудительным зажиганием имеют еще и систему зажигания. Двигатели с воспламенением от сжатия системы зажигания не имеют, но снабжаются тем или иным пусковым устройством. На фигуре 7-17 представлены основные механизмы и системы четырехтактного карбюраторного двигателя.  [c. 222]

Для обеспечения нормальной работы двигателя внутреннего сгорания в нем, кроме кривошипно-шатунного механизма, имеется газораспределительный механизм и четыре системы охлаждения, смазки, питания и зажигания. В дизельном двигателе системы зажигания нет.  [c.13]

Двигатель и внешние системы. Наибольший объем технического обслуживания и контрольно-регулировочных работ приходится на двигатель внутреннего сгорания и его внешние системы (системы питания, смазки, охлаждения и т. п.).  [c.62]

Помимо контрольно-измерительных приборов, на щите управления компрессорной станции размещены приборы для управления приводным двигателем. К их числу относятся манометры, показывающие давление масла в системе смазки двигателя внутреннего сгорания, термометры, показывающие температуру масла и охлаждающей жидкости (воды).  [c.120]

Например, такая установка не будет предусматриваться для малых электродвигателей зато ею можно будет оснащать двигатель внутреннего сгорания, турбину, генератор больших размеров и т. д. Система смазки (кольцевая, фитильная или с подушкой, погружением и т.д.) определяется еще и положением и доступностью подшипника в совокупности машины и т.д. Опыт, накопленный в конструировании других подобных мапшн, конечно, очень полезен с этой точки зрения.  [c.100]

Регулирование расхода возможно только изменением уровня масла в ванне и соответствующим выбором устройств для отбрасывания масла, предусмотренных на движущихся деталях. Часто делаются канавки, которые могут направлять масло в места питания подшипников, куда оно попадает непосредственно. Система смазки разбрызгиванием очень проста, экономична и не требует сложного ухода. Она используется в широком масштабе для двигателей внутреннего сгорания (имеющих простую конструкцию), редукторов, небольших компрессоров и т.д.  [c.362]

Централизованные системы смазки под давлением, от простейших до сложных автоматизированных, используются в разнообразных областях в двигателях внутреннего сгорания, паровых и газовых турбинах, станках, прокатных станах и вообще в промышленных установках и машинах.  [c.363]

Принимая машину с приводом от двигателя внутреннего сгорания, необходимо в первую очередь проверять, насколько легко запускается двигатель и как он работает на различных режимах. Следует убедиться в отсутствии ненормальных шумов и перегрева двигателя, а также в том, что давление в системах смазки не падает. После этого приступают к проверке системы управления, трансмиссии и рабочих органов. Особое внимание обращают на то, чтобы легко, надежно, плавно и без шума включались отдельные механизмы, равномерно вращались валы, барабаны, зубчатые колеса, шкивы.  [c.198]

Уход за двигателем внутреннего сгорания при работе состоит в наблюдении за температурой охлаждающей воды и давлением в циркуляционной системе смазки и регулировании этих параметров в пределах, допустимых для данного типа двигателей.  [c.506]

Устанавливая двигатель внутреннего сгорания, нужно позаботиться об удобстве пуска его в ход и остановки, учесть необходимость пополнения топливных баков, заливку и выпуск жидкости из охлаждающей системы, учесть потребность в осмотре, смазке и регулировке. Рама под двигателем не должна препятствовать снятию нижнего картера. Емкость бака должна быть достаточной для работы крана в течение не менее восьми часов. Бак должен иметь широкую горловину, фильтр и внутренние перегородки.  [c.184]

Основными конструктивными узлами двигателя внутреннего сгорания являются главный механизм, состоящий из цилиндра, поршня и кривошипно-шатунного механизма механизм газораспределения, система питания топливом, система зажигания (в двигателях низкого сжатия), система охлаждения, смазка и устройства регулирования и защиты.  [c.179]

Для смазки горячих деталей двигателей внутреннего сгорания, червячных передач, редукторов емкостной системы.  [c.55]

С понижением температуры ниже О °С изменяется режим работы двигателей внутреннего сгорания усложняется запуск холодного двигателя, изменяется охлаждение, смазка. При подготовке двигателя внутреннего сгорания к работе зимой проверяют средства пуска двигателя на холоде, системы охлаждения — термостат вентилятор, жалюзи, утеплители радиатора и капота.  [c.101]

Осевые насосы и турбины перерабатывают большие массы воды при сравнительно малых напорах. Центробежные насосы производительны и создают значительные давления. Многоступенчатые (многоколесные) насосы повышают давление до 50 ат и более. Центробежные насосы применяются в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, в водоснабжении строительных ллощадок, котельных установках и в противопожарной технике. Мощные центробежные насосы подают воду к гидромониторам, разрабатывающим полезные ископаемые или строительные материалы. Установки с поршневыми насосами, прежде весьма распространенные в строительном деле, в настоящее время применяются реже в связи с заменой их центробежными насосами. Однако и сейчас там, где необходимо создать большое давление при небольшом расходе, применяются поршневые насосы. Ротационные насосы получили широкое применение за последние 30—40 лет. Их используют в системах смазки всевозможных двигателей, а также в гидроприводах различного назначения.  [c.50]

При непрерывной фильтрации масла в двигателях внутреннего сгорания, металлообрабатывающих станках и других агрегатах с циркуляционной системой смазки применяются фильтры грубой и тонкой очистки масла, центробежные маслоочистители, термосифонные фильтры и адсорберы.  [c.799]

Соврёменный двигатель внутреннего сгорания представляет собой сложный механизм, работоспособность которого зависит от четкого функционирования его различных систем и, в первую очередь, системы смазки. Рабочим телом системы смазки является моторное масло. Основное назначение системы смазки — своевременный подвод чистого и, при необходимости, охлажденного моторного масла к трущимся деталям двигателя  [c.26]

Требования к конструктивному исполнению и эксплуатации машин. Особые требования предъявляют к двигателям внутреннего сгорания, ходовым частям, кабинам управления, системам смазки и некоторым другим конструктивным элементам кранов. Двигатели должны обеспечивать готовность к работе под нагрузкой не более чем за 45 мин. Для этого, кроме мер, связанных с приме-не шем специальных масел, рабочих жидкостей и топлива, принимают дополнительные меры утепляют аккумуляторы (зарядная емкость которых при низких температурах снижается в 2 раза и более) подогревают двигатель (заливка горячей водой, разогрев паром, подогрев масла) повышают надежность нскро-образовання и др.  [c.116]

Повышенная и высокая запыленность воздуха часто возникает в зонах пустынь и полупустынь (песчаные бури), а также в закрытых помещениях складов сыпучих материалов, формовочных и очистных участков литейных цехов. Пыль проникает в смазочные системы (редукторы, подшипники), загрязняет смазку твердые частицы пыли, попадая вместе со смазкой на трущиеся поверхности, царапают их, вызывая механическое (абразивное) изнашивание. Пыль, осажда-ясь на сухих, несмазываемых поверхностях (тормозах и др.), также приводит к их абразивному изнашиванию. Наиболее опасна пыль для двигателей внутреннего сгорания автомобильных и других стреловых кранов попадая вместе с засасываемым в цилиндры двигателя воздухом, твердые частицы пыли вызывают износ поверхностей цилиндров и поршней. Осаждаясь на обмотках электрических машин, пыль ухудшает их теплоотдачу, вызывает перегрев, снижая тем самым срок службы обмоток.  [c.203]

Назначение системы смазки. Основные детали двигателя внутреннего сгорания при работе испытывают большую напряженность, вследствие чего узлы трения пеобходилго смазывать, а также отводить теплоту от нагревающихся деталей. При введении слоя масла между трущимися поверхностями уменьшаются работа трения и Л1еханические потери, предотвращается aeдaни8 деталей и устраняется их чрезмерный износ. Кроме того, смазка защищает детали двигателя от коррозии и способствует уплотнению поршневыми кольцами рабочей полости цилиндра.  [c.110]

Защита металлов от коррозии (В системе масло—вода имеет большое значение не только в нефте-, газодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Эмульсии типа в/м или м/в находят самое разнообразное применение в качестве смазочноохлаждающих жидкостей различного назначения в качестве ингибированных тонкопленочных покрытий, наносимых из водо-эмуль-сионной фазы в системах охлаждения некоторых двигателей внутреннего сгорания в гидравлических системах на шахтах, в авиации и на флоте для смазки и защиты от коррозии паровых и газовых турбин в качестве защитных составов для внутренней консервации, в частности для защиты внутренней поверхности отсеков нефтеналивных судов противокоррозионных присадок к котельным и другим сернистым топливам [16, 121—127.  [c.144]

Самым больщим препятствием на пути к созданию газовых турбин явилась потребность в особо жаропрочных и жароупорных материалах, возникающая вследствие высокой температуры газов, сопровождающей рабочий процесс (высокая температура, в свою очередь, необходима для получения удовлетворительных значений к. п. д. и расходов топлива). Вследствие простоты, малого удельного веса и возможности работы на дешевых топливах газовые турбины давно привлекали внимание конструкторов. Дополнительными преимуществами газовых турбин по сравнению с поршневыми двигателями внутреннего сгорания являются отсутствие необходимости в специальных устройствах для охлаждения, хорошая уравновешенность, упрощение системы смазки. Создание газовых турбин стало возможным после того, как в связи с форсированием поршневых двигателей внутреннего сгорания и использованием в них газотурбинного наддува были созданы новые марки жаропрочных и жароупорных сталей.  [c.938]

Остальные системы (смазки, охлаждения и пр. ) станций с газогенераторными двигателями мало чем отличаются от описанных выше. Необходи мо только отметить, что расходы охлаждающей воды более чем в два раза превышают расход воды на станциях с двигателями внутреннего сгорания, не имеющими газогенераторных установок. Это дополнительное количество воды (30- 40 кг/л. с. ч.) не-  [c.505]

Наиболее частыми авариями с двигателями внутреннего сгорания являются выплавление подшипников и прихватывание (задирание) поршней. В обоих случаях аварии происходят следствие недостаточной или неудовлетворительной смазки — падения давления в циркуляционной системе смазки или попадания воды и грязи в смазочное масло,. либо вследствие механической или термической перегрузки деталей двигателя. Перегрузка двигателя также может повлечь за собой поя вле-ние трещин в поршнях, втулках или крышках цилиндров. При образовании сквозных тре-Ш.ИН из полости ох.яаждения в цилиндры может проникнуть вода, которая заполнит пространство сжат1 [я, и произойдет г и д р а в л и-  [c. 506]

---

«Устойчивое топливо» Формулы-1 направлено на сокращение внутреннего сгорания

• Формула 1 объявила, что ее двигатели, которые появятся в 2025 году, будут работать на 100-процентном экологически безопасном топливе, что означает нулевые чистые выбросы углекислого газа.
• F1 предполагает, что топливо также будет использоваться в миллионах автомобилей внутреннего сгорания, которые будут оставаться на дорогах на долгие годы, при этом F1 обсуждает с топливными компаниями, как увеличить производство.
• Это объявление может открыть дверь для Porsche, который выразил интерес к синтетическому топливу для дорожных автомобилей и к присоединению к F1 в качестве поставщика двигателей, если серия перейдет на экологически чистые виды топлива.

В то время как продажи электромобилей в 2021 году устанавливают рекорды, электромобили по-прежнему остаются относительной отметкой на радаре: в первой половине 2021 года в США было продано около 310 000 электромобилей из более чем восьми миллионов общих продаж. Хотя доля рынка электромобилей должна резко увеличиться по мере того, как автопроизводители переводят свои модельные ряды на электроэнергию, двигатели внутреннего сгорания, вероятно, останутся на рынке еще долгие годы, особенно в глобальном масштабе. Принимая во внимание постоянную глобальную актуальность двигателей внутреннего сгорания, самая популярная в мире гоночная команда Формула-1 объявила, что ее двигатели следующего поколения, которые выйдут на рынок в 2025 году, будут работать на 100-процентном экологически безопасном топливе. Позднее F1 планирует стать доступным для массового использования.

Автомобиль и водитель

В 2022 году автомобили F1 уже перейдут с высокооктанового топлива на E10 — британский термин, обозначающий 87-октановый газ, — который на 10 процентов состоит из этанола. Но энергоблоки, созданные в соответствии с новыми правилами, которые появятся в 2025 году, будут использовать 100-процентное экологически чистое топливо, которое, по словам F1, будет создано в лаборатории с использованием элементов из различных потенциальных источников. Одним из вариантов является улавливание углерода, при котором углекислый газ улавливается в источнике выбросов для хранения или повторного использования.F1 говорит, что топливо также может поступать из бытовых отходов или непищевой биомассы, такой как водоросли или сельскохозяйственные отходы. Цель состоит в том, чтобы новое топливо могло соответствовать плотности энергии бензина, используемого в настоящее время в Формуле-1, а это означает, что характеристики автомобилей не должны измениться.

При сжигании экологически чистых видов топлива углекислый газ по-прежнему выделяется в качестве побочного продукта, но, в отличие от бензинового двигателя, нет выбросов чистых углекислого газа. Как объяснил главный технический директор Формулы 1 Пэт Симондс: «Мы не производим CO2, которого нет в атмосфере на данный момент; мы убираем его из атмосферы, мы его используем и вкладываем в него. снова в атмосфере.«F1 ожидает, что новое топливо позволит снизить выбросы парниковых газов как минимум на 65 процентов по сравнению с традиционным бензином.


F1 говорит, что в настоящее время ведет переговоры с топливными компаниями о создании достаточного количества топлива для серии, а также в будущем. масштабирование производства для широкого общественного использования. По оценкам F1, только 8 процентов из 1,8 миллиарда автомобилей, которые, как ожидается, появятся на дорогах в 2030 году, будут полностью электрическими. Вместо того, чтобы продолжать использовать невозобновляемый бензин, F1 хочет проложить путь к производству внутреннего двигатели внутреннего сгорания устойчивые.Разрабатываемое «капельное» топливо F1 без каких-либо доработок сможет быть использовано в любом двигателе внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания также будут по-прежнему использоваться в авиастроении и морском транспорте — на которые F1 полагается для перевозки своих автомобилей, материалов и персонала по всему миру — и сериалы рассматривают их как потенциальное применение для нового топлива.

Стремление к экологически чистым видам топлива может также привести к привлечению новых участников со стороны крупных автопроизводителей, поскольку ходят слухи о возможном присоединении Porsche и Audi в качестве производителей двигателей. Porsche выразил интерес к синтетическому топливу для дорожных автомобилей, и еще в марте вице-президент Porsche Motorsport Фриц Энцингер сказал Automotive News Europe, что Porsche рассмотрит возможность присоединения к F1, если они будут использовать экологически чистые виды топлива. Если Porsche и F1 объединят усилия для создания экологически безопасных видов топлива, будущее двигателей внутреннего сгорания может быть на удивление светлым.

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

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

BMW заявила, что перестанет производить двигатели внутреннего сгорания в Мюнхене к 2024 г. электрический.Это не конец производства новых двигателей внутреннего сгорания для BMW, но похоже на начало конца.



От Reuters:

Двигатели ДВС, которые в настоящее время производятся в Мюнхене, в будущем будут производиться на заводах BMW в Австрии и Великобритании, сказал начальник производства Милан Неделькович, хотя автомобили с такими двигателями по-прежнему будут собираться на заводе в Мюнхене.

Тем не менее, к 2023 году, по крайней мере, половина автомобилей, производимых в Мюнхене, будет электрифицирована — будь то аккумуляторная электрическая или подключаемая к сети гибридная версия, говорится в сообщении компании.

BMW поставила себе цель к 2030 году обеспечить, чтобы по крайней мере 50% продаж новых автомобилей в мире составляли электрические автомобили, и генеральный директор Оливер Зипсе заявил на конференции на прошлой неделе, что компания будет готова предложить полностью электрические автомобили, если какой-либо рынок запретит ДВС. тогда.

Следующим крупным предложением электромобилей BMW — по крайней мере в Америке — является iX, который должен стать конкурентом Tesla Model X, и который действительно неплох и стоит 83 200 долларов, что значительно дешевле Model X за 99 990 долларов. также i4, который кажется конкурентом Model 3 или, возможно, конкурентом Model Y, если вы хотите проявить щедрость, и стоит от 56 395 долларов.I4 также станет первым полностью электрическим автомобилем BMW M.

Европа, тем временем, по-прежнему получает i3, который больше не предлагается в США, вероятно потому, что это небольшой электромобиль, который также был очень дорогим, особенно плохая комбинация для американского рынка, даже если i3 годится для что это было. Из двух полностью электрических BMW, которые прибывают в США, iX кажется лучшим вариантом: это автомобиль для людей, живущих на северо-востоке, которых оскорбляет атмосфера новых денег Теслы и Илона Маска.Не могу дождаться, когда через пару лет увижу их кучу в штате Мэн.

В чем разница между электромобилем, подключаемым гибридом и двигателем внутреннего сгорания?

В прошлом месяце в Соединенном Королевстве появилось рекордное количество электромобилей, поскольку страна боролась с топливным кризисом, из-за которого иссякли топливозаправщики.

В сентябре было зарегистрировано более 32 000 автомобилей с батарейным питанием, и Tesla Model 3 заняла первое место в списке самых продаваемых автомобилей.

В то время как изображения длинных очередей у ​​станций технического обслуживания подтолкнули покупателей к переходу на новый рынок, продажи электромобилей в Великобритании могут только расти.

Британское правительство пообещало запретить продажу новых бензиновых и дизельных автомобилей с 2030 года.

Оно также запрещает продажу новых подключаемых гибридов с 2035 года, чтобы подтолкнуть водителей к покупке полностью электрических транспортных средств.

Но когда дело доходит до электромобилей, знаете ли вы свои BEV по своим PHEV и HEV?

Что такое электромобиль?

Электромобиль (EV), также известный как электромобиль с аккумулятором (BEV), работает на электричестве .

Вместо того, чтобы заправлять его бензином, вы можете заряжать электромобиль от розетки в стене или на специальной зарядной станции.

Аккумулятор электромобиля можно зарядить всего за 10 минут на станции быстрой зарядки или за несколько часов от стандартной розетки. Электромобили

легко заметить, когда вы едете, потому что у них нет выхлопной трубы .

Это потому, что аккумулятор питает двигатель автомобиля, а не двигатель внутреннего сгорания.

EV не выделяют парниковые газы , которые способствуют изменению климата и вызывают меньшее шумовое загрязнение, потому что они тише .

Они также автоматические — почти все электромобили на рынке не имеют коробки передач .

По данным Совета по электромобилям, в 2020 году в Австралии было продано около 5 244 автомобиля BEV из 920 000 общих продаж автомобилей (0,56%).

Электромобили не имеют выхлопной трубы. (AP: Jon Super)

Что такое гибридный автомобиль?

Гибридный автомобиль использует как электричество, так и топливо для привода своего двигателя.

Существует два основных типа гибридов: подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) и гибридных электромобилей (HEV) .

Подключаемые гибриды имеют как топливный бак, так и аккумуляторную батарею , которую вы можете заряжать, подключив ее к источнику питания.

Подключаемый гибрид будет работать от электричества до тех пор, пока его батарея почти не разрядится, а затем переключится на двигатель внутреннего сгорания.

В электрическом режиме подключаемый гибрид похож на электромобиль: он не будет выделять парниковые газы и будет тише.

Но когда он перейдет в режим внутреннего сгорания, он будет работать как традиционный автомобиль.

HEV работают как на электричестве, так и на топливе, но их нельзя подключить для зарядки — у них есть только топливный бак.

Вместо этого двигатель внутреннего сгорания заряжает аккумулятор HEV во время движения автомобиля.

И подключаемые гибриды, и HEV могут заряжать свою батарею во время торможения, что известно как рекуперативное торможение.

Есть также мягких гибридных электромобилей (MHEV) , которые используют аккумулятор, чтобы помочь двигателю внутреннего сгорания работать лучше, но не могут работать только на электричестве.

Гибридные автомобили работают как на электричестве, так и на топливе. (Рейтер: Крис Хелгрен)

Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания сжигает ископаемое топливо, например бензин или дизельное топливо, для питания двигателя автомобиля .

Он смешивает топливо с воздухом, чтобы создать сдерживаемый взрыв, который приводит в движение части двигателя, приводящие в движение колеса.

Этот процесс выбрасывает парниковые газы, которые способствуют изменению климата .

Двигатели внутреннего сгорания используются практически в каждом виде моторизованного транспорта — самолетах, поездах, лодках, мотоциклах, автобусах, грузовиках, гидроциклах.

Они также используются в таких машинах, как бензопилы, газонокосилки и генераторы.

Хотя двигатели внутреннего сгорания сыграли решающую роль в технологическом прогрессе в 19 и 20 веках, они вызывают значительное загрязнение воздуха и шум .

Автомобили с двигателем внутреннего сгорания выделяют парниковые газы. (Рейтер: Фабрицио Бенш)

Что такое водородный автомобиль?

Водородный автомобиль, также известный как электромобиль на топливных элементах (FCEV), представляет собой полностью электрический автомобиль , работающий на водороде.

Снаружи он может выглядеть как неэлектрический автомобиль — вы заправляете топливный бак, а там выхлопная труба.

Но внутри водород смешивается с воздухом, чтобы создать электрическую энергию, питающую двигатель.

Водородные автомобили не выделяют CO2, только водяной пар выходит из выхлопных газов.

Водяной пар является парниковым газом, поскольку он поглощает тепло в атмосфере, которое излучается с поверхности Земли.

Однако, в отличие от газов, таких как CO2, пропускная способность атмосферы по водяному пару увеличивается и уменьшается при колебаниях температуры, и добавление большего количества пара в атмосферу через, например, выхлопную трубу водородного транспортного средства, не изменяет эту пропускную способность. .

Водородные автомобили также на тише , потому что у них нет двигателя внутреннего сгорания.

Водородные автомобили могут путешествовать дальше, чем электромобили , но могут заправляться только на заправочных станциях, например, бензиновый или дизельный автомобиль.

Это делает их подходящими для сетевого транспорта, такого как автобусы и грузовики дальнего следования, у которых заранее определены расстояния и маршруты для движения.

Заправка водородного автомобиля. (AFP: Франк Хоерманн)

Примечание редактора, 12 октября: В этот рассказ были внесены поправки, поскольку изначально в нем говорилось, что водородные автомобили не выделяют парниковые газы.

Двигатель внутреннего сгорания — обзор

1.6 ДВИГАТЕЛИ С ПРЯМЫМ ВПРЫСКОМ, ДВУХТАКТНЫЕ И ДИЗЕЛИ

Помимо четырехтактного двигателя с искровым зажиганием (SI) широко используются два других двигателя внутреннего сгорания: два -тактный бензиновый двигатель и дизель. На транспорте двухтактный бензиновый двигатель используется в развивающихся странах для питания велосипедов, небольших мотороллеров и мотоциклов из-за его небольшого размера и веса, а также низкой стоимости.Дизель доминирует на рынке двигателей для грузовиков, поскольку его эффективность значительно выше, чем у двигателя с искровым зажиганием. Во многих странах дизельное топливо захватило значительную долю рынка автомобильных двигателей по аналогичным причинам, особенно в странах, где цены на топливо высоки и где дизельное топливо облагается меньшим налогом, чем бензин. Хотя основы процессов образования загрязняющих веществ аналогичны в этих двух других двигателях, детали значительно отличаются, и с дизельным двигателем возникает новая проблема — частицы выхлопных газов.

Двухтактный двигатель выпускает сгоревшие газы из цилиндра в основном за счет вдувания свежего воздуха в течение примерно одной трети каждого оборота коленчатого вала, когда кривошип проходит через свое нижнее положение. Чтобы сделать этот процесс продувки эффективным, значительная часть свежего воздуха, поступающего в цилиндр через перекачивающие каналы в нижней части гильзы цилиндра, неизбежно выходит прямо из выпускных отверстий (обычно расположенных на другой стороне гильзы). В простейших, небольших двухтактных двигателях SI с карбюратором бензин смешивается с воздухом перед поступлением в цилиндр.Таким образом, короткое замыкание воздуха прямо через цилиндр приводит к соответствующей потере топлива. Это существенный штраф за экономию топлива (до 25 процентов) и приводит к очень значительным выбросам углеводородов. Таким образом, в городах с большим количеством мотоциклов, мотороллеров, мотоциклов и трехколесных такси двухтактный двигатель является важным источником выбросов.

В результате значительных усилий по развитию за последние 15 лет был изучен потенциал использования прямого впрыска бензина в цилиндр, чтобы избежать потери топлива во время продувки.Эти усилия были нацелены на автомобильный, морской и мотоциклетный секторы. На рис. 1.10 показана одна из наиболее многообещающих технологий прямого впрыска, разработанная компанией Orbital Engine Company для двухтактных двигателей с продувкой картера. Необходимый контроль выбросов с помощью этой концепции достигается путем непосредственного впрыска бензина в цилиндр с помощью инжектора с подачей воздуха, который обеспечивает хорошее рассеивание топлива с очень маленькими размерами капель после того, как поднимающийся поршень закрывает выпускные отверстия.Дополнительное управление продувкой достигается с помощью устройства управления потоком выхлопных газов (показано на рисунке), настроенной выхлопной системы с низкой термической инерцией и тесно связанного катализатора окисления для достижения быстрого отключения для управления HC и CO. NO _x контроль достигается внутри цилиндра. При двухтактном процессе продувки внутри цилиндра остается значительно больше сгоревших газов, смешанных со свежим воздухом, чем при четырехтактном процессе газообмена. Этот дополнительный остаточный сгоревший газ в топливно-воздушной смеси в цилиндрах значительно снижает пиковые температуры сгоревшего газа и скорость образования NO.

Рис. 1.10. Характеристики двухтактного бензинового двигателя SI

с непосредственным впрыском (любезно предоставлено Orbital Engine Co.).

Будет ли эта новая технология с прямым впрыском и двухтактным циклом значительно проникнуть на рынок небольших двигателей / мотоциклов, будет зависеть от стоимости этих систем впрыска топлива. Получит ли она широкое применение на автомобильном рынке, будет зависеть от степени, в которой ее долговечность и стоимость могут быть увеличены в достаточной степени, чтобы оправдать усилия по разработке, необходимые для того, чтобы сделать возможным массовое производство этой технологии.

Дизель — самый эффективный из имеющихся в настоящее время двигателей и, следовательно, широко используется в транспорте (грузовые автомобили, автобусы, железные дороги и легковые автомобили), когда особенно важна экономия топлива. В наиболее эффективной форме дизельного топлива топливо впрыскивается с помощью системы впрыска под высоким давлением в камеру сгорания или чашу в верхней части поршня ближе к концу процесса сжатия, как показано на рисунке 1.11. Впрыснутое жидкое топливо распыляется, образует спрей, испаряется, смешивается с высокотемпературным воздухом и самовоспламеняется вскоре после впрыска.Как только начинается горение, оно продолжается, поскольку дополнительное топливо смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Выбросы углеводородов и окиси углерода в дизельном топливе низкие, поскольку сгорание почти завершено, а двигатель всегда работает на обедненной смеси с избытком воздуха. Однако выбросы NO _x высоки из-за высоких температур сжигаемого газа. Технология трехкомпонентного катализатора, используемая для хорошего эффекта в стандартном бензиновом двигателе, не может использоваться для снижения уровней NO _x в выхлопных газах дизельного двигателя, поскольку выхлопной газ бедный, а не стехиометрический.Кроме того, процесс смешивания топлива с воздухом во время сгорания приводит к образованию частиц сажи в богатых участках каждой топливной струи. Часть этой сажи не сгорает в процессе сгорания и поглощает высокомолекулярные углеводороды из масла и топлива, а также серу в виде сульфата в выхлопных газах с образованием твердых частиц.

Рис. 1.11. (a) Современное малое высокоскоростное дизельное топливо с прямым впрыском и турбонаддувом с четырьмя клапанами на цилиндр (b) Распыление топлива и характеристики камеры сгорания типа «чаша в поршне» (два клапана, наклонная топливная форсунка вне оси, глубокая чаша, высокая завихрение) и усовершенствованные (четырехклапанный, осевой инжектор, неглубокий резервуар, более высокое давление впрыска — 1600 бар, меньшее завихрение) технологии дизельных систем сгорания

с непосредственным впрыском (любезно предоставлено Ford Motor Co. ), (любезно предоставлено Mercedes-Benz AG).

Существенный контроль выбросов NO _x , особенно твердых частиц, от дизелей был достигнут путем модификации процесса сгорания. Использование оборудования для впрыска топлива с очень высоким давлением впрыска жидкого топлива (~ 2000 бар) и тщательное согласование геометрии камеры сгорания «чаша в поршне», движения воздуха и геометрии распыления значительно снизили образование сажи за счет увеличения количества топлива и воздуха. скорости смешивания. Более тщательный контроль поведения смазочного материала позволил снизить содержание высокомолекулярных углеводородных твердых частиц, которые абсорбируются сажей.Использование топлива с низким содержанием серы уменьшило сульфатный компонент твердых частиц. Катализаторы окисления в выхлопных газах дизельного топлива все чаще используются для дальнейшего снижения содержания растворимого органического компонента в твердых частицах. На сегодняшний день сокращение NO _x было достигнуто за счет тщательного контроля температуры воздуха на входе в двигатель (например, в двигателях с турбонаддувом используется дополнительный охладитель для достижения низкого уровня выбросов NO _x ), а также за счет значительной задержки впрыска, чтобы задержать большую часть процесса сгорания до ранняя часть хода расширения. Последняя стратегия, конечно же, снижает расход топлива на несколько процентов.

В то время как дизель добился прогресса в сокращении выбросов (примерно в 3–4 раза для твердых частиц и в 2–3 раза для NO _x ), что делает этот двигатель, который является наиболее эффективным из доступных двигателей, более Экологичность — важная задача для разработчиков и конструкторов двигателей. Достижение существенного снижения выбросов NO _x является основной задачей. Часть этого сокращения может быть получена за счет рециркуляции выхлопных газов, а меньшая — за счет улучшения топлива.Что действительно необходимо, так это системы каталитического нейтрализатора выхлопных газов для снижения NO _x в среде выхлопных газов дизельного топлива с низким содержанием топлива и при низких температурах. Также потребуются более низкие уровни твердых частиц.

В дополнение к этим двухтактным и высокоскоростным дизельным двигателям потенциально привлекательной новой технологией является четырехтактный двигатель с искровым зажиганием с прямым впрыском. Этот бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива уже производится в Японии, ⁶ обеспечивает улучшенную топливную экономичность и, следовательно, является одним из способов сокращения выбросов CO ₂ автомобилем.Тем не менее, выбросы выхлопных газов этого двигателя не лучше, чем у стандартного двигателя с искровым зажиганием, и, поскольку он обычно работает на обедненной смеси при небольшой нагрузке, требуется новая технология катализатора для снижения NO _x .

Будущее двигателей внутреннего сгорания

Карлос Гон, генеральный директор Nissan и Renault, заявил, что к 2020 году на автомобили с батарейным питанием будет приходиться 10 процентов мировых продаж новых автомобилей.Г-н Гон, конечно же, планирует представить как минимум четыре электромобиля в ближайшие три года. Однако независимые аналитики, такие как Тим Уркхарт из IHS Global Insight, считают, что в 2020 году автомобили с батарейным питанием будут составлять менее одного процента от общего числа новых автомобилей.

Дело в том, что электромобили сегодня непомерно дороги — одна батарея в электромобиле может стоить 20 000 долларов — и останется таковой в течение некоторого времени. Более того, электромобили не зарекомендовали себя в реальных условиях.Если автопроизводители сделают ставку на эту технологию в своем будущем, они сделают это очень постепенно. Даже с оптимистической точки зрения Гона, двигатели внутреннего сгорания (ДВС) будут установлены в 90% автомобилей 2020 года. Коэй Сага, руководитель передовых технологий Toyota (включая электромобили), идет дальше: «На мой взгляд, я думаю, что мы никогда не откажемся от двигателя внутреннего сгорания».

Но они не будут теми же двигателями внутреннего сгорания, которые используются сегодня в транспортных средствах. Поскольку федеральные стандарты экономии топлива ужесточатся на 35 процентов в течение следующих пяти лет, эффективность ИС должна резко повыситься — в противном случае мы все будем вынуждены использовать экономичные боксы.

Поговорив с ключевыми инженерами по силовым агрегатам и некоторыми независимыми изобретателями, мы изучили некоторые технологии, которые могут повысить эффективность.

Распыление топлива непосредственно в камеры сгорания бензинового двигателя вместо его впускных отверстий — не новая идея — ее использовал немецкий истребитель ME109 времен Второй мировой войны. Mitsubishi Galant, продаваемый на японском рынке, в 1996 году стал первым автомобилем, сочетающим прямой впрыск с инжекторами с компьютерным управлением.Прямой впрыск (DI) стоит дороже, чем впрыск через порт, потому что топливо распыляется под давлением 1500–3000 фунтов на квадратный дюйм, а не 50–100 фунтов на квадратный дюйм, а форсунки должны выдерживать давление и высокую температуру сгорания.

Но у DI есть ключевое преимущество: за счет впрыска топлива непосредственно в цилиндр во время такта сжатия охлаждающий эффект испаряющегося топлива не исчезает до того, как загорится свеча зажигания. В результате двигатель становится более устойчивым к детонации — преждевременному и почти взрывному сгоранию топлива, производящему стук и удару поршней под действием давления и тепла — и, следовательно, может работать с более высокой степенью сжатия — примерно 12: 1. вместо 10.5: 1. Одно это улучшает экономию топлива на два-три процента.

Кроме того, DI предлагает возможность сгорания обедненной смеси, поскольку топливная струя может быть ориентирована таким образом, чтобы рядом со свечой зажигания всегда была горючая смесь. Это может дать на пять процентов больше эффективности.

Некоторые европейские автопроизводители уже используют эту стратегию экономии топлива. К сожалению, обедненное сжигание вызывает более высокие выбросы NOx (оксидов азота) из выхлопной трубы, что противоречит более жестким ограничениям Америки.Катализаторам, которые могут решить эту проблему, не нравится высокое содержание серы в американском бензине. Новые катализаторы обещают снизить выбросы. Между тем, к 2020 году можно ожидать, что прямой впрыск станет универсальным.

Современные двигатели достигают уровней мощности, о которых мы могли только мечтать 20 лет назад. Обратной стороной является то, что во время обычного вождения большинство двигателей бездельничают, а 300-сильные двигатели неэффективны, когда они выкладывают только 30 лошадок, необходимых для того, чтобы протолкнуть средний седан по шоссе.Когда дроссельная заслонка двигателя приоткрыта, во впускном коллекторе создается сильный вакуум. Во время такта впуска, поскольку поршни всасывают против этого вакуума, снижается эффективность.

Классическое решение этой проблемы — сделать двигатель меньше. Маленький двигатель работает тяжелее, работает с меньшим вакуумом и, следовательно, более эффективен. Но маленькие двигатели вырабатывают меньше мощности, чем большие.

Чтобы обеспечить мощность большого двигателя при экономии топлива для малого двигателя, многие компании обращаются к двигателям меньшего размера с турбонагнетателями, прямым впрыском топлива и регулируемыми фазами газораспределения. Эти три технологии работают вместе, принося общую пользу.

Нагнетание дополнительного воздуха в камеры сгорания двигателя с помощью турбонагнетателя определенно увеличивает мощность; производители автомобилей занимаются этим годами. Но в прошлом, чтобы избежать опасной детонации, двигатели с турбонаддувом нуждались в более низких степенях сжатия, что снижало эффективность.

Как мы видели, прямой впрыск топлива помогает решить эту проблему за счет охлаждения всасываемого заряда для минимизации детонации.Во-вторых, если изменение фаз газораспределения увеличивает время, когда впускной и выпускной клапаны открыты, турбонагнетатель может продувать свежий воздух через цилиндр, чтобы полностью удалить горячие оставшиеся газы из предыдущего цикла сгорания. А поскольку форсунки впрыскивают топливо только после закрытия клапанов, никакое из него не выходит через выпускной клапан.

Первым двигателем в Америке со всеми этими тремя элементами был базовый 2,0-литровый четырехцилиндровый двигатель Audi A4 2006 года. У него было 10.Степень сжатия 5: 1 — такая же высокая, как у многих безнаддувных двигателей, несмотря на пиковое давление наддува 11,6 фунтов на квадратный дюйм. Он производил 200 лошадиных сил и 207 Нм крутящего момента.

Система Ford EcoBoost — это не что иное, как прямой впрыск и турбонаддув. Дэн Капп, директор Ford по разработке передовых силовых агрегатов, говорит, что эта технология будет распространяться на легковые и грузовые автомобили компании. «Ничто другое не обеспечивает двузначного повышения эффективности использования топлива по разумной цене».

В будущем Ford рассчитывает заменить свои 5.4-литровый V-8 с 3,5-литровым EcoBoost V-6; его 3,5-литровый V-6 с 2,2-литровым рядным четырехцилиндровым двигателем EcoBoost; и его 2,5-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель с 1,6-литровым рядным четырехцилиндровым двигателем EcoBoost. При каждом уменьшении габаритов пиковая мощность должна быть одинаковой, крутящий момент на низких оборотах должен быть примерно на 30 процентов больше, а экономия топлива должна быть на 10-20 процентов выше. Единственным недостатком будет дополнительная плата в размере 1000 долларов или около того к цене автомобилей с DI-turbo для оплаты дополнительного оборудования.

BMW, Mercedes, Toyota и Volkswagen планируют аналогичные двигатели — в некоторых из них вместо турбонагнетателей используются нагнетатели.Турбонаддув с прямым впрыском будет продолжать расширяться.

Позже в этом десятилетии мы увидим второе поколение этих двигателей, использующих более высокое давление наддува. Это позволит дополнительно уменьшить габариты двигателя и повысить эффективность на 10 процентов.

Чтобы это произошло, потребуется рециркуляция охлажденных выхлопных газов для контроля детонации и ступенчатые турбины или турбины с изменяемой геометрией, чтобы ограничить обычную задержку. Эти технологии уже используются в дизельных двигателях, но более высокие температуры выхлопных газов газовых двигателей создают проблемы с долговечностью, которые необходимо решить, прежде чем автопроизводители смогут внедрить эти технологии.

Еще один способ повысить эффективность большого двигателя — отключить некоторые из его цилиндров. Поскольку дроссельная заслонка должна открываться дальше, чтобы получить ту же мощность от остальных цилиндров, разрежение во впускном коллекторе снижается, а эффективность повышается.

В реальных условиях вождения это может привести к экономии топлива на пять процентов при довольно низких затратах. Эта технология особенно рентабельна для двухклапанных двигателей с толкателем, поэтому мы наблюдали переменный рабочий объем на двигателях GM и Chrysler V-8.

Honda использует переменный рабочий объем на своих 24-клапанных двигателях V-6, но дополнительное оборудование для закрытия множества клапанов увеличивает стоимость. Более того, отключение некоторых цилиндров на V-6 создает больше проблем с вибрацией и шумом, чем с V-8, потому что V-6 имеют более грубые импульсы срабатывания и более плохой внутренний баланс. Активные опоры двигателя и регулируемые впускные коллекторы, необходимые для решения этих проблем, увеличивают дополнительные расходы.

Простейшая реализация системы изменения фаз газораспределения началась около 25 лет назад, с использованием двухпозиционного опережения или замедления впускного или выпускного распредвала двигателя, чтобы лучше соответствовать условиям работы двигателя.Сегодня большинство двигателей DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр имеют бесступенчатую регулировку фаз как на впускном, так и на выпускном распредвалах.

Около 20 лет назад компания Honda представила более сложный подход со своей системой VTEC, которая переключалась между двумя (а позже и тремя) отдельными наборами кулачков — одним для работы на высокой скорости, а другим — для низкой. VTEC также может просто отключить один из двух впускных клапанов цилиндра при небольших нагрузках. В 2001 году BMW пошла еще дальше, выпустив систему Valvetronic, которая может непрерывно изменять ход открытия впускных клапанов для оптимизации мощности и эффективности двигателя.Кроме того, такое расширенное управление впускными клапанами служит для замены дроссельной заслонки, что устраняет вакуум и, следовательно, снижает насосные потери.

Хотя они обеспечивают повышение эффективности, системы с переменным подъемом сложны и дороги. Продолжаются разработки чисто электронных систем, которые могли бы заменить распредвалы и просто открывать и закрывать клапаны двигателя в соответствии с компьютером. Но электронные механизмы открытия клапана также дороги и потребляют значительную мощность. Вице-президент GM Powertrain Дэн Хэнкок предполагает, что двухступенчатый механизм подъема клапана может обеспечить 90 процентов преимуществ полностью регулируемого подъема.Более того, Капп из Ford говорит, что преимущества переменного подъема клапана ограничены в сочетании с EcoBoost (DI turbo).

С другой стороны, BMW со своим последним 3,0-литровым рядным шестицилиндровым двигателем с прямым впрыском и одинарным турбонаддувом (N55), заменяющим твин-турбо (N54) во всей линейке, сделала именно это, добавив Valvetronic в свой DI- турбо-комплектация. В сочетании с переходом от шестиступенчатой ​​автоматической коробки передач к восьмиступенчатой, это изменение, как говорят, дает на 10 процентов больше миль на галлон.

Возможно, ответом будет система Fiat Multiair, конструкция с регулируемым подъемом и гидравлическим приводом, которая намного менее сложна, чем механические системы, такие как системы BMW.Ожидайте скоро увидеть Multiair на будущих автомобилях Chrysler.

Эта технология, сокращенно HCCI, по сути, представляет собой комбинацию принципов работы газового двигателя и дизеля. Когда требуется высокая мощность, двигатель HCCI работает как обычный бензиновый двигатель, при этом сгорание инициируется свечой зажигания. При более скромных нагрузках он работает больше как дизель, сгорание которого инициируется просто давлением и теплотой сжатия.

В дизельном двигателе сгорание начинается, когда топливо впрыскивается поршнем в верхней части такта сжатия, и сгорание регулируется скоростью впрыска топлива. Однако с HCCI топливо уже впрыскивается и смешивается с воздухом до начала такта сжатия.

Поскольку только сжатие инициирует сгорание, это больше серьезный удар, чем даже резкий рабочий ход дизеля. Благодаря тому, что двигатель достаточно крепкий, чтобы избежать разрыва, HCCI по крайней мере такой же тяжелый, как дизель.Ключевым моментом является достижение достаточного управления сгоранием, чтобы цикл HCCI можно было использовать в максимально широком диапазоне скоростей и нагрузок, чтобы извлечь выгоду из эффективности.

Один из способов расширить режим HCCI — использовать переменную степень сжатия, что Mercedes сделала на своем экспериментальном двигателе Dies-Otto. Но другие инженеры, такие как Хэнкок из GM, хотели бы избежать этой проблемы. «Чтобы заставить HCCI работать, нам нужен очень хороший контроль над процессом сгорания с более быстрым компьютером управления двигателем и обратной связью по давлению сгорания.”

Все это звучит сложно, но выигрыш может заключаться в 20-процентном улучшении экономии топлива без улавливателей твердых частиц и катализаторов NOx, которые необходимы дизелям. Этого достаточно, чтобы поддержать интерес крупных игроков. Хэнкок предполагает, что HCCI может поступить в производство к концу этого десятилетия, возможно, в качестве эффективного двигателя для подключаемого гибрида, потому что ему нужно только работать в небольшом диапазоне оборотов для питания генератора.

Выключение двигателя при остановке на светофоре определенно может сэкономить топливо.Компьютер управления двигателем легко запрограммировать так, чтобы он останавливал двигатель, когда скорость автомобиля упадет до нуля, и перезапускал его, когда водитель убирал ногу с педали тормоза. Стартер и аккумулятор могут нуждаться в усилении, чтобы выдерживать более частое использование, но это не техническая проблема.

Mazda придумала более простой метод выполнения подвига «стоп-старт». В своей системе, называемой i-stop, компьютер останавливает двигатель, когда один из поршней проходит только верхнюю точку такта сжатия.Для повторного запуска в цилиндр впрыскивается топливо, зажигается свеча зажигания, и двигатель мгновенно снова запускается.

К сожалению, хотя эти системы могут сэкономить до пяти процентов расхода топлива в городских условиях, испытательные циклы Агентства по охране окружающей среды демонстрируют только 1 процентную выгоду из-за ограниченного времени простоя. В результате большинство производителей не хотят вкладывать средства в технологию, которая не очень помогает им в достижении целей CAFE, независимо от реальной выгоды.

Одним из недостатков этанола на основе кукурузы является то, что современные двигатели с гибким топливом обычно не используют в полной мере преимущества E85 с октановым числом 95.Но легко представить себе двигатель с турбонаддувом DI второго поколения, который работает с более высоким давлением наддува при сжигании E85. Такой двигатель мог бы быть в два раза меньше нынешней безнаддувной силовой установки с существенно более высокой экономией топлива. А когда заправлялся чистым бензином, компьютер просто уменьшал наддув. Двигатель потерял бы часть мощности, но без ущерба для долговечности или топливной экономичности.

Более радикальный способ использовать более высокое октановое число этанола — это «система повышения концентрации этанола» (EBS), над которой работают несколько профессоров Массачусетского технологического института, а также Нил Ресслер, бывший главный технический директор Ford.

Идея проста. Начните с двигателя DI-turbo и добавьте к нему обычную систему впрыска топлива. Затем добавьте второй, небольшой топливный бак и залейте в него E85. При умеренных нагрузках двигатель работает на бензине и левом впрыске. Но когда вы требуете большей мощности и появляется наддув, система DI вводит E85. E85 не только имеет более высокое октановое число, чем бензин, но и обладает более сильным охлаждающим эффектом. Это обеспечивает безопасную работу наддува выше 20 фунтов на квадратный дюйм.

Форд проявил серьезный интерес к проекту.Для пикапов 5,0-литровый двигатель EBS с двойным турбонаддувом может заменить 6,7-литровый дизель в грузовике Super Duty. Он будет развивать такую ​​же мощность и крутящий момент, обеспечивать такую ​​же топливную экономичность и дешевле в изготовлении, поскольку не требует дорогостоящей дополнительной обработки выхлопных газов дизеля.

При нормальном использовании расход E85 составляет менее 10 процентов от расхода бензина. Таким образом, вы экономите много газа, потребляя лишь небольшое количество этанола. Двигатель EBS кажется технически исправным и уже прошел предварительные испытания.Мы ожидаем, что в ближайшие пять лет он в той или иной форме попадет в производство.

Новые творческие концепции двигателей — пруд пруди. Наш технический директор обычно хранит толстый файл с надписью «сумасшедшие двигатели». Большинство из них даже не достигают стадии прототипа. И даже те, которые построены, обычно гаснут из-за проблем, связанных с долговечностью, сложностью конструкции или эффективностью. Лишь немногим, кто преодолеет этот этап, предстоит тяжелая битва с автопроизводителями, которые вложили миллиарды в создание обычных двигателей, доказавших свою надежность и производительность.

Одной из немногих перспективных концепций двигателей является двухтактный OPOC от EcoMotors. OPOC означает «оппозитный поршень и оппозитный цилиндр». Чтобы визуализировать двигатель, начните с горизонтально расположенного четырехцилиндрового двигателя, такого как Subaru Legacy. Затем выдвиньте цилиндры и потеряйте головки цилиндров, чтобы освободить место для второго набора поршней в каждом цилиндре, которые движутся противоположно обычным поршням. Длинные шатуны передают движение этих дополнительных поршней на коленчатый вал.

Как и в обычном двухтактном двигателе, дыхание происходит через отверстия по бокам цилиндров. Но в двигателе OPOC впускные и выпускные каналы находятся на противоположных концах цилиндров. Когда поршни двигаются, выхлопные газы открываются до того, как воздухозаборники и турбокомпрессоры продувают воздух через цилиндры, чтобы вытолкнуть выхлопные газы и заполнить их чистым воздухом. Поскольку для этого двигателю требуется положительное давление, турбонагнетатели оснащены электродвигателями, которые приводят их в действие на низких оборотах при низкой энергии выхлопных газов.

Хотя первые двигатели OPOC являются дизельными, концепция также может работать на бензине. В любом случае форсунка прямого подачи топлива находится в середине цилиндра, где две головки поршня почти встречаются, и именно там свеча зажигания будет в газовой версии.

Если замысел OPOC кажется радикальным, его поддерживают твердые люди. Конструктором двигателя является Питер Хофбауэр, бывший главный инженер Volkswagen. Генеральный директор EcoÂMotors — Дон Ранкл, бывший топ-менеджер Delphi and GM.Президентом является Джон Колетти, легендарный бывший руководитель подразделения SVT компании Ford. А выдающийся производитель выхлопных газов Алекс Борла входит в совет директоров. Большая часть финансирования компании поступает от Винода Хосла, мегаинвестора Кремниевой долины.

К настоящему времени прототипы двигателя OPOC продемонстрировали на 12-15% более высокий КПД, чем обычные поршневые двигатели, в первую очередь из-за отсутствия головок цилиндров, устраняя большую поверхность, через которую тепло сгорания передается охлаждающей жидкости, и отсутствие клапанного механизма, который снижает трение примерно на 40 процентов.

Более того, поскольку каждый двухцилиндровый и четырехпоршневой модуль идеально сбалансирован, в четырехцилиндровой версии двигателя можно полностью разъединить одну пару цилиндров при небольших нагрузках. Это не только снижает насосные потери, но и полностью исключает трение из-за неисправного цилиндра, повышая топливную экономичность еще на 15 процентов.

На данный момент Колетти утверждает, что очевидных проблем нет: «Выбросы выглядят хорошо, как и потребление масла.Меня ничего не беспокоит ». Ранкл добавляет, что из-за меньшего количества деталей — без головок или клапанного механизма — двигатель должен быть на 20 процентов дешевле в производстве, чем современный V-6. «Мы работаем над двумя семействами двигателей. EM100d — это дизельный двигатель со 100-миллиметровым диаметром цилиндра, развивающий 325 лошадиных сил, а EM65ff — с диаметром цилиндра 65 мм и мощностью около 75 лошадиных сил в двухцилиндровом варианте на бензине ».

Двигатель находится в стадии производства. Для небольшой растущей компании без огромных инвестиций в обычные двигатели — подумайте, китайские или индийские — двигатель OPOC является привлекательным.Военный контракт также проложит путь к приемлемости для гражданского населения.

Как уже упоминалось, возможность изменить степень сжатия работающего двигателя поможет заставить работать HCCI. Большинство таких схем включают в себя какое-то изменение либо хода поршня двигателя, либо расстояния от коленчатого вала до камеры сгорания. Оба подхода механически проблематичны. Умные инженеры Lotus придумали более простой способ изменить компрессию двигателя.Они создали головку блока цилиндров с подвижной частью — они называют ее шайбой — которая может выходить в камеру сгорания. При полностью втянутой шайбе степень сжатия составляет 10: 1. Когда он продлен в головку, он уменьшает объем камеры сгорания, тем самым увеличивая соотношение до 40: 1. Для этой шайбы есть место, потому что двигатель, который Lotus называет «Всеядным», является двухтактным без каких-либо клапанов. Вместо этого впускной и выпускной потоки проходят через отверстия в стенках цилиндров. Впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндр с помощью пневматической системы, разработанной Orbital для другого двухтактного двигателя, над которым компания работает около 30 лет.Lotus утверждает, что двигатель Omnivore может широко работать в режиме HCCI и обеспечивает 10-процентный прирост топливной эффективности по сравнению с нынешними бензиновыми двигателями DI. Благодаря переменной степени сжатия он также может работать на различных видах топлива, отсюда и его название. На данный момент двигатель представляет собой только одноцилиндровый исследовательский проект. Умно, но будет ли оно продвигаться дальше — неизвестно.

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

FEV продвигает вперед разработку водородных двигателей внутреннего сгорания — пресс-релиз FEV

08. Октябрь 2020

FEV разрабатывает водородные двигатели внутреннего сгорания как надежный и экономичный вариант для транспортировки с нулевым выбросом CO2, который может быть быстро реализован в рамках существующей производственной инфраструктуры, а также предлагает потенциал для существующих транспортных средств.Источник: FEV Group

Ахен, Германия, октябрь 2020 г. — С тех пор, как в июле 2020 г. Европейский союз инициировал «Европейский альянс по чистому водороду», водородный ДВС (двигатель внутреннего сгорания) все больше и больше находится в центре внимания в дебатах индустрии мобильности о приводе с нулевым уровнем выбросов. решения. Компания FEV из Аахена, ведущий международный разработчик транспортных средств и трансмиссий, приветствует эту открытость к технологиям, касающимся будущих решений в области мобильности, и имеет почти четыре десятилетия опыта в разработке водородных двигателей.

Расширение электронной мобильности рассматривается как важный шаг на пути к достижению поставленных климатических целей. «Однако мы всегда должны учитывать соответствующий сценарий применения при выборе технологии», — сказал профессор Стефан Пишингер, президент и генеральный директор FEV Group. «Это вызвало значительную активизацию дебатов вокруг водородного двигателя как еще одной устойчивой формы привода с огромным потенциалом для многих областей».

В качестве возобновляемого источника энергии с нулевым выбросом CO2 водород может транспортироваться на большие расстояния и использоваться для хранения большого количества энергии.Использование водорода может обезуглероживать части транспортного сектора, где электрификация за счет использования тяжелых аккумуляторов неэффективна, в том числе для коммерческих автомобилей, автобусов, больших легковых автомобилей и даже поездов и кораблей.

Инфраструктура, которая, как ожидается, будет создана к 2030 году, возрождает дебаты о наиболее подходящем способе использования водорода. Одним из преимуществ топливных элементов является их высокий КПД при низких нагрузках. Но при более высоких удельных нагрузках их уровень эффективности ухудшается по сравнению с водородным двигателем внутреннего сгорания, эффективность которого может быть хуже при низких нагрузках, но тем выше, чем выше нагрузка.Другими словами, преимущества эффективности зависят от нагрузки.

Несмотря на известные преимущества, разработка топливных элементов все еще находится на ранней стадии, и очень мало методов разработки и испытаний прижились. С другой стороны, водородный двигатель внутреннего сгорания — это надежный и экономичный вариант для транспортировки с нулевым выбросом CO2, который можно быстро реализовать в рамках существующей производственной инфраструктуры, а также предлагает потенциал для существующих транспортных средств.

Основными направлениями разработки водородного двигателя внутреннего сгорания являются

• топливопроводящие компоненты
• Система зажигания
• Вентиляция картера
• Система непосредственного впрыска газа топливной смеси
• Зарядка
• Двигатель Контроль
• Обработка выхлопных газов

Поскольку водород является углеродно-нейтральным топливом, из сгоревшей смазки образуется лишь минимальное количество компонентов выбросов — углеводородов (HC), монооксида углерода (CO), диоксида углерода (CO2) и сажи.Таким образом, сокращение потребления масла является еще одним направлением развития. Основным компонентом выхлопных газов является оксид азота (NOx). Благодаря очень высокой ламинарной скорости горения и широким пределам воспламенения водород позволяет сжигать обедненную смесь с большим количеством избыточного воздуха. Низкие температуры выхлопных газов означают, что даже без дополнительной обработки выхлопных газов уровень оксида азота уже ниже текущих пределов. Последующая обработка является эффективным средством дальнейшего снижения выбросов NOx.Эффективное сжигание обедненной смеси также дает преимущество в расходе по сравнению с обычными двигателями внутреннего сгорания.

FEV имеет почти сорокалетний опыт работы в этой области и послужной список успешно реализованных проектов — от разработки водородных двигателей внутреннего сгорания для легковых и коммерческих автомобилей до стационарных и внедорожных двигателей. Обширный спектр услуг компании также включает разработку отдельных компонентов, таких как форсунки для прямого впрыска и многоступенчатые системы зарядки.FEV также применяет свой обширный опыт от разработки обычных трансмиссий до водородных двигателей.

«Наши клиенты ценят тот факт, что FEV — это универсальный магазин, который может предоставить все услуги по разработке от начала до конца», — сказал профессор Пишингер. «Это включает в себя разработку и проектирование, строительство, интеграцию транспортных средств, ввод в эксплуатацию, калибровку и тестирование компонентов и полных водородных двигателей». FEV имеет специальные испытательные стенды в Ахене, на которых можно проводить испытания водородных двигателей внутреннего сгорания мощностью до 640 кВт.

FEV также проводит серию онлайн-семинаров на тему «Будущее, основанное на водороде»: https://fev-live.com/online-seminars/hydrogen-powered-future/

О компании FEV
FEV — ведущий независимый международный поставщик услуг по разработке оборудования и программного обеспечения для транспортных средств и силовых агрегатов. Спектр компетенций включает разработку и тестирование инновационных решений вплоть до серийного производства и все сопутствующие консультационные услуги. Спектр услуг по разработке транспортных средств включает проектирование кузова и шасси, в том числе точную настройку общих характеристик транспортного средства, таких как поведение при вождении и NVH.FEV также разрабатывает инновационные системы освещения и решения для автономного вождения и связи. Деятельность по электрификации силовых агрегатов охватывает мощные аккумуляторные системы, электронные машины и инверторы. Кроме того, FEV разрабатывает высокоэффективные бензиновые и дизельные двигатели, трансмиссии, EDU, а также системы топливных элементов и облегчает их интеграцию в автомобили, подходящие для омологации. Альтернативные виды топлива — это еще одна область развития.

Портфель услуг дополняется специализированными испытательными стендами и измерительной техникой, а также программными решениями, которые позволяют эффективно переносить основные этапы разработки вышеупомянутых разработок с дороги на испытательный стенд или моделирование.

В настоящее время FEV Group насчитывает 6300 высококвалифицированных специалистов в ориентированных на клиента центрах разработки в более чем 40 точках на пяти континентах.

Что такое двигатель внутреннего сгорания (ДВС)? | Ан

Что такое двигатель внутреннего сгорания?

В данной статье описаны принцип работы, узлы и типы двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания — это известный тип двигателя, который также известен как двигатель внутреннего сгорания.Двигатель внутреннего сгорания — это механическая машина, которая сжигает топливо в другом пространстве, чем паровой двигатель, который горит вне двигателя. Двигатель внутреннего сгорания использует бензин, дизельное топливо, водород, метан и газообразное топливо пропан в качестве рабочего тела. Этот тип двигателя выделяет газ под высоким давлением и температурой. Двигатель внутреннего сгорания использует входящую энергию в виде топливовоздушной смеси для осуществления процесса сгорания внутри камеры сгорания. Изменения температуры и давления топливовоздушной смеси воздействуют на поршень двигателя, вызывая полезную работу.

Эта сила заставляет детали двигаться с определенной скоростью, преобразовывая химическую энергию топлива в механическую энергию (мощность). На приведенной ниже диаграмме представлен этот процесс.

В зависимости от этого механизма двигатель внутреннего сгорания может выдавать 0,01 кВт при 20×103 кВт. Электрическая мощность IC составляет 1 кВт, а тепловая мощность прибл. 2,5 кВт. Эти двигатели имеют КПД от 20 до 26%, а КПД — около 92%.

Большинство двигателей внутреннего сгорания предназначены для использования в транспортных средствах и требуют выходной мощности около 102 кВт.В подходящем двигателе внутреннего сгорания используется совместимый принцип поршневой цилиндр, в котором поршни (сделанные из стальных сплавов) в цилиндре открываются вперед и назад. Мощность передается на ведущий вал через шатун и коленчатый вал двигателя. Клапан регулирует поток газов к двигателю и от него. Было обнаружено, что двигатель ICE очень хорошо работает с высоким электрическим КПД, чем другие традиционные системы выработки электроэнергии, используемые в отелях и жилых отелях.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

В двигателе внутреннего сгорания сгорание происходит внутри цилиндра.После этого тепловая энергия смеси топлива и воздуха сразу преобразуется в механическую энергию. В двигателе внутреннего сгорания топливо воспламеняется и горит внутри двигателя. Затем двигатель преобразует часть энергии, вырабатываемой при сгорании, в работу. Двигатель внутреннего сгорания имеет подвижный поршень и неподвижный цилиндр. Расширяющийся газ толкает поршень и вращает коленчатый вал. Наконец, это движение кривошипа приводит в движение колеса разных автомобилей через систему передач.

Двигатель внутреннего сгорания имеет более высокий тепловой КПД по сравнению с другими двигателями ЕС.Когда двигатель работает одновременно с машинами внутреннего сгорания, он может запускать цикл с каждого такта. Когда этот ход двигателя возвращается к своей исходной скорости, это означает, что цикл 1 ^st был завершен. ICE имеет 4 этапа для выполнения цикла 1 ^st , как описано ниже:

Ход всасывания: На этом этапе дым двигателя (воздух) дается в правильных пропорциях.

Ход сжатия: На первой стадии сжатия смесь топлива и газа сжимается внутри камеры в верхней части поршня.

Стадия расширения: На этой стадии происходит сгорание топливовоздушной смеси с помощью свечи зажигания вверху и внутри камеры сгорания цилиндра двигателя. Когда топливно-воздушная смесь горит, она быстро увеличивает давление из-за расширения сгорания внутри цилиндра. Затем повышающееся давление приводит в действие поршень двигателя внутри цилиндра с высокой энергетической силой. Вращает коленчатый вал. Коленчатый вал затем вращает подключенный двигатель для передачи механической энергии.

Такт выхлопа: На этом этапе газ сгорания удаляется из цилиндра двигателя, вводится новая воздушно-топливная смесь, и весь цикл повторяется.

Типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Эти двигатели имеют впускной и выпускной клапаны на головке блока цилиндров. В двигателе также есть топливная форсунка и управляемая система зажигания. Двигатель цикла Отто — это двигатель внутреннего сгорания, предназначенный для работы с четырьмя или двумя тактами поршня, который перемещается вверх и вниз внутри цилиндра.В общем, четырехтактные автомобильные двигатели преобразуют химическую энергию в механическую, сжигая бензин или другие виды топлива. Вырабатываемое тепло преобразуется в механическую энергию за счет прижатия поршня вниз внутри цилиндра. Шатун, соединенный с поршнем, передает эту энергию в энергию вращения кривошипа.

В настоящее время существует два типа двигателей внутреннего сгорания:

1) Двигатель с искровым зажиганием или бензиновый двигатель

Основная статья: Si Engine

Двигатель с искровым зажиганием входит в состав наиболее распространенных типов двигателей внутреннего сгорания.Эти двигатели также известны как бензиновые двигатели. Подача и методы зажигания двигателя с искровым зажиганием и двигателя CI различаются. В двигателе SI топливо смешивается с воздухом и впрыскивается внутрь цилиндра во время процесса впуска. После процесса сжатия топливовоздушная смесь воспламеняется от искры свечи зажигания и вызывает возгорание. Во время рабочего такта расширение газообразных продуктов сгорания выталкивает поршень.

Наиболее распространенными типами двигателей внутреннего сгорания являются 4-тактные двигатели, это означает, что поршню требуется 4 хода для завершения цикла.Этот процесс состоит из четырех стадий: впуска, сжатия, сгорания и такта мощности или выпуска.

2) Двигатель CI

Основная статья: Дизельный двигатель

Двигатель с воспламенением от сжатия входит в состав наиболее известных типов двигателей внутреннего сгорания. Он также известен как дизельный двигатель.

Работа двигателя CI очень похожа на двигатель SI. При работе этого двигателя внутреннего сгорания воздух втягивается внутрь камеры, а затем поршень сжимает ее.Затем дизельный двигатель впрыскивает топливо в горячий сжатый воздух с подходящей дозировкой и сжигает его.

Детали двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Основные компоненты двигателя внутреннего сгорания:

1. Цилиндр
• Цилиндр изготавливается из стальных или алюминиевых сплавов.
• Внутри цилиндра поршень движется вперед и назад для передачи энергии.
• Это повысит давление и температуру внутри цилиндра двигателя.
2. Головка блока цилиндров
• Крепится к верхней части цилиндра двигателя.
• Изготовлен из стальных или алюминиевых сплавов.
• Производится методом литья.
• Медная или асбестовая прокладка подается в цилиндр, а затем в головку цилиндра для обеспечения герметичности.
3. Поршень
• Поршень из алюминиевых сплавов.
• Важной функцией поршня является передача мощности, создаваемой искровым зарядом, на шатун.
4. Поршневые кольца
• Поршневое кольцо представляет собой круговое кольцо, изготовленное из обычного стального сплава.
• Поршневое кольцо указывает на канавки по окружности поршня.
• Поставляются 2 комплекта уплотнительных колец, где самое верхнее уплотнительное кольцо может препятствовать попаданию продуктов сгорания в нижнюю часть, а нижнее уплотнительное кольцо может предотвращать утечку масла в цилиндр двигателя.
• Может сохранять эластичность даже при высоких температурах.
• Поршневая набивка снабжена герметичным уплотнением.
5. Клапаны
• Клапаны входят в состав наиболее важных узлов двигателя внутреннего сгорания.
• Двигатель имеет два клапана (впускной и выпускной).
• Поставляется в головке блока цилиндров.
• Впускные клапаны используются для подачи свежей смеси в газовый баллон.
• Клапаны входят в состав важнейших узлов двигателя внутреннего сгорания.
• Клапан выхлопного газа цилиндра используется для отвода продуктов сгорания из цилиндра двигателя.
6. Шатун
• Это соединение между поршнем и коленчатым валом.
• Функция шатуна заключается в передаче усилия между поршнем и коленчатым валом.
• Механическая функция шатуна — передача усилия между поршнем и коленчатым валом.
7. Коленчатый вал
• Изготавливается из специального стального сплава.
• Коленчатый вал входит в состав важных узлов двигателя внутреннего сгорания.
• Основная функция коленчатого вала — передача вращательного движения поршня через шатун для определения скорости вращения.
8. Картер двигателя
• Картер из чугуна.
• Фиксирует двигатель на его цилиндре и коленчатом валу.
• Также используется с резервуаром для смазки (место хранения).
9. Маховик
• IC — это большое жесткое колесо, установленное на коленчатом валу двигателя.
• Функция рулевого колеса — поддерживать постоянную скорость.
• Накапливает дополнительную энергию во время накопления энергии и обеспечивает дополнительную энергию во время такта сжатия.
Математическое моделирование двигателя внутреннего сгорания

В этом разделе мы обсудим выполнение различного математического моделирования различных параметров двигателя внутреннего сгорания при частоте вращения двигателя 3600 об / мин.Это математическое моделирование приводится ниже.

• Эффективное давление тормозных средств
• Удельный расход топлива

В приведенной ниже таблице представлены рабочие характеристики двигателя внутреннего сгорания при различных оборотах двигателя.

В чем разница между бензиновым и дизельным двигателями?

• Разница между бензиновым двигателем и дизельным двигателем заключается в том, что бензиновый двигатель всасывает смесь бензина и воздуха во время такта всасывания.Дизельные двигатели отпускаются только во время такта впуска.
• Бензиновый двигатель работает по циклу Отто. Простой в эксплуатации, легкий, недорогой, с более высокими трудозатратами и низкими затратами на техническое обслуживание.
• Дизельные двигатели работают на дизельных мотоциклах. Трудно запускать, дороже и тяжелее, меньше трудозатрат и затрат на обслуживание.
• Тепловой КПД бензинового двигателя составляет около 26%. Он имеет высокую скорость, которая используется в легковых автомобилях. Тепловой КПД дизельного двигателя составляет около 40%.Эти типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) имеют тихоходные двигатели. Эти двигатели используются в большегрузных транспортных средствах.
Применения двигателя внутреннего сгорания

1) Двигатель внутреннего сгорания в основном используется в дорожных и тяжелых транспортных средствах, таких как скутеры, мотоциклы, автобусы и т. Д.

2) Также используется в самолетах.

3) Эти типы двигателей используются в разных мотоциклах.

4) Двигатели внутреннего сгорания для морских судов.

4) Устройства IC находят хорошее применение в небольших бытовых приборах, таких как газонокосилки, цепные пилы и портативные двигатели-генераторы.

5) Эти двигатели внутреннего сгорания имеют более высокий КПД, чем ECE (двигатель внешнего сгорания).

6) В этих типах двигателей используются генераторы, которые используются в гидроэлектростанциях. В гидроэлектростанциях эти двигатели используются для производства электроэнергии.

7) Эти двигатели используются в автомобилях BMW.

В этой статье подробно описывается работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и его различных компонентов.