W образный двигатель на каких машинах: W-образный двигатель

W-образный двигатель

W-образный двигатель — тип двигателя с W-образным расположением цилиндров. Обычно W-образный двигатель представляет собой двигатель с 3 или 4 рядами цилиндров, расположенными сверху под углом меньше 90 градусов по отношению друг к другу, над единым коленчатым валом. Таким образом в поперечном разрезе двигатель напоминает букву W. Отличительной особенностью данного типа двигателя является компактность по сравнению с другими типами двигателей, используемыми в серийных автомобилях и имеющими схожие мощностные характеристики.

Существуют также W-образные двигатели с рядным расположением цилиндров в шахматном порядке в каждой из двух секций одного блока цилиндров. При этом каждая из двух секций такого W-образного двигателя имеет свою ГБЦ и угол между цилиндрами (в одной секции) в 10-15 градусов, как в обычном VR-образном двигателе. Расстояние между секциями в таком двигателе меньше 90 градусов. W-образные двигатели за всю историю своего существования применялись как в автомобилях, так и в авиации и в мотоциклах.

W-образный двигатель

Носители

Двигатель Audi W12 объемом 6.3 литра

• Audi AG
  • Audi Avus quattro
  • Audi A8 W12 (TFSI W12, 6 литров)
• Bentley Motors
  • Continental GT
  • Flying Spyr

• Bentley Motors
  • Bentayga (W12 , 6 литров)
  • Bentley Continental GT
  • Bentley Continental Flying Spyr
• Bugatti
  • Bugatti Veyron (TSI W16, 8 литров)
  • Bugatti Chiron
• Spyker (Audi W12)
  • Spyker C12
  • Spyker C12 Zagato
  • Spyker D12
• Volkswagen
  • Volkswagen Phaeton
  • Volkswagen Touareg I
  • Volkswagen Passat (W8, 4 литра)
• Некоторые самолёты времен второй мировой войны.

Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike.

Что такое W-образный двигатель? | SPEEDME.RU

В настоящее время одни из самых быстрых автомобилей, о которых мечтают многие, используют для достижения рекордных скоростей W-образный двигатель.

Автор: Никита Новиков, редактор

26 октября 2017

Фото: en.wheelsage.org

Данный тип двигателя широко использовался впервые на самолетах во Второй Мировой войне. 3-рядный агрегат использовался только в авиации и, позже, в спортивных автомобилях. Здесь, как не трудно догадаться, было 3 ряда цилиндров, по 4 в каждом. Ряды были развалены под углом 60 градусов друг относительно друга. Первым из них был авиационный мотор Napier Lion, представленный в 1917 году британской компанией Napier&Son. Его устанавливали на целый ряд военных самолетов времен Первой Мировой, а сняли с серийного производства в середине 30-х. Помимо этого W12 было еще несколько авиационных версий.

Обычно W-образные двигатели бывают 3- или 4-рядными — из-за количество цилиндров, расположенных сверху под углом меньше 90 градусов по отношению друг к другу, над единым коленчатым валом. Данный тип двигателей обладает основным преимуществом — компактностью по сравнению с другими типами двигателей используемыми в серийных автомобилях и имеющими схожие показатели мощности.

Фото: 3dnews.ru

Существуют также W-образные двигатели с рядным расположением цилиндров в шахматном порядке в каждой из 2 секций одного блока цилиндров. При этом каждая из 2 секций такого агрегата имеет свою ГБЦ и угол между цилиндрами в диапазоне от 10 до 15 градусов.

Среди преимуществ такого типа мотора можно отметить в том числе малый вес. Но при этом они имеют сложную форму коленвала, разветвленную систему охлаждения для каждого цилиндра. Все это сказывается на стоимости и времени производства.

Классификация спаренных рядно-смещённых двигателей VW W8 / W12 / W16 (модификации, периоды выпуска и их различия)

Особенности конструкции двигателей W8 / W12 / W16

Компания Volkswagen уже стала своеобразным отступником от традиционных схем моторостроения, когда её инженеры разработали и запустили в производство крайне удачный двигатель рядно-смещённой конструкции под названием VR6 (подробнее об этих моторах можно прочитать в соответствующей

классификации рядно-смещённых двигателей VR6/VR5). Но руководство концерна пошло дальше и увидело в этом техническом решении возможность для создания линейки премиальных двигателей большого объёма с очень компактными габаритными размерами.

Для воплощения этой идеи в жизнь, инженерам пришлось совместить два VR-образных двигателя по V-образной схеме с одним коленчатым валом. То есть каждый ряд цилиндров имеет не рядную конструкцию, как мы привыкли видеть в классических V-образниках, а VR-образную, где развал между цилиндрами составляет 15 градусов (как в двигателях VR5/VR6 объёмом до 3.2 литров включительно), а развал между самими рядами цилиндров составляет 72 градуса. Впоследствии такая конструкция получила название W-образный двигатель (так как по большому счёту двигатель имеет 4 ряда цилиндров, что хорошо визуально отображает буква «W» латинского алфавита).

В результате подобной разработки появилось семейство W-образных бензиновых двигателей с числом цилиндров от 8 до 16 и объёмом от 4.0 до 8.0 литров (кратно количеству цилиндров, по 0,5 л на один цилиндр). Подробнее об этом семействе двигателей можно прочитать в Программе самообучения VW 248. При этом компактность подобных агрегатов просто потрясает, так как 6-литровый W12 получается даже меньше классического 4,2 литрового V8, который также ставится на многие модели концерна. Для сравнения взгляните на размеры блоков и длины соответствующих коленчатых валов ниже.

Не смотря на то, что конструктивно W-образные двигатели берут своё начало от двигателей VR6, между ними есть очень существенное отличие: если блок двигателя VR6 отлит из чугуна одной цельной деталью, то блок W-образного двигателя состоит из 2 частей. При этом верхняя часть блока, где располагаются цилиндры отлита из материала «Алюсиль» (заэвтектического алюминиево-кремниевого сплава AlSi17CuMg), а нижняя часть, которая представляет из себя опорную траверсу коленчатого вала, выполнена из сплава алюминия с чугунными крышками постелей коленчатого вала. Тем не менее ряд деталей двигателей VR и W являются идентичными, это:

• Клапана, клапанные пружины и кольца сёдел клапанов;
• Роликовые коромысла;
• Детали компенсаторов зазора клапанов.

Первым двигателем новой конструкции с W-образным расположением цилиндров стал двигатель W8. Этот агрегат разместился под капотом единственного в истории 8-цилиндрового Volkswagen Passat W8 (B5.5) и выпускался с 09.2001 по 09.2004 в двух типах кузовов: седан и универсал. Всего было произведено около 11 000 таких автомобилей. Эти автомобили позиционировались как самые премиальные Фольксвагены до появления VW Phaeton, который уже не использовал двигатель W8, вместо него предлагался либо классический V8, либо аналогичный по конструкции, но больший по объёму 6.0 W12.

4-литровый W8 выдавал 275 л.с. при 6000 об/мин и 370 Нм момента при 2750 об/мин. Мотор оснащался необычной системой вторичного наддува воздуха, которая работала благодаря дополнительным каналам в головках блока. Это система позволяла увеличить скорость наполнения цилиндров благодаря разности давления выхлопных газов во выпускном коллекторе и на выпускных клапанах. Этот двигатель был одним из самых дорогих в производстве двигателей VAG для легковых автомобилей. Но, к сожалению, он устанавливался всего на один автомобиль, и так как следующий VW Passat B6 имел платформу PQ46 с поперечным расположением двигателя, то ему в качестве топового агрегата отвели 3.6-литровый VR6.

В том же 2001 году, когда концерн VAG запустил в производство Passat W8, на Токийском Мотор-шоу компания показала прототип Volkswagen Nardo W12 Coupe — среднемоторный заднеприводный суперкар с двигателем 6.0 W12 (600 л.с; 447 кВт), который за неделю до показа установил новый суточный рекорд средней скорости на кольце Нардо. За 24 часа VW W2 Coupe преодолел 7 085,7 км со средней скоростью 295,24 км/ч, что 12 км/ч быстрее предыдущего рекорда. Производство этого суперкара изначально планировалось, но в конечном итоге было отменено.

Переработанный под серийное производство 12-цилиндровый W-образный двигатель мощностью 450 л.с. оказался под капотом больших представительских седанов концерна. Но в отличии от традиционного V12 компактная конструкция W-образного мотора позволяла установить ещё и полноприводную трансмиссию.

Модификации двигателей W8 / W12 на автомобилях концерна VAG:

Модификации двигателей W8 объёмом 4.0 литра

BDN, BDP — W8 4.0 32v (275 л.с.) — Volkswagen Passat (B5.5) (09.2001 — 09.2004)

Модификации двигателей W12 объёмом 6.0 литра

AZC — W12 6.0 48v (420 л.с.) — Audi A8L Quattro (D2,4D) (2001 — 2003)

BHT, BTE, BSB — W12 6.0 48v (450 л.с.) — Audi A8 Quattro (D3,4E) (2004 — 2007), Audi A8L Quattro (D3,4E) (2003 — 2010)
BAN — W12 6.0 48v (420 л.с.) — VW Phaeton (3D) (2002 — 2004)
BRN, BTT — W12 6.0 48v (450 л.с.) — VW Phaeton (3D) (2004 — 2011)
BJN — W12 6.0 48v (450 л.с.) — VW Touareg (7L6) (12.2004 — 11.2006), VW Touareg (7LA) (11.2006 — 05.2008)
CFRA — W12 6.0 48v (450 л.с.) — VW Touareg (7LA) (05.2008 — 05.2010)

Модификации двигателей W12 объёмом 6.3 литра

CEJA — W12 6.3 48v (500 л.с.) — Audi A8L Quattro (D4,4H) (2010 — 2013)
CTNA — W12 6.3 48v (500 л.с.) — Audi A8L Quattro рестайлинг (D4,4H) (2014 — 2018)

VR и W: чем хороши и плохи рядно-разнесенные моторы

Недавно один из самых раскрученных и популярных гиперкаров современности, Bugatti Veyron, получил достойного преемника в лице Chiron. Да, сам суперкар – на практике не особенно интересная штука для большинства автомобилистов. Но зато это повод вспомнить о рядно-разнесенных моторах, ведь 1 000 с гаком лошадиных сил в компактном кузове с выполнением строгих норм экологичности – это в немалой степени заслуга W16 под его капотом.

Фактически, это два рядно-разнесенных блока по 8 цилиндров – эдакий V-образник, собранный из двух V-образников. Схема эта не уникальна, ее использовали во множестве двигателей с самым различным числом цилиндров от четырех включительно. Даже на массовых машинах!

Итальянские прародители

Началось все вовсе не с машин VW, как вы могли подумать. Рядно-разнесенные двигатели появились под капотом итальянских спортивных машин. Lancia Lambda выпускалась с 1922 по 1931 год и под капотом имела моторы 2,1 – 2,6 литра. А последний вариант такого мотора применялся аж до семидесятых годов. Lancia Fulvia с мотором V4 на самом деле имела не V-образный, а именно рядно-разнесенный двигатель.

С 1922 года в Lancia опробовали больше десятка вариантов компоновки с углом развала 10-23 градуса и с рабочим объемом от 900 до 2 600 «кубиков». Моторы оказались компактными, с хорошим потенциалом по форсированию, но изрядно дорогими. Ведь блок цилиндров пришлось сделать алюминиевым, конструкция была сложной, а система зажигания отличалась необходимостью точной установки фаз и не очень надежным распределителем. При малом угле развала угол между контактами прерывателя оказывался слишком мал, и время накопления импульса было неравномерным, что приводило к необходимости дальнейшего усложнения конструкции. Но преимущество по части механики несомненно имелось, особенно в сочетании со схемой газораспределения с двумя верхними распределительными валами.

На фото: Под капотом Lancia Lambda ‘1922–25

90-е и 00-е

В 1991 году компания VW представила свои новые модели Corrado VR6 и Passat VR6 в Европе. В 92-м VW Golf III VR6 стал первым компактным хэтчбеком с шестицилиндровым мотором в своем классе.

Конструкция первых VR6 – «рядно-разнесенных» моторов VW – была оптимизирована для поперечной установки и достаточно специфична. Угол развала цилиндров составлял 15 градусов, для компенсации разной длины впускных каналов использовалась сложная настройка впускного коллектора. Привод ГРМ со стороны маховика использует две цепи: одна приводит промежуточный вал, вторая непосредственно распределительные валы.

На фото: Volkswagen Golf VR6 ‘1991–1997

Первые моторы имели рабочий объем 2,8 литра и 12 клапанов, мощность при этом составляла 174 л.с. Для полноприводных Passat была предназначена версия с рабочим объемом 2,9 литра и мощностью 190 л.с., а позже вариант с рабочим объемом 2,9 стал основным для Golf, Corrado и Passat.

В 1997 году создали вариант VR5 объемом 2,3 литра и мощностью 150 л.с. Следующий, 24-клапанный вариант мотора 2,8 увидел свет в 1999 году: его мощность составила 204 л.с.; в 2001-м дебютировал и 20-клапанный вариант мотора VR5. В этом же году на Beetle RSi появился и вариант мотора VR6 объемом 3,2 литра – позже его также ставили на Audi TT и Golf R32. Версии двигателя после 2005 года получили непосредственный впрыск, что было отражено в названии моделей. Подобные моторы стояли на VW Touareg и Porsche Cayenne. И не только на них!

На фото: Volkswagen New Beetle RSi ‘2001–03

Кстати, с VR6 связана еще одна забавная история. Мотор Mercedes серии M104.900, который ставили под капот первых минивэнов марки, многих знатоков моторов Mercedes может озадачить. Потому что вместо классической рядной «шестерки» серии М104 под капотом Vito стоял фольксвагеновский VR6. Да-да, именно с названием серии М104.900. Компания просто покупала блок цилиндров с ГБЦ у VW и оснащала своим навесным оборудованием, и он получал новое обозначение в «духе марки».

В 2008 году конструкция мотора была значительно переработана. Вариант объемом 3,6 литра сохранил общую компоновку, но угол развала цилиндров уменьшился до 10,5 градуса. Такие двигатели выпускались только с непосредственным впрыском FSI, а мощность возросла до 300 л.с.

Результатом объединения двух рядно-разнесенных блоков стали W-образные моторы на 8, 12 и 16 цилиндров, а «география» распространения таких моторов, помимо Audi, где они применялись очень широко, захватила еще и марки Bentley и Spyker.

Особенности конструкции

Что же такое изобрели в Lancia, что впоследствии так удачно начали применять в VW и смогли развить до мотора самого-самого крутого гиперкара? Не секрет, что рабочий объем и мощность любого двигателя внутреннего сгорания ограничены в первую очередь по компоновочным соображениям. Нельзя слишком увеличивать ход поршня: увеличивается его средняя скорость, и приходится снижать обороты. Нельзя слишком увеличивать диаметр цилиндров: приходится мириться с неравномерностью наполнения, детонацией и, опять же, снижением оборотов.

На фото: Под капотом Lancia Fulvia

Увеличение же числа цилиндров приводит к разрастанию габаритов двигателя. А чем длиннее блок цилиндров и коленчатый вал, тем сложнее обеспечить жесткость конструкции и ее работу на высоких оборотах, тем сложнее бороться с крутильными колебаниями и тем выше масса мотора. Если перейти на V-образную схему расположения цилиндров, то возрастает сложность газораспределительного механизма. Удваивается число головок блоков, число распределительных валов в случае верхнего их расположения, усложняются впускные и выпускные коллекторы и увеличивается их число…

Конечно, как говорит одна хорошая пословица, «это не проблемы, это расходы», но для массовых автопроизводителей расходы — это проблема, и очень важная. Суть идеи инженеров Lancia заключалась в том, что можно ограничиться углом развала, при котором все цилиндры могут располагаться в одном блоке цилиндров, а не в разных «полублоках». И венчает конструкцию всего одна головка блока, но двухрядная, в которой всего один набор распределительных валов.

Такая конструкция внешне выглядит как очень «толстый» рядный мотор. У него межцилиндровое расстояние меньше диаметра цилиндра и всего один впускной и выпускной коллектор. При этом нет необходимости сильно сокращать зазор между гильзами цилиндров для сокращения длины двигателя, можно сохранить каналы охлаждения, а можно воспользоваться возросшей толщиной блока для создания более сложной схемы циркуляции охлаждающей жидкости. Получается компактно и довольно технологично.

Прекрасная идея, но по-настоящему ее ценность смогли оценить лишь к концу 90-х годов, когда необходимость повышения мощности при сокращении габаритов мотора и увеличении объема салона заставили производителей искать новые пути и решения. А тотальное превосходство переднеприводной схемы с рядно-линейным расположением агрегатов заставило создавать максимально ужатые по длине конструкции моторов.

Для суперкаров же и просто люксовых машин компактный двигатель с большим рабочим объемом оказался сущим подарком. В данном случае суть даже не в том, что мотор легче, или что двигатели привычной V-образной схемы нельзя впихнуть под капот. Лишние несколько килограммов или сантиметров всегда возможны, но рост массы и габаритов требует повышения мощности, а это, опять же, масса или габариты.

К тому же с ростом мощности все важнее становится такое понятие, как «тепловой пакет» двигателя. Чем мощнее мотор, тем большее внимание нужно уделять системе охлаждения, зачастую максимальная мощность будет ограничена именно возможностями системы охлаждения. А она ограничена габаритами моторного отсека и возможностями блока цилиндров по теплоотдаче. Меньше мотор — больше места для радиаторов, лучше работа помпы, лучше «прокачиваемость» блока и ГБЦ, и мотор лучше переносит работу при повышенной температуре и кратковременные тепловые пики.

Что дальше?

Сейчас кажется, что моторы с рядно-разнесенной компоновкой снова сходят с дистанции: при рабочем объеме в полтора-два литра сложная компоновка не нужна, а двухлитровые моторы с наддувом уже прописались под капотами машин F-класса — например, у «семерки» BMW. Остаются только многоцилиндровые монстры, которые выглядят как исчезающий вид. Но я надеюсь, что изящность этой компоновочной схемы еще пригодится, а созданные на ее базе шедевры будут радовать нас еще не один десяток лет.

W-образный двигатель внутреннего сгорания на базе v-образного двигателя

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является повышение степени унификации мощностного ряда двигателей. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит общий блок цилиндров, в котором размещен коленчатый вал с подшипниками, цилиндровые комплекты, навесные агрегаты, а к нижней части блока прикреплена поддизельная рама, являющаяся емкостью для масла и несущая на себе охладители, фильтры. Согласно изобретению, W-образная компоновка образована двумя наклонными V-образными отсеками, симметрично расположенными относительно вертикальной оси, проходящей через центр коленчатого вала. При этом поршни противоположных рядов цилиндров внутри каждого V-образного отсека связаны шатунами прицепной конструкции, а нижние подшипники главных шатунов правого и левого V-образных отсеков опираются попарно на соответствующую шатунную шейку коленчатого вала. 4 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению.

Известны конструкции двигателей, в которых для увеличения агрегатной мощности и сокращения габаритов по длине увеличивают количество цилиндров за счет использования звездообразной или W-образной компоновки. Большое распространение в свое время получили авиационные звездообразные бензиновые двигатели. Типичным представителем дизеля звездообразной конструкции являются дизели серии М503, выпускаемые заводом «Звезда» в Санкт-Петербурге («Дизели и газовые двигатели», Отраслевой каталог 20-91-05, М., 1991 г., стр.60-64).

W-образные конструкции автомобильных бензиновых двигателей использует немецкая фирма Ауди (журнал MTZ, № 7-8/2001 г., стр.534-548).

Несмотря на существенные преимущества по габаритам и весу, существующие конструкции указанных компоновок обладают недостатками:

а) сложностью конструкции кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения, что соответственно сказывается на надежности и ресурсе, а также усложняет обслуживание и ремонт двигателя;

б) трудностью создания на их базе рядных или V-образных двигателей с обеспечением максимальной унификации основных деталей, снижения трудоемкости изготовления и повышения надежности и ремонта.

Получившие широкое распространение более простые по конструкции V-образные двигатели допускают создание на их базе рядных двигателей (см., например, патент № 2204034 Коломенского завода) и свободны от указанных недостатков, что позволяет использовать их для развития мощностных рядов, примером чего может служить мощностной ряд дизелей типа Д49 Коломенского завода, включающий в себя рядные и V-образные модели со степенью унификации между моделями до 80% в мощностном диапазоне от 300 до 5000 кВт (Diesel and Gas Turbine Worldwide Catalog, 2003, стр.405-406). Однако число цилиндров V-обраэных моделей обычно не превосходит 20, исходя из габаритных и прочностных соображений, что практически исключает возможность значительного увеличения агрегатной мощности и ограничивает дальнейшее развитие мощностного ряда с сохранением унификации между моделями ряда.

Задачей изобретения является сохранение высокой унификации моделей мощностного ряда при увеличении агрегатной мощности за счет увеличения количества цилиндров с обеспечением допустимой длины двигателя.

Поставленная задача решается тем, что W-образный двигатель внутреннего сгорания на базе V-образного двигателя содержит общий блок цилиндров, в котором размещен коленчатый вал с подшипниками, цилиндровые комплекты, навесные агрегаты, а к нижней части блока прикреплена поддизельная рама, являющаяся емкостью для масла и несущая на себе охладители, фильтры. По предложенному изобретению W-образная компоновка образована двумя наклонными V-образными отсеками, симметрично расположенными относительно вертикальной оси, проходящей через центр коленчатого вала, причем угол между центральными осями каждого отсека равен 2γ, где γ — угол развала цилиндров внутри каждого V-образного отсека.

При этом поршни противоположных рядов цилиндров внутри каждого V-образного отсека связаны шатунами прицепной конструкции, а нижние подшипники главных шатунов правого и левого V-образных отсеков опираются попарно на соответствующую шатунную шейку коленчатого вала.

Отличительной особенностью предлагаемой схемы является то, что в правом и левом V-образных отсеках используются шатуны прицепной конструкции, работающие у одноименных цилиндров на общую шатунную шейку. При этом цилиндровые комплекты, представляющие собой единый модуль, собранный из крышки цилиндра, втулки цилиндра, поршня и шатуна (прицепного или главного), устанавливаются в блок цилиндров и снимаются комплектно.

На фиг.1 показан поперечный разрез предлагаемого двигателя;

на фиг.2 — боковой вид двигателя;

на фиг.3 — вид А на фиг.2 со стороны приводов распределительных валов;

на фиг.4 — вид Б на фиг.2 со стороны навесных агрегатов.

Каждый (правый и левый) V-образный отсек двигателя имеет свой распределительный вал 1, вращающийся в корпусе, на котором смонтированы механизм газораспределения 2 и топливные насосы высокого давления 3, а также механизм их управления. На торце двигателя установлены турбокомпрессоры 4, охладители наддувочного воздуха 5, водяные 6 и масляные 7 насосы. Общий регулятор 8 частоты вращения коленчатого вала, имеющий механическую или электрическую связь с топливными насосами (в зависимости от вида используемой топливной аппаратуры), установлен с противоположной стороны двигателя по средней оси двигателя. Там же расположены приводы 9 распределительных валов правого и левого отсеков.

Блок двигателя 10 опирается на жесткую поддизельную раму 11, которая служит емкостью для масла и одновременно несет на себе охладители масла 12, фильтры 13 и другое вспомогательное оборудование. Выпуск отработавших газов производится через выхлопные коллекторы 14 с водяным охлаждением.

Таким образом, предлагаемая W-образная компоновка позволяет при сохранении степени форсировки рабочего процесса увеличить агрегатную мощность пропорционально увеличению количества цилиндров и сохранить высокую степень унификации практически всех деталей (с V-образной модификацией), которые подвергаются в эксплуатации периодической ревизии и могут влиять на ресурс и надежность, что значительно расширяет технологические возможности производства.

При этом для рассматриваемого примера длина 24-цилиндрового W-образного варианта сокращается на ˜15% по сравнению с 20-цилиндровой V-образной модификацией двигателя той же размерности, агрегатная мощность возрастает на 20% при сохранении одинакового уровня форсировки рабочего процесса и напряженности основных деталей, проверенных длительной эксплуатацией.

Предлагаемый двигатель может быть использован в качестве главного судового для кораблей и судов различного назначения и электростанций.

В настоящее время проведена эскизная проработка и оценочные расчеты динамики 24-цилиндрового W-образного дизеля на базе дизелей типа Д49 Коломенского завода.

W-образный двигатель внутреннего сгорания на базе V-образного двигателя, содержащий общий блок цилиндров, в котором размещен коленчатый вал с подшипниками, цилиндровые комплекты, навесные агрегаты, а к нижней части блока прикреплена поддизельная рама, являющаяся емкостью для масла и несущая на себе охладители, фильтры, отличающийся тем, что W-образная компоновка образована двумя наклонными V-образными отсеками, симметрично расположенными относительно вертикальной оси, проходящей через центр коленчатого вала, поршни противоположных рядов цилиндров внутри каждого V-образного отсека связаны шатунами прицепной конструкции, а нижние подшипники главных шатунов правого и левого V-образных отсеков опираются попарно на соответствующую шатунную шейку коленчатого вала.

★ Рядный двигатель или v — образный | Информация

Пользователи также искали:

v — образный мото, u — образный, v6 преимущества, на каких машинах, т, v24, l, w, рядный или v — образный мото, u — образный двигатель, двигатель v6 преимущества, v образный двигатель на каких машинах, т образный двигатель, двигатель v24, l образный двигатель, w образный двигатель, двигатели, рядный, образный, рядные, образные, образный двигатель, двигатель, двигателей, v образный двигатель, образного, рядными, рядных, рядная, рядный двигатель,

Чем отличаются рядный, V-образный и оппозитный двигатели и какой лучше?

Разнообразие прекрасно, но оно создаёт проблему выбора, ведь приходится решать, какой из представленных вариантов лучше, а какой хуже. Например, автомобиль с каким двигателем выбрать: оппозитным, рядным или V-образным? Рассмотрим все плюсы и минусы каждого их вариантов.

Рядные двигатели

Самая распространённая и простая компоновка цилиндров двигателя – это рядная. Большинство двигателей небольшого объёма имеют именно такой вид. Его удобно располагать в подкапотном пространстве из-за компактных размеров и небольшого веса.

Но у такого решения есть и недостатки. С ростом количества цилиндров значительно возрастает длинна мотора. Рядное расположение цилиндров при работе вызывает сильную вибрацию, что требует изготовление тяжёлых коленвалов. При продольной установке сильно снижается безопасность машины, ведь при столкновении двигатель может вмять моторный щит.

V-образные двигатели

Такие моторы имеют минимум 6 цилиндров (по три в ряд), расположенных в виде латинской буквы «V». Максимальное количество цилиндров для автомобильных двигателей 12, такие моторы можно встретить, например, под капотом Audi A8. Подобная компоновка позволяет на небольшом пространстве разместить довольно большой по объёму и мощности двигатель. К тому же, этот тип двигателей несколько безопаснее рядных моторов. К недостаткам можно отнести сложную конструкцию и из-за этого высокую стоимость. В таком форм-факторе невыгодно изготавливать моторы с малым объёмом. Высокий центр тяжести, что накладывает определённые трудности при проектировании спортивных машин.

Оппозитные моторы

Этот тип двигателей стоит особняком из-за малой распространённости. Они имеют не вертикальное, а горизонтальное расположение цилиндров, что позволяет добиться очень хорошего баланса и низкого уровня вибрации. Поэтому для оппозитных моторов нет необходимости использовать коленвалы с большими противовесами. Отзывчивость на нажатии педали газа у этих двигателей происходит практически мгновенно. А низкое расположение позволяет улучшить управляемость машины и её устойчивость на дороге. К недостаткам можно отнести дорогое обслуживание и высокие требования к подготовке мастеров, ремонтирующих оппозитные моторы. Более того, само производство таких моторов довольно дорогое и требует высокоточных станков. Особенностью оппозитных двигателей считается повышенный расход масла.

При использовании любых материалов необходима активная ссылка на DRIVENN.RU

Обработка двигателя

101: начало работы со сборкой двигателя

С практической точки зрения посещение механического цеха похоже на посещение консультанта по вопросам брака. Серьезно, и мы не пытаемся шутить здесь, но есть взаимосвязь между вашими целями и тем, что может произвести ваш кошелек и оборудование. Как и любой хороший консультант, машинист должен помогать вам ориентироваться в сложных проблемных областях между желаниями, потребностями и возможностями. Есть определенно шанс спасти брак между человеком и машиной, и этот путь ведет через хорошего машиниста двигателей.

Поиск подходящего механического цеха для вас

Не все механические цеха одинаковы, как и не все сборки двигателей одинаковы. Выбирая механическую мастерскую, производитель двигателей должен учитывать самое главное. Если вы стремитесь к быстрому оборачиванию, то ближайший механический цех с меньшим количеством бревен, вероятно, будет лучшим выбором или заслуживает большего внимания в процессе выбора. Механический цех, у которого меньше резервов в работе, заслуживает немного большего расследования.Не думайте автоматически, что магазин, который менее загружен, чем другие в вашем районе, работает плохо. Магазин может быть новее и еще не заработал себе репутацию. Большинство механических мастерских очень мало рекламируют и полагаются на рекламу из уст в уста гонщиков, чтобы помочь своему бизнесу.

Найдите механический цех, который знаком с оборудованием, с которым вы работаете. Чрезвычайно важно проверять спецификации и знать допуски. Это то, за что вы платите, экспертизу.

Задайте вопросы

Узнайте о механических мастерских в вашем районе.Опыт многое говорит о машинистах, и у тех, кто имеет хорошую репутацию, есть очень лояльные клиенты, которые будут только рады рассказать вам, насколько хорош их механический цех. Спросите у окружающих о типах двигателей, которые обычно производятся в мастерской. Магазин, который занимается машинными работами с 4-цилиндровыми трамваями, предназначенными для повседневного использования, возможно, не является самым передовым в области технологий топливных драгстеров. Точно так же механический цех, расположенный в паре часов езды, может не знать о правилах на вашей местной трассе.Из-за недостатка знаний или опыта они могут вывести ваш двигатель за пределы правил и причинить вам много горя, когда вы будете дисквалифицированы с соревнований. Этого можно избежать, спросив, есть ли у механической мастерской опыт работы с вашим типовым двигателем.

Взгляните

Прежде чем перейти в механический цех, было бы разумно посетить цех и осмотреться. Беспорядок в магазине — это предупреждающий знак, особенно если вы приносите свои собственные детали для сборки.Детали могут быть потеряны или потеряны, что приведет к задержкам сборки вашего двигателя и подорвет доверие между вами и вашим машинистом. Организация в механическом цехе — это большое дело. Грязный магазин также может предупредить вас о проблемах. В идеале механический цех должен иметь отдельные участки для разборки, очистки, механической обработки и сборки. На сборочном участке цех должен быть аккуратным и чистым. Грязь — злейший враг двигателей. Механический цех, имеющий грязную сборочную площадку, просит сократить срок службы внутренних компонентов двигателя.

Осмотрите магазин. Он должен быть хорошо освещен и иметь определенную организацию.

Следующий шаг

После того, как вы нашли механический цех, у которого есть опыт, подходящее оборудование и ваш уровень комфорта, вам следует поговорить с машинистом о конструкции вашего двигателя. Чем больше вы разбираетесь в процессе обработки, тем больше умных вопросов вы сможете задать. Задавая правильные вопросы и получая точные ответы, вы будете более довольны конечными результатами.Хороший машинист поможет вам в процессе выбора правильных деталей и принятия наилучших решений по обработке для достижения цели, которую вы пытаетесь достичь с помощью сборки.

Обсуждение деталей со своим машинистом поможет предотвратить проблемы с установкой во время восстановления.

Понимание того, что необходимо знать механическому цеху

Мы разговаривали с Китом Кларком из Rancho Performance Machine в Темекуле, Калифорния. За двадцатичетырехлетнюю карьеру в области создания гоночных двигателей для внутреннего региона империи Южной Калифорнии мастерская Кита заработала прочную репутацию в сообществах любителей внедорожников, кольцевых треков и дрэг-рейсингов.Мы спросили Кейта, насколько он добился успеха. «Когда приходит заказчик и хочет, чтобы механическая обработка была выполнена, мы пытаемся выяснить некоторые детали его проекта, чтобы гарантировать, что он получит то, что он хочет, от конечного продукта». Далее Кейт объяснил, что «есть три основные области, которые мы хотим обсудить, прежде чем делать какую-либо работу. Что такое приложение, сколько лошадиных сил хочет получить заказчик и с каким бюджетом мы работаем? » По словам Кейта, «мы используем разные методы и процедуры обработки для разных типов приложений.Для двигателя, который строится для круговой гусеницы, мы стремимся обрабатывать компоненты больше для обеспечения долговечности, чем для сверхмощного двигателя с тормозной полосой, который требует соблюдения допусков до края обработки ».

Кейт объяснил, что хороший механический цех сядет с клиентом и рассмотрит всю сборку двигателя и рассмотрит все варианты, а также преимущества каждого варианта. Основываясь на бюджете, с которым клиент должен работать, и целевой цели восстановления, машинист предложит комбинацию деталей и процедур, которые позволят достичь желаемой мощности для приложения, для которого предназначен двигатель.

Сборка нашего проекта — Chevy 355

В случае сборки движка нашего проекта у нас был скромный бюджет и набор правил для работы. Начнем с обычного малоблочного блока двигателя Chevy 350 с четырьмя болтами магистрали и набора штатных головок Vortec 061. Кейт порекомендовал нам начать с основ. Открытие отверстий для слива масла на передней и задней части блока в выемке подъемника было в значительной степени стандартным. Поскольку блок был опытным (бывшим в употреблении) блоком, Кейт рекомендовал тщательно очистить и обезжирить, а затем провести тщательный осмотр и провести магнафлюкс на предмет трещин.Хороший осмотр важен на раннем этапе процесса обработки, чтобы обнаружить любые проблемы с остановкой, прежде чем какие-либо деньги будут потрачены на детали. Если блок треснул и непригоден для использования, детали, которые вы уже купили, могут не работать в новом блоке. Процесс очистки также является обязательным. Помимо эстетики, очистка удаляет скопления мусора и грязи с камбузов и водных каналов.

Тщательный осмотр блока перед началом работы станка является обязательным.

Начало работы

Наш блок прошел проверку во время процесса магнитофлюксирования и проверки, поэтому мы встретились с Китом, чтобы обсудить следующие шаги.Вырезание отверстий для пробок масляного камбуза в передней части блока — еще одна стандартная процедура. Маловероятно, что прессовая пробка выйдет из строя в двигателе с круговой гусеницей, но зачем рисковать?

Блоки

SBC имеют запрессованные пробки масляной кухни на передней части двигателя. Даже в «горячем» уличном двигателе они обычно не лопнут, но зачем рисковать?

Машинист вбьет новую резьбу в порты камбуза для заглушек.

Заглушки вставляются в маслосборники.Длина средней заглушки имеет решающее значение, поскольку она может заблокировать масляный канал для подшипника распределительного вала №1.

Пропуск нарезки резьбы через резьбу болта головки — еще одна из тех распространенных процедур, о которых не следует забывать. Кейт напомнил нам, что «да, есть разница между нарезкой резьбы и метчиком. Нарезчик резьбы будет заново формировать нити, а метчик — резать нити ». Обязательно попросите свой механический цех использовать нарезчик для резьбы болтов головки.

Хороший машинист будет использовать нарезчик резьбы для формирования резьбы болта головки.

Мастерская Кита снимает пробку масляного камбуза в задней части блока рядом с масляным камбузом с помощью воска и горелки. Эти заглушки необходимо нагреть для снятия, поскольку они устанавливаются на литейном производстве, когда блок еще горячий. Когда блок остывает, он фиксирует заглушку в блоке. Единственный безопасный способ вынуть вилку — использовать фонарик.

Для снятия масляной пробки на задней части блока требуется нагревание и смазка для резьбы.

Это скучно

К этому моменту машинист проверит блок в достаточной степени, чтобы определить, сколько цилиндров необходимо расточить, чтобы очистить стенки цилиндров. Это очень важно при заказе поршней для сборки. Мы стремились получить 0,030 излишка расточки цилиндров и увеличенных поршней, чтобы соответствовать. Вашему машинисту понадобятся новые поршни, чтобы проверить посадку и настил блока, поэтому их предварительный заказ ускорит время выполнения работ.Поговорите со своим машинистом перед заказом каких-либо деталей, это предотвратит заказ поршня неправильного размера, что приведет к остановке процесса шлифования (или растачивания).

Настройка расточного станка на точный пропил.

Расточные станки

На рынке имеется несколько типов расточных станков для цилиндров, и все они будут работать успешно, если машинист хорошо выполнит свою работу во время настройки. Наш машинист Кейт объяснил, что «многие люди не понимают, сколько времени машинист тратит на настройку оборудования, чтобы выполнить работу по обработке с этими точными измерениями.”

Кейт показал нам то, что он считает одним из самых точных расточных станков. «Наша установка Rottler рассчитана на долгий срок службы при интенсивном использовании. Они устанавливают блок в отверстиях коленчатого вала, что делает его очень точным устройством. Просверливание цилиндров ровно на 90 градусов перпендикулярно коленчатому валу чрезвычайно важно. Расточные станки, которые устанавливаются на верхнюю часть блока, могут иногда наклонять отверстие цилиндра к передней или задней части блока. Это создает нежелательную нагрузку на поршни и может вызвать преждевременный выход из строя ».Кейт идет еще дальше при настройке расточного станка. Используя мокрый камень, он вручную кладет камни на направляющие масляного поддона в нижней части блока и на верхней поверхности блока, чтобы убедиться, что в металле нет заусенцев или выбоин, которые могут помешать полностью установить блок в машине Rottler. . Кейт напомнил нам, что «нет ничего слишком точного».

Правка режущего инструмента перед каждым растачиванием цилиндра — признак хорошей механической мастерской.

Использование расточного станка, который регистрирует основную заглушку, вероятно, является наиболее точным для прямых отверстий.

Выравнивание блока цилиндров относительно машины обеспечивает прямое отверстие.

Вырезание отверстия цилиндра посередине с последующим перемещением одного отверстия наружу блока помогает снизить температуру между отверстиями.

Как только инструмент для растачивания пройдет всю длину отверстия цилиндра, новое отверстие станет блестящим и на расстоянии примерно 0,005 дюйма от окончательного размера отверстия.

Покрытие блока

Если вы пытаетесь построить надежный двигатель без утечек, вы, вероятно, захотите восстановить поверхность блока.Это помогает на нескольких уровнях. Прежде всего, вы можете подготовить поверхность для любой прокладки головки, которую собираетесь использовать. В течение многих лет производители прокладок утверждали, что средняя шероховатость от 55 до 110 микродюймов (от 50 до 125 RMS) является приемлемой. Но это было в эпоху чугунных блоков с чугунными головками. Поскольку отливки блоков стали менее жесткими, более плоские и гладкие сопрягаемые поверхности стали более важными. В настоящее время считается, что обработка поверхности чугуна составляет от 30 до 110, а рекомендации для алюминиевых головок биметаллических двигателей — от 30 до 60 со средней шероховатостью.Эти более гладкие поверхности помогают прокладке обеспечивать надежное холодное уплотнение и поддерживать долговечное герметичное уплотнение.

Нулевой настил

Если вы пытаетесь выжать из двигателя как можно больше лошадиных сил и сохранить его долговечность, вы, вероятно, захотите «обнулить» блок. Для создания гоночного двигателя требуется, чтобы машинист использовал точные измерения высоты деки блока, хода коленчатого вала, длины шатуна и размеров сжатия, которые будут работать в идеальной гармонии друг с другом, чтобы обеспечить максимальную мощность для приложения.Одним из краеугольных камней этого процесса является контроль расстояния, на котором поршень находится выше или ниже поверхности деки блока. Чем дальше поршень находится ниже деки блока, тем больше объем движения он добавляет, что снижает сжатие. Если принять во внимание толщину прокладки головки блока цилиндров как дополнительный объем, то это уменьшение сжатия может привести к значительному увеличению. Большинство механиков по производству двигателей с высокими рабочими характеристиками постараются подвести поршень как можно ближе к верхней части поверхности. Это нулевой настил, и если все сделано правильно, единственный зазор — это толщина прокладки головки в сжатом состоянии.По словам машиниста нашего гоночного двигателя Кейта, «повышенная компрессия может помочь во всем. От низкого крутящего момента до более высоких оборотов. Сжатие — это хорошо ».

При «нулевой декинге» машинист измеряет высоту поршня до настила блока и сбривает деку до точки, где верх поршня находится заподлицо с декой блока.

Хонингование цилиндра

Большинство механиков растачивают цилиндры с точностью до 0.004 или 0,005 окончательного размера отверстия, чтобы учесть материал, который хонингование удалит со стенок цилиндра. Фактический метод и процедура хонингования варьируются от цеха к цеху, но Кейт объяснил, что «ваш механический цех должен знать, какой тип колец вы собираетесь использовать, чтобы обеспечить надлежащую обработку поверхности отверстия, чтобы кольца правильно сидели». Большинство колец, которые поставляются с гоночными поршнями, изготавливаются из материалов, для посадки которых не требуется или требуется очень мало времени.

Хонингование с использованием торсионных пластин предназначалось только для блоков с высокой мощностью.Исследования, проведенные несколькими компаниями, производящими прокладки, и производителями блоков цилиндров послепродажного обслуживания, показали, что даже уличный двигатель выигрывает от хонингования пластин крутящего момента. Использование толстой пластины, которая прижимается к блоку с помощью болтов головки, имитирует деформацию, возникающую при затягивании головок цилиндров на блоке. Хонингование торсионной пластины позволяет машинисту довести поверхность до идеального цилиндрического совершенства, насколько это возможно.

Использование прокладки головки под торсионной пластиной помогает имитировать крутящую нагрузку на блок.

Использование торсионной пластины позволит машинисту дублировать крутящую нагрузку на блок, которая создает искажения в цилиндрах.

Тормозные пластины производятся, чтобы позволить хонам проходить через пластину, при этом обеспечивая крутящее давление на блок.

Центровка, растачивание и хонингование

Если вы планируете использовать послепродажный коленчатый вал или красивый набор подшипников двигателя, вы, вероятно, захотите выровнять блок, расточить и отточить.Если цель состоит в том, чтобы построить двигатель высокой мощности, выровнять растачивание и хонингование просто необходимо. Кейт говорит нам, что «многие клиенты считают, что растачивание и хонингование — это этап, который можно пропустить, чтобы сэкономить несколько долларов в бюджете на обработку, но я не согласен. Допуски в этих областях очень жесткие, и если вы выйдете за пределы технических характеристик достаточно далеко, когда у вас есть контакт металла с металлом, двигатель мгновенно съест сам себя ».

В основном, центрирующее растачивание — это измерение внутреннего диаметра основных шейек и их обработка до нужного размера.Затем используется длинный расточный инструмент для расточки шейки относительно друг друга и обработки с помощью хонинговального инструмента. Эта процедура гарантирует, что коленчатый вал будет вращаться свободно и с меньшим паразитным трением.

Рекомендуется совмещение растачивания и хонингования, особенно на старых блоках, которые подверглись некоторому воздействию.

Балансировка

Вкратце резюмируем; Обязательным. Даже легкий уличный двигатель со стандартными запасными частями выиграет от балансировки вращающегося узла.Балансировка гарантирует, что динамические компоненты совместимы друг с другом. Это дешевая страховка, если вы смешиваете запасные части от разных производителей. Основная идея балансировки коленчатого вала — это проверка веса поршней, колец, штока и пальца на противовес коленчатого вала. Наш машинист Кейт объяснил, что «коленчатый вал с внутренней балансировкой может быть сбалансирован без маховика / гибкой пластины или балансира, но внешне сбалансированный коленчатый вал должен включать их в процесс балансировки».

Балансировка внутреннего вращающегося узла имеет решающее значение для длительного срока службы двигателя в условиях гонок.

Подводя итоги — 10 основных вещей, которые нужно знать о работе с механическим цехом

Есть несколько очевидных преимуществ в понимании того, за какие услуги вы платите своему машинисту, и для нас очевидно, что разговор с оператором вашего механического цеха поможет вам избежать некоторых распространенных ошибок, которые могут быть настоящими препятствиями.

1. Найдите авторитетную механическую мастерскую, имеющую опыт работы с двигателями того типа, с которым вы работаете.
2. Поработайте с машинистом над планом сборки двигателя, деталями, которые будут использоваться, и бюджетом, с которым вам придется работать. Вы будете удивлены, сколько времени и денег хороший машинист может сэкономить на неправильных деталях или деталях, которые не будут хорошо работать вместе.
3. Всегда очищайте и проверяйте блок перед тем, как заказывать какие-либо детали.
4. Принесите новые детали, чтобы машинист мог измерить их. Допуски очень близки к внутренним компонентам двигателя, и механику необходимо знать спецификации ваших новых компонентов двигателя послепродажного обслуживания, чтобы убедиться, что они правильно подходят к обрабатываемому блоку.
5. Помните, что ваш машинист тратит много времени на измерение и проверку зазоров. В спешке оператор вашего механического цеха ограничит количество проверок и двойных проверок, которые обычно проводят машинисты, что в конечном итоге может стоить вам лошадиных сил или срока службы двигателя.
6. Приготовьте блок всплыть и просверлить. Никогда не стоит пытаться обойтись без силового оттачивания. Лучше всего, если вы расточите цилиндры с помощью станка, который ссылается на основные журналы.
7. Заточите отверстия с помощью торсионной пластины.Это обеспечит более цилиндрическое отверстие с головками, прикрученными к блоку.
8. Не пренебрегайте центровкой и хонингованием, особенно когда вы пытаетесь создать надежный двигатель.
9. Никогда не обходите балансировку вращающегося узла. Балансировка коленчатого вала является обязательной, если вы используете запасные части.
10. Постройте хорошие отношения со своим машинистом. Механический цех, заслуживающий вашего доверия, заслуживает верности.

Обработка 101: Блоки двигателя

Узел двигателя можно разделить на блок, вращающийся узел и головку блока цилиндров.Хотя все три важны, блок вмещает два других и имеет первостепенное значение для успешного восстановления двигателя. Таким образом, в первой части серии из трех частей Successful Farming, посвященной найму услуг механического цеха по производству двигателей, будут рассмотрены надлежащие процедуры обслуживания блоков. В этом отношении шаги, которые любой механический цех должен выполнить на блоке для любого восстанавливаемого двигателя, должны включать:

• Прогоните (зачистите) резьбу во всех резьбовых отверстиях.
• Удалите все заусенцы и литейный шлак из внутренней части блока.
• Постучите по основным галереям в передней части блока, чтобы можно было установить заглушки.
• Совместите хонингование или выровняйте отверстие основных крышек и седла.
• Обработайте деку для обеспечения ровности и надлежащей обработки поверхности.
• Заточить отверстия подъемника.
• Диаметр цилиндров.
• Отшлифуйте стенки цилиндра, чтобы создать надлежащую поверхность для используемого набора колец.
• Очистите в машине для струйной мойки.
• Краска для наружной защиты от ржавчины.

Очистка всех отверстий для креплений

Все резьбовые отверстия в блоке должны быть прорезаны или очищены с помощью подходящего метчика для забивания, чтобы устранить любые заусенцы и грязь, которые могут исказить показания динамометрического ключа и, таким образом, повлиять на окончательное качество восстановления.Многие двигатели выходили из строя из-за неправильного крутящего момента из-за нечистой резьбы.

Следует проверить область вокруг отверстий под болты на предмет «натягивания резьбы». Если присутствует, вытягивание резьбы может быть исправлено напильником, снятием фаски или растачиванием. Этот шаг часто игнорируется механическими цехами и может означать разницу между прокладкой, служащей для всего срока службы двигателя, или преждевременным выходом из строя.

Удаление заусенцев

Заусенцы и шлак отливок с внутренней стороны блока следует удалить высокоскоростной шлифовальной машиной.Это помогает удалить кусочки песка или отливки, которые могут расшататься, когда двигатель снова будет работать, что приведет к повреждению. Хотя шлак должен был быть там со дня изготовления блока, годы термоциклирования и манипуляций во время восстановления часто заставляли его вырываться из швартовки.

Заглушки масляной галереи

В некоторых двигателях в масляных каналах используются заглушки из мягкого металла. Часто высококлассные производители двигателей любят заменять их резьбовыми заглушками. Это обеспечивает герметичную посадку, поскольку мягкая пробка может не герметично закрывать двигатель, который подвергался многолетней эксплуатации и термическим циклам.Если в галерее протекает утечка, давление масла в двигателе будет низким, что может привести к поломке или, по крайней мере, к капитальному ремонту.

Выравнивание основных крышек

Если отверстия коренных подшипников (где находится коленчатый вал) не совмещены, это можно исправить, свернув седла до совмещения. Деформация основных крышек и седла происходит медленно в течение многих лет использования и циклов нагрева и охлаждения. Это приводит к деформации и искажению блока. В результате происходит перекос туннеля коренного подшипника.

Деформация блока двигателя происходит с течением времени. Оригинальные коренные подшипники и коленчатый вал компенсируют это неравномерным износом. Если переточить коленчатый вал и установить новые подшипники в блок без корректировки, произойдет быстрый износ и вскоре после этого двигатель выйдет из строя.

Еще одна проблема — растяжение крышки коренного подшипника из-за высоких нагрузок на двигатель и перетягивания. Это тоже происходит со временем, и оригинальные детали, сформированные с несовпадением, и новые компоненты будут вызывать заедание.Если основная крышка (и) когда-либо заменяется, блок должен быть выровнен и расточен.

Хонингование с центровкой — это та же теория, что и растачивание с центровкой, но удаляет меньше материала, если коробление не слишком велико. В то время как в центрирующем отверстии используется режущая коронка, в хонинговальном станке используются камни на оправке для удаления материала.

Каждый ремонт двигателя может не требовать центрирования отверстия, но центрирующее хонингование является важным этапом надлежащего восстановления.

На сопрягаемой поверхности могут появиться неровности, которые могут вызвать сжатие и утечку охлаждающей жидкости.Плоскостность блока можно проверить с помощью линейки и щупа. Хорошее правило для большинства двигателей — максимальная деформация не может превышать 0,004 дюйма.

Профнастил для герметичного уплотнения головки

Decking также обеспечивает надлежащую поверхность, на которой будет выходить уплотнение головки блока цилиндров. Считывается в RMS (среднеквадратичное значение). Каждый поставщик определяет качество поверхности, чтобы прокладка головки работала должным образом. Колода не должна быть идеально гладкой, даже если она должна быть прямой.Промышленным стандартом отделки поверхности является микродюйм. Один микродюйм равен одной миллионной дюйма.

Ни одна поверхность не может быть идеально гладкой при измерении в микродюймах. Обработанная поверхность имеет тысячи мельчайших канавок разной глубины. Инструмент, называемый профилометром, используется для измерения этих канавок и присваивает считываемое значение среднеквадратичное значение.

Чем выше RMS, тем грубее (шероховатее) поверхность. Например, гладкое остекление на стенке цилиндра может иметь среднеквадратичное значение от 5 до 7.Большинство производителей поршневых колец рекомендуют 25–30 RMS для чугунных колец и 20–25 RMS для хромированных колец. Кольца Moly должны иметь очень гладкую поверхность со среднеквадратичным отклонением от 10 до 15. В то время как для надлежащей поверхности деки для уплотнения прокладки головки может потребоваться поверхность со среднеквадратичным значением 30 или выше.

Каждый производитель указывает среднеквадратичное значение поверхности деки, чтобы прокладка головки могла правильно уплотняться и обеспечивать расчетный срок службы. К сожалению, большинство производителей двигателей не знают об этом и не имеют профилометра для проверки.

Есть еще одна причина для декорирования блока. Многие инструменты для растачивания цилиндров, известные как расточные оправки, требуют, чтобы дека была прямой, поскольку они прикреплены к ней. Если дека снята, то при растачивании цилиндры изогнутся. Лучшее расточное оборудование, известное как расточный центр, а не расточная оправка, использует ссылки из шейки коренного подшипника (коленчатого вала), чтобы сохранить правильное соотношение.

Почти каждый двигатель, который ремонтируется, требует расточки цилиндров. Эта процедура удаляет металл со стенки цилиндра, делая ее больше, поэтому любой конус или некруглость можно исправить и использовать новые поршни увеличенного размера.Если двигатель оснащен съемными гильзами цилиндров, вместо расточки и хонингования обычно заменяют саму гильзу.

Хонингование выполняется камнями и используется для создания окончательного размера и установки надлежащей штриховки на поверхности стенки для уплотнения поршневого кольца и увеличения срока его службы. Штриховка читается в RMS. Само по себе хонингование не может удалить достаточно материала, чтобы исправить коробление или потерю концентричности в отверстии. За редким исключением цилиндр можно только затачивать, а не растачивать и затачивать. Некачественный ремонт приведет только к заточению цилиндра.

Обязательно избавьтесь от камня

В высококачественной мастерской будет использоваться жесткий хонинговальный камень на специальном автоматическом хонинговальном станке. За этим может последовать щеточное хонингование для определенной обработки поверхности в соответствии со спецификациями производителей поршневых колец. Им не следует использовать большую ручную дрель. Так что прогуляйтесь по магазину и попросите их объяснить и показать вам каждую часть блочного оборудования, прежде чем вы решите потратить там свои деньги.

Те, кто знаком с гоночными двигателями, признают, что расточка и хонингование цилиндров является обычным делом с установленной пластиной для снятия напряжения или крутящего момента.Это имитирует деформацию внутреннего отверстия цилиндра, когда головка цилиндра прикреплена и болты затянуты. Пластины крутящего момента по большей части зависят от конкретного применения и недоступны для двигателей, которые можно найти на ферме.

Отверстие, в котором находится толкатель клапана или толкатель, является наиболее упускаемым из виду элементом при блочном обслуживании. Стену необходимо очистить и измерить по количеству использованных новых литров. Любая ржавчина, глазурь, заусенцы или выступы вызовут задиров и возможную поломку. Если отверстие подъемника чрезмерно изношено, его можно отшлифовать до следующего размера диаметра подъемника, или он может быть оснащен втулкой, если износ чрезмерный.

Стирка имеет решающее значение

Магазин высокого качества, скорее всего, помоет блок несколько раз, прежде чем он будет собран. По крайней мере, он будет вымыт при разборке, а затем перед сборкой. Самый эффективный метод очистки — использование специальной машины (иногда называемой струйной стиральной машиной), которая работает с нагревом и давлением. Можно хорошо промыть водой с мылом и специальными щетками. Но этот метод оставляет слишком много места для ошибок.

Двигатели и оборудование | HowStuffWorks

Двигатели и строительное оборудование — все это сложные машины. Как работают некоторые из этих двигателей и как они помогают нам строить здания и сооружения?

Подробнее

Поезда на магнитной подушке, также известные как поезда на магнитной подвеске, могут двигаться намного быстрее, чем даже сверхскоростные поезда, с меньшим воздействием на окружающую среду. Но их строительство очень дорогое. Итак, каково будущее поездов на магнитной подвеске?

Кевин Бонсор и Натан Чендлер

Представьте, что вы летите по небу со скоростью тысячи миль в час.Этот особый тип реактивного двигателя может делать именно это.

Николас Гербис

Готовы к пятому виду транспорта? Илон Маск. Он набросал предложение о почти сверхзвуковой транспортной системе, которая могла бы перебросить вас из Сан-Франциско в Лос-Анджелес быстрее, чем вы можете посмотреть эпизод «Игры престолов».

Джон Перритано

Мало кто не знаком с автобетоносмесителями, которые перевозят бетон с завода на строительную площадку. Как они не дают этому веществу затвердеть во время движения?

Эрик Бакстер

Старинные паровые лопаты все еще можно найти заржавевшими на старых рудниках или тщательно отреставрированными и выставленными в музеях по всему миру.Что вы знаете об этих инструментах для копания гигантских размеров?

By Akweli Parker

Вилочные погрузчики — необходимый инструмент на большинстве складов, отгрузочных баз и производственных предприятий. Фактически, без вилочных погрузчиков мы не смогли бы перемещать промышленные товары почти так же эффективно, как сегодня.

Кристофер Нейгер

Нефтяные танкеры перевозят огромное количество нефти, бензина и других нефтепродуктов между портами. Однако члены экипажа должны остерегаться взрывов, пиратов и прочего.

Аквели Паркер

Мы, люди, мобильны. Задолго до полета FusionMan или даже обычный автомобиль прибыли на место происшествия, поезда перевозили нас по всей цивилизации. Как мы перешли от телег, запряженных лошадьми, к скоростным поездам?

Крейг Фройденрих, доктор философии

Мы можем фантазировать о парении в небе, но люди не являются аэродинамическими существами. Возможен ли полет человека с личными реактивными ранцами?

Эд Грабяновски

Что нужно для постройки квадроцикла? Мы посетили завод Suzuki Manufacturing of America Corporation по производству квадроциклов в Риме, штат Джорджия, чтобы узнать.

Радиальный двигатель имеет уникальную конструкцию, которая делает его идеальным для определенных применений. Узнайте, чем радиальные двигатели отличаются, как они работают и где используются.

Маршалл Брейн

В боевиках лифты регулярно падают в подвал, приземляясь в эффектном огненном шаре. Это возможно? За каждой поездкой на лифте работают сложные инженерные приемы.

Том Харрис

Вы, наверное, все время ездите на эскалаторах, но знаете ли вы, как они двигаются, выравниваются и синхронизируют поручень со ступенями? Узнайте, что именно происходит внутри эскалатора.

Том Харрис

На первый взгляд это выглядит как высокотехнологичный самокат. Но люди, которые попробовали Segway, утверждают, что это намного больше. Узнайте, что происходит внутри Segway и что делает его таким уникальным.

Том Харрис

Мы видим их все время, но вы когда-нибудь задумывались обо всем, что делают эти машины? Пожарная машина представляет собой комбинацию бронетранспортера, ящика для инструментов и цистерны с водой. Узнайте все об этой удивительной машине 3-в-1.

Кевин Бонсор

Как работают гидравлические краны

Гидравлические краны выполняют, казалось бы, невозможные задачи, с абсолютной легкостью поднимая 70-тонные объекты.Посмотрите на простой дизайн, за которым стоят титанические результаты.

Кевин Бонсор

Разница между автомобильными двигателями

Автомобильные инженеры при проектировании транспортных средств заботятся о соотношении массы к мощности. Несмотря на то, что в отрасли большое внимание уделяется облегчению, исследователи также ищут более эффективную конструкцию двигателей. Двигатель внутреннего сгорания (IC) в настоящее время является предпочтительным двигателем для транспортных средств, но растущая обеспокоенность по поводу изменения климата с годами привлекла к электромобилям повышенное внимание.

Понимание разницы между этими двигателями и того, как они влияют на ресурсы, не говоря уже о соотношении веса и мощности, выявляет ключевые свойства, которые могут указывать на то, когда или если двигатель внутреннего сгорания может выйти из строя.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания

Исследователи обнаружили, что путем регулировки фаз газораспределения поршневого двигателя производительность может быть значительно улучшена. Некоторые компании, например Ferrari, разработали динамические клапаны. Один из примеров может похвастаться трехмерным кулачком со скользящим распределительным валом, который изменяет синхронизацию двигателя по мере изменения требований к двигателю.(Кредит: Drivingtestsuccess.com)

КПД поршневого двигателя в целом составляет от 28 до 45%. Он может иметь сотни движущихся частей, которые могут быть источником большего количества технического обслуживания, шума и потерь энергии, чем в роторных или электрических двигателях, которые имеют меньше деталей и меньшую сложность. Несмотря на эти проблемы, соотношение веса и мощности пока удерживает поршневые двигатели IC на высоте.

Самым распространенным двигателем на дорогах сегодня является четырехтактный поршневой двигатель IC. Каждый ход выполняет задачу в цикле сгорания, который вращает коленчатый вал или ведущий вал.С каждым ходом поршень перемещается из верхней мертвой точки (самое верхнее положение, которого может достичь поршень в цилиндре) в нижнюю мертвую точку (самое нижнее положение).

Первый ход, такт впуска или впуска, втягивает воздух и топливо в цилиндр. В дизелях этот ход только втягивает воздух; топливо впрыскивается непосредственно перед рабочим тактом. Когда поршень возвращается наверх, он сжимает смесь; свеча зажигания воспламеняет его. Дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия, что приводит к более высоким температурам, что вызывает сгорание, когда топливо впрыскивается без свечи зажигания.Дизельные двигатели имеют нагревательные элементы, называемые свечами накаливания, в которых расположены свечи зажигания, которые помогают прогревать камеру сгорания при холодном пуске.

Топливно-воздушная смесь воспламеняется во время следующего такта, рабочего такта, и расширяющиеся газы от поршня с малой силой взрыва до нижней мертвой точки. Наконец, четвертый такт, такт выпуска, возвращает поршень в верхнюю мертвую точку и выталкивает газы из цилиндра.

Линейные моменты поршней преобразуются во вращательное движение через шатуны, которые поворачивают коленчатый вал.В свою очередь, коленчатый вал приводит в движение трансмиссию. Коленчатый вал также соединяется с распределительным валом (-ами) — обычно с помощью ремня, хотя иногда используется роликовая цепь. Распределительный вал вращает кулачки, чтобы открывать и закрывать клапаны, контролируя время впуска и выпуска газов в цилиндрах.

Роторный двигатель Ванкеля является модульным — при условии, что коленчатый вал достаточно длинный, чтобы вмещать роторы. В 1991 году Mazda использовала четырехроторный двигатель, чтобы стать единственной японской автомобильной компанией, выигравшей 24-часовой Ле-Ман.Это будет единственный роторный двигатель, который когда-либо выигрывал этот титул, поскольку руководящий орган гонки объявил роторные двигатели вне закона в 1992 году.

Чтобы получить максимальную мощность от каждого хода, дизайнеры в основном уделяют внимание конструкции поршней, кулачков и клапанов. . Повышение производительности и эффективности часто зависит от увеличения скорости или об / мин и давления на эти компоненты. Это может быть непросто: что-то столь же простое, как увеличение давления во время тактов сжатия (например, степени сжатия), может потребовать совершенно новой головки блока цилиндров, поршней и шатуна, изготовленных из материалов, которые выдерживают более высокие нагрузки.Более высокие нагрузки также могут потребовать топлива с более высоким октановым числом для правильного зажигания. Игнорирование любой из этих проблем может привести к чрезмерному износу двигателя и неэффективной работе.

Роторный двигатель внутреннего сгорания

Роторный двигатель, а именно роторный двигатель Ванкеля, не имеет поршней, а имеет трехлопастный треугольный ротор. Ключевые отличия от поршневого двигателя — это уменьшение количества деталей, снижение вибрации и способность двигателя работать на высоких скоростях (об / мин). Двигатель выпускается в относительно небольшом корпусе с высокой удельной мощностью.По сравнению с поршневыми двигателями простая концепция и сложная геометрия роторного двигателя вызвали страстные споры о том, почему он не пользуется большей популярностью.

Чтобы представить себе внутреннюю часть роторного двигателя, сначала необходимо знать, что такое эпитрохиод (также называемый эпициклоидой). Эпитрохиоды — это геометрические фигуры, образованные путем отслеживания точки по радиусу формы, которая разворачивается или находится внутри другой формы. Если вы когда-либо использовали спирограф, вы играли с эпитрохиодами. Корпус роторного двигателя представляет собой простой эпитрохиод из двух окружностей.Ротор вращается эксцентрично внутри корпуса, тем самым изменяя объем трех пространств (камер), образованных между ними.

Отношение веса к мощности важно, и хотя электромобили и гибриды более эффективны, чем двигатели внутреннего сгорания, это соотношение необходимо улучшить, чтобы они могли конкурировать на рынке транспортных средств. Электромобили не представлены, так как количество включенных может сильно различаться. Однако в целом эконом-модели весили больше, чем гибриды. Цифры используются только для того, чтобы дать общее представление о соотношении массы автомобиля к мощности с течением времени.

Роторные двигатели имеют ту же четырехтактную последовательность поршневых двигателей: впуск, сжатие, мощность и выпуск. Вращение ротора увеличивает объем первой камеры всасывания воздуха и топлива — такта впуска. По мере того как ротор продолжает вращаться, объем в камере сжимается, сжимая содержимое камеры, вызывая такт сжатия. Проблема на следующем этапе заключается в том, что геометрия между корпусом и ротором разделяет камеру на два пространства. Эта удлиненная и разделенная камера зажигания может препятствовать полному сгоранию, поскольку часть воздушно-топливной смеси отсекается от свечи зажигания.

Чтобы помочь, есть либо две свечи зажигания, либо одна свеча зажигания с исключением или выемкой в ​​роторе, чтобы позволить смеси проникнуть в оба пространства камеры. Обычно используются две свечи зажигания, и Mazda даже использовала три свечи зажигания в своих гоночных автомобилях. Расширяющиеся газы вращают ротор дальше в такт расширения или рабочего такта. В конце концов, расширение приводит в движение ротор туда, где в корпусе есть выпускное отверстие. Объем между корпусом и ротором снова сжимается, выталкивая выхлопные газы из камеры — такт выхлопа.

Роторные двигатели не должны переходить линейное движение во вращательное, что исключает резкие изменения направления поршней, поэтому роторные двигатели генерируют гораздо более низкие вибрации. Поворотная конструкция также позволяет рабочему ходу работать при более длительном вращении вала, тем самым уменьшая спорадический крутящий момент на коленчатом валу (от зажигания до выпуска происходит угол поворота около 270 градусов по сравнению с 180 градусами в поршневых двигателях). В конечном счете, один ротор в роторном двигателе можно сравнить с тремя поршнями в поршневом двигателе.Роторные двигатели часто имеют два ротора для плавной работы и сопоставимы с двигателями V6.

Еще в 1960-х годах некоторые руководители и обозреватели автомобилей полагали, что роторные конструкции станут предпочтительным вариантом для легковых и грузовых автомобилей. Но Mazda, первая компания, которая начала массовое производство роторных двигателей, прекратила производство после 2012 года. Mazda заявила, что, если компания не сможет оправдать ежегодное производство 100 000 единиц, двигатель Ванкеля больше не будет производиться. Однако исследования по улучшению двигателя все еще продолжаются.

Что случилось с роторным двигателем, имея столько преимуществ? Роторный двигатель может работать всего с тремя движущимися частями, что делает его простым и легким в обслуживании. Базовые поршневые двигатели имеют не менее 40 движущихся частей. Это привело к появлению некоторых теорий заговора о том, как автомобиль с таким малым количеством деталей может потерять миллионы компаний, производящих автозапчасти. Но лучший аргумент в пользу поршневых двигателей — это сложные уплотнения, низкий крутящий момент и термический КПД.

Базовый двигатель постоянного тока изменяет поток электричества, чтобы катушка не совпадала по фазе с магнитным полем, так что она вращалась непрерывно.(Кредит: Expainthatstuff.com)

Хотя Mazda решила некоторые проблемы, все же оставалось некоторое межкамерное загрязнение и непреднамеренный расход масла, что привело к проблемам с выбросами и эффективностью. По мере ужесточения норм выбросов пострадали роторные транспортные средства. Кроме того, коленчатый вал вращается три раза за один оборот ротора. Это соотношение 3: 1 не обеспечивает конкурентоспособного крутящего момента на низких оборотах (по сравнению с поршневым двигателем). Вот почему роторные двигатели отлично подходят для приложений среднего и высокого уровня, таких как самолеты, морские и гоночные автомобили, но не для повседневных поездок.

Тепловой КПД роторных конструкций снижен из-за большей площади поверхности (по сравнению с поршневыми двигателями) в камере сгорания. Это позволяет теплу проникать в корпус и ротор. Следует также отметить, что около трети охлаждения роторного двигателя осуществляется с помощью масла, поэтому охлаждение масла является обязательным. Выбросы — еще одна проблема роторных двигателей. Например, последний серийный двигатель RX-8 не может соответствовать текущим стандартам миссии, поэтому нынешний дизайн не может быть реализован сегодня без улучшения выбросов.

Преимущества роторных двигателей — уменьшение количества деталей и вибраций — могли быть причиной того, что некоторые компании начали исследовать двигатели с оппозитным поршнем / оппозитным цилиндром (OPOC). Это поршневые двигатели с поршнями, расположенными в одной плоскости, но в противоположных цилиндрах. Когда четыре поршня работают в двух противоположных цилиндрах и находятся в прямом противостоянии, вибрации снижаются за счет уравновешивания возвратно-поступательных сил со смежным поршнем. Это также увеличивает такт сгорания до одного поворота коленчатого вала, а не до каждого другого поворота, как это наблюдается в традиционных поршневых двигателях.

В 2010 году Ecomotors заявила, что может получить от двухтактного двигателя OPOC в четыре раза больше мощности по сравнению с четырехтактным двигателем той же массы. Одним из способов добиться этого было уменьшение количества деталей. Двигатель OPOC мощностью 300 л.с. состоит из 62 подвижных частей. Обычный двигатель с аналогичной мощностью имеет около 385 движущихся частей. Кроме того, противодействующие силы означают, что на основные подшипники коленчатого вала нет (или нет номинальных) сил. А с меньшими усилиями конструкторы смогли сделать корпус из легкого магния.

Электродвигатели

Трудно найти точный рейтинг эффективности электромобилей (EV). Хотя двигатель может иметь КПД от 85 до 95%, после того, как питание проходит через инвертор, аккумулятор и зарядное устройство, КПД электромобиля приближается к 70%. Однако электрические двигатели и батареи могут быть относительно чувствительны к холмистой местности и перепадам температуры, которые могут снизить эффективность даже отца. Таким образом, с более высокой эффективностью, чем двигатель внутреннего сгорания, практически без движущихся частей в двигателе, нулевым выбросом и возможностью использовать рекуперативное торможение для повышения эффективности на 9-16% (как опубликовано в исследовании), почему продажи электромобилей ниже, чем у некоторых автомобилей? аналитики думали, что они будут?

В целом, ограниченный запас хода, время зарядки аккумулятора и более высокие цены делают электромобили вне досягаемости для обычного человека.С технологической точки зрения главный недостаток электромобилей — это аккумулятор. Литий-ионные батареи — самые мощные из серийно выпускаемых батарей. Но они тяжелые, дорогие и имеют способность перегреваться до теплового разгона (воспламенения). Большинство новых аккумуляторных технологий ориентированы на более низкое напряжение, характерное для батареек AA. Эти нововведения не масштабируются для транспортных средств.

В электромобилях используются два типа электродвигателей: бесщеточные двигатели постоянного тока и трехфазные асинхронные двигатели переменного тока.

Двигатели

постоянного тока работают от катушки или контура, подвешенного между полюсами магнита. Постоянный электрический ток создает временное магнитное поле, заставляя его поворачиваться и выравниваться с полярностью. Затем электрический переключатель (коммутатор) меняет направление тока на противоположное, изменяя полярность. Это позволяет катушке вращаться бесконечно.

Просто объясните

Некоторые из преимуществ двигателей постоянного тока включают немедленный высокий крутящий момент, и они относительно рентабельны. С другой стороны, они не должны работать без нагрузки, так как это может повредить двигатель.Вот почему использование двигателя постоянного тока для вращения ремня может быть плохой конструкцией. Если ремень тормозит, нагрузка отсутствует, и двигатель может выйти из строя. Двигатели постоянного тока также не идеальны для поддержания скорости при различных условиях нагрузки — например, электромобиль с этим двигателем может не работать на холмистой местности. И хотя регулировка напряжения может управлять скоростью двигателя постоянного тока, двигатель имеет максимальную скорость вращения, превышающую которую он не может выйти, поэтому скорость вращения ограничена.

В двигателях

переменного тока используется кольцо из ламинированного металла для создания магнитного поля при подаче переменного тока.Электромагниты окружают ротор. Переменный ток заставляет напряженность магнитного поля электромагнитов повышаться и понижаться, создавая смещающееся магнитное поле, которое создает крутящий момент.

Есть две пары электромагнитных катушек, которые по очереди возбуждаются переменным током. Пары установлены в противофазе друг с другом, так что повышение и понижение переменного тока будет изменять магнитное поле между ними. Это изменение вызывает электрический ток в роторе, который создает собственное магнитное поле. Ротор будет пытаться противодействовать магнитному полю катушек, но, поскольку поле изменяется с переменным током, ротор будет вращаться.Двигатели

переменного тока обладают более высоким крутящим моментом и скоростью по сравнению с двигателями постоянного тока. Они также лучше адаптируются к переменной скорости и нагрузкам, поэтому лучше подходят для холмов. Он также легче принимает энергию от рекуперативного торможения, чем двигатель постоянного тока. Но обмотка катушки может быть тяжелой, и при использовании батарей необходим инвертор. Как правило, общая стоимость двигателя переменного тока выше, чем у сопоставимого двигателя постоянного тока.

Двигатели переменного и постоянного тока применяются в автомобилях и внедорожниках. Но для того, чтобы электродвигатели и электромобили стали жизнеспособными, потребуются серьезные достижения в области аккумуляторных технологий.Текущий запас энергии, необходимый для питания электромобилей, добавляет слишком много веса, что делает соотношение веса и мощности слишком высоким. Также существуют проблемы медленной подзарядки и экологически чистой утилизации.

Анализ «от колыбели до могилы», опубликованный Союзом обеспокоенных ученых, показывает, что электромобиль с пробегом в 84 мили создает примерно на 15% больше выбросов при производстве, чем обычный автомобиль. Эту разницу можно компенсировать за год вождения, и автомобиль будет выделять вдвое меньше загрязняющих веществ в течение всего срока службы, включая производство.По мере того, как в ближайшие годы заключаются сделки, такие как Парижское соглашение, в сторону углеродно-нейтрального общества, мы можем увидеть больше электромобилей на дорогах.

Однако, как и многие технологии, для достижения оптимальной эффективности необходимо несколько. Из-за текущего состояния батарей меньшие двигатели IC сочетаются с технологиями электропривода, которые делают даже стандарты выбросов 2025 года (54,5 миль на галлон) легче, чем некоторые могли первоначально подумать. Если гибридные инновации в конструкции двигателя внутреннего сгорания не улучшают характеристики и рост поршневого двигателя, они, по крайней мере, увеличивают наклон его убывающей отдачи и продлевают срок существования двигателей внутреннего сгорания — по крайней мере, на данный момент.

Двигатели | Двигатель Бэббиджа

Двигатели

Чарльз Бэббидж (1791–1871), пионер компьютеров, разработал два класса двигателей: разностные двигатели и аналитические двигатели. Разностные машины называются так из-за математического принципа, на котором они основаны, а именно метода конечных разностей.Прелесть метода в том, что он использует только арифметическое сложение и устраняет необходимость умножения и деления, которые сложнее реализовать механически.

Разностные двигатели — это строго калькуляторы. Они вычисляют числа единственным способом, которым умеют — путем многократного сложения по методу конечных разностей. Их нельзя использовать для общих арифметических расчетов. Аналитическая машина — это гораздо больше, чем просто калькулятор, и она отмечает прогресс от механизированной арифметики вычислений к полноценным вычислениям общего назначения.На разных этапах развития его идей было как минимум три дизайна. Так что говорить об Аналитических машинах во множественном числе строго правильно.

Обнаружение двоичных, десятичных чисел и ошибок

Вычислительные машины

Бэббиджа — десятичные цифровые машины. Они являются десятичными в том смысле, что используют знакомые десять чисел от «0» до «9», и они являются цифровыми в том смысле, что только целые числа распознаются как действительные. Числовые значения представлены шестеренками, и каждая цифра числа имеет свое собственное колесо.Если колесо останавливается в положении, промежуточном между целочисленными значениями, значение считается неопределенным, и двигатель рассчитан на заклинивание, чтобы указать, что целостность расчета была нарушена. Замедление — это форма обнаружения ошибок.

Бэббидж рассматривал возможность использования других систем счисления, кроме десятичной, включая двоичную, а также систему счисления 3, 4, 5, 12, 16 и 100. Он остановился на десятичной системе из соображений технической эффективности — чтобы уменьшить количество движущихся частей — а также для их повседневное знакомство.

Разница двигателя № 1

Бэббидж начал в 1821 году с разностной машины № 1, предназначенной для вычисления и табулирования полиномиальных функций. Конструкция описывает машину, которая автоматически вычисляет ряд значений и выводит результаты в таблицу. Неотъемлемой частью концепции дизайна является печатающее устройство, механически связанное с вычислительной секцией и являющееся неотъемлемой частью ее. Разностная машина № 1 — это первая законченная разработка для автоматической вычислительной машины.

Время от времени Бэббидж менял мощность двигателя.На схеме 1830 года изображена машина, рассчитывающая с шестнадцатью цифрами и шестью порядками разницы. Для Engine потребовалось около 25 000 деталей, поровну разделенных между вычислительной секцией и принтером. Если бы он был построен, он весил бы приблизительно четыре тонны и был около восьми футов в высоту. Строительство двигателя было остановлено в 1832 году из-за спора с инженером Джозефом Клементом. Государственное финансирование было окончательно прекращено в 1842 году.

Аналитическая машина

Когда строительный проект застопорился и освободился от гаек и болтов детальной конструкции, Бэббидж в 1834 году задумал более амбициозную машину, позже названную Analytical Engine, универсальную программируемую вычислительную машину.

Аналитическая машина обладает многими важными функциями, присущими современным цифровым компьютерам. Его можно было программировать с помощью перфокарт, идея заимствована из жаккардового ткацкого станка, используемого для ткачества сложных узоров на текстиле. Механизм имел «Хранилище», где можно было хранить числа и промежуточные результаты, и отдельную «Мельницу», где выполнялась арифметическая обработка. Он имел внутренний репертуар из четырех арифметических функций и мог выполнять прямое умножение и деление. Он также мог выполнять функции, для которых у нас есть современные названия: условное ветвление, цикл (итерация), микропрограммирование, параллельная обработка, итерация, фиксация, опрос и формирование импульсов, среди прочего, хотя Бэббидж нигде не использовал эти термины.Он имел множество выходных документов, включая распечатку на бумаге, перфокарты, построение графиков и автоматическое создание стереотипов — лотки из мягкого материала, в которые запечатывались результаты, которые можно было использовать в качестве форм для изготовления печатных форм.

Логическая структура аналитической машины была по существу такой же, как и та, которая доминировала в компьютерном дизайне в электронную эпоху — отделение памяти («Хранилище») от центрального процессора («Мельница»), последовательная работа с использованием «цикл выборки-выполнения», а также средства для ввода и вывода данных и инструкций.Назвать Бэббиджа «первым компьютерным пионером» — не просто дань уважения.

Новый двигатель различия

Когда новаторская работа над аналитической машиной была в основном завершена к 1840 году, Бэббидж начал рассматривать новую разностную машину. Между 1847 и 1849 годами он завершил разработку разностной машины № 2, улучшенной версии оригинала. Этот механизм вычисляет числа длиной в тридцать одну цифру и может табулировать любой многочлен до седьмого порядка. Дизайн был элегантно простой и требовал лишь примерно трети деталей, требуемых в разностном двигателе No.1, обеспечивая при этом аналогичную вычислительную мощность.

Модель

Difference Engine № 2 и аналитическая машина имеют одинаковую конструкцию для принтера — устройства вывода с замечательными характеристиками. Он не только производит распечатку печатных копий на бумаге в качестве контрольной копии, но также автоматически стереотипирует результаты, то есть впечатляет результаты на мягком материале, например, на гипсе, который можно использовать в качестве формы, из которой может быть сделали. Аппарат автоматически набирает результаты и допускает программируемое форматирование i.е. позволяет оператору предварительно установить расположение результатов на странице. Изменяемые пользователем функции включают переменную высоту строки, переменное количество столбцов, переменные поля столбцов, автоматический перенос строк или перенос столбцов и оставление пустых строк через каждые несколько строк для удобства чтения.

Физическое наследие

За исключением нескольких частично завершенных механических сборок и тестовых моделей небольших рабочих секций, ни один из проектов Бэббиджа не был полностью реализован физически при его жизни.Основная сборка, которую он завершил, была одна седьмая разностного двигателя № 1, демонстрационного образца, состоящего из примерно 2000 деталей, собранных в 1832 году. Он работает безупречно по сей день и является первым успешным автоматическим вычислительным устройством, воплощающим математические правила в механизме. Небольшая экспериментальная часть аналитической машины строилась во время смерти Бэббиджа в 1871 году. Многие из небольших экспериментальных сборок уцелели, как и исчерпывающий архив его чертежей и записных книжек.

Проекты огромных механических вычислительных машин Бэббиджа считаются одним из поразительных интеллектуальных достижений 19 ^-го века. Лишь в последние десятилетия его работа была подробно изучена, и масштабы того, чего он достиг, становится все более очевидным.

паровой двигатель | Определение, история, влияние и факты

Паровой двигатель , машина, использующая энергию пара для выполнения механической работы за счет тепла.

Паровая машина Жана-Жозефа-Этьена Ленуара.

Архив Халтона / Getty Images

Британская викторина

Изобретатели и изобретения

Наши самые ранние человеческие предки изобрели колесо, но кто изобрел шарикоподшипник, уменьшающий трение вращения? Позвольте колесам в вашей голове крутиться, проверяя свои знания об изобретателях и их изобретениях в этой викторине.

Далее следует краткое описание паровых машин. Для полной обработки мощности и производства пара, а также паровых двигателей и турбин, см. Преобразование энергии: Паровые двигатели .

В паровой машине горячий пар, обычно поставляемый котлом, расширяется под давлением, и часть тепловой энергии преобразуется в работу. Остатку тепла можно дать уйти, или, для максимальной эффективности двигателя, пар может конденсироваться в отдельном устройстве, конденсаторе, при сравнительно низких температуре и давлении.Для обеспечения высокого КПД пар должен проходить через широкий диапазон температур вследствие его расширения внутри двигателя. Наиболее эффективная работа — то есть наибольшая производительность работы по отношению к поданному теплу — обеспечивается за счет использования низкой температуры конденсатора и высокого давления в бойлере. Пар можно дополнительно нагреть, пропустив его через перегреватель на пути от котла к двигателю. Обычный пароперегреватель представляет собой группу параллельных труб, поверхности которых подвергаются воздействию горячих газов в топке котла.С помощью пароперегревателей пар может быть нагрет до температуры, превышающей температуру, при которой он вырабатывается кипящей водой.

В поршневом двигателе, паровом двигателе поршневого и цилиндрового типа, пар под давлением впускается в цилиндр с помощью клапанного механизма. Когда пар расширяется, он толкает поршень, который обычно соединен с кривошипом маховика для создания вращательного движения. В двигателе двойного действия пар из котла попадает попеременно с каждой стороны поршня. В простом паровом двигателе расширение пара происходит только в одном цилиндре, тогда как в составном двигателе имеется два или более цилиндров увеличивающегося размера для большего расширения пара и более высокого КПД; первый и самый маленький поршень приводится в действие первичным паром высокого давления, а второй — паром более низкого давления, выходящим из первого.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

В паровой турбине пар выпускается с высокой скоростью через сопла, а затем проходит через ряд неподвижных и движущихся лопастей, заставляя ротор двигаться с высокой скоростью. Паровые турбины более компактны и обычно допускают более высокие температуры и большую степень расширения, чем поршневые паровые двигатели. Турбина — универсальное средство, используемое для выработки большого количества электроэнергии с помощью пара.

Самые ранние паровые машины были научными новинками Героя Александрии в I веке нашей эры, такими как эолипил, но только в 17 веке были предприняты попытки использовать пар для практических целей. В 1698 году Томас Савери запатентовал насос с ручными клапанами для подъема воды из шахт за счет всасывания за счет конденсации пара. Примерно в 1712 году другой англичанин, Томас Ньюкомен, разработал более эффективную паровую машину с поршнем, отделяющим конденсирующийся пар от воды.В 1765 году Джеймс Ватт значительно улучшил двигатель Ньюкомена, добавив отдельный конденсатор, чтобы избежать нагрева и охлаждения цилиндра при каждом такте. Затем Ватт разработал новый двигатель, который вращал вал вместо простого движения насоса вверх-вниз, и добавил много других улучшений для создания практичной силовой установки.

Вращающийся паровой двигатель Джеймса Ватта с планетарной передачей, оригинальный рисунок, 1788 год. В Музее науки в Лондоне.

Авторское право Британской короны, Музей науки, Лондон

Громоздкая паровая повозка для дорог была построена во Франции Николасом-Жозефом Кюньо еще в 1769 году.Ричард Тревитик в Англии был первым, кто использовал паровой экипаж на железной дороге; в 1803 году он построил паровоз, который в феврале 1804 года успешно проехал по конному маршруту в Уэльсе. Адаптация парового двигателя к железным дорогам стала коммерчески успешной с выпуском Rocket английского инженера Джорджа Стефенсона в 1829 году. Первым практичным пароходом был буксир Charlotte Dundas, , построенный Уильямом Симингтоном и испытанный на канале Форт и Клайд. Шотландия, 1802 год.Роберт Фултон применил паровой двигатель на пассажирском судне в Соединенных Штатах в 1807 году.

Паровая машина Корлисса вырабатывала всю энергию, используемую в Машинном зале на Столетней выставке в Филадельфии, 1876 год.

Хотя паровой двигатель уступил место двигателю внутреннего сгорания в качестве двигателя транспортного средства, интерес к нему возродился во второй половине 20-го века из-за растущих проблем с загрязнением воздуха, вызванных сжиганием ископаемого топлива во внутренних помещениях. двигатели внутреннего сгорания.

Растачивание, хонингование и балансировка вашего двигателя

Модифицировать и переоборудовать двигатели — это большой интерес для людей, которые любят высокопроизводительные автомобили, и тех, кто хочет вдохнуть новую жизнь в любимые автомобили. Работа с механической мастерской для обработки некоторых из более сложных частей модификации и восстановления двигателя вашего автомобиля гарантирует, что работа будет выполнена правильно, поскольку механики в этих мастерских имеют профессиональную подготовку и нужные инструменты, компоненты и автомобильные аксессуары для обеспечения точности нужный.Это особенно важно, когда дело доходит до расточки, хонингования и балансировки двигателя.

Расточка

Растачивание двигателя предполагает использование станков для расширения и сужения цилиндров. С точки зрения производительности, сверление двигателя может дать вам больше мощности и крутящего момента, поскольку это изменит рабочий объем двигателя. Рабочий объем двигателя относится к рабочему объему всех поршней внутри цилиндров двигателя. Рабочий объем влияет на то, сколько топлива потребляет цилиндр для создания мощности, при этом двигатели с большим рабочим объемом потребляют больше воздуха и топливной смеси за один оборот, что приводит к более мощному сгоранию.

Объем двигателя играет важную роль в определении мощности и крутящего момента вашего двигателя и его экономии топлива. В общем, чем больше рабочий объем вашего двигателя, тем большую мощность он может создать. Меньший рабочий объем может привести к большей экономии топлива.

На самом деле для вычисления смещения используется математическое уравнение:

Объем двигателя = π / 4 * диаметр цилиндра * ход * количество цилиндров.

Рабочий объем — это лишь один из факторов, влияющих на мощность вашего двигателя.Другие факторы включают подачу топлива, расположение клапанного механизма, принудительную индукцию и системы зажигания. В некоторых странах автомобили облагаются налогом в зависимости от объема двигателя.

Растачивание производится также при ремонте двигателей механиками. За годы эксплуатации цилиндры двигателя изнашиваются, так как напряжения трения вызывают износ. Растачивание цилиндров двигателя помогает очистить их от мусора, который может накапливаться за годы эксплуатации.

Растачивание двигателя лучше доверить профессиональным механикам, так как неудачная работа может привести к серьезным проблемам.Если отверстие сделано неправильно, это может привести к детонации двигателя.

Пуск двигателя — еще один метод увеличения рабочего объема. Ход двигателя позволяет получить больший рабочий объем, чем растачивание, но также требует большой точности при выборе подходящих автомобильных аксессуаров и запчастей.

При такте двигателя механик изменит расстояние, на которое поршень проходит в отверстии цилиндра. Увеличивая расстояние, на которое поршень проходит в цилиндре, механик может увеличить рабочий объем двигателя.Ход двигателя также увеличивает крутящий момент за счет увеличения плеча или рычага коленчатого вала двигателя.

Хонингование

Хонингование включает использование абразива для создания прецизионной поверхности на куске металла. Хонингование используется в различных сферах, например, при чистовой обработке цилиндров автомобильных двигателей.

При хонинговании цилиндров механики используют вращающийся инструмент, снабженный абразивом, для удаления металла изнутри цилиндра. Хонингование цилиндра помогает довести внутреннюю поверхность цилиндра до определенного диаметра и формы.Хонингование выполняется после растачивания, чтобы сгладить неровности поверхности цилиндра, вызванные растачиванием.

Абразивы, обычно используемые при хонинговании, включают карбид кремния и оксид алюминия. Эти абразивы недорогие и универсальные. В последнее время производители высокопроизводительных двигателей все чаще обращаются к алмазным абразивам. Механики больше любят эти абразивы, потому что они могут удерживать режущую кромку дольше, чем другие формы абразивов.

Очень важно правильно отточить. Плохая хонинговальная работа может привести к неправильной посадке поршневых колец, которая будет препятствовать потоку масла, а также к некоторым другим негативным последствиям.

Хонингование затруднено. Среднестатистический механик по теневому дереву не имеет инструментов или технических навыков, чтобы воспроизвести отделку цилиндра OEM. В некоторых частях страны, где проводятся испытания на выбросы, это может быть проблемой, поскольку неправильно отточенные цилиндры могут привести к тому, что автомобиль не пройдет проверку на выбросы.

Балансировка

Балансировка двигателя — еще одна важная часть восстановления или модификации двигателя. Баланс вашего двигателя влияет на многие аспекты его работы, в том числе на его:

• Долговечность
• Производительность
• Мощность
• Топливная эффективность
• Шум
• Вибрация
• Воздействие на окружающую среду

Короче говоря, балансировка вашего двигателя уравновешивает возвратно-поступательные и вращающие силы, возникающие в вашем двигателе, что позволяет ему работать более плавно и пользоваться большей полезностью и долговечностью.Многие люди не осознают, что их автомобили приводятся в движение за счет мини-взрывов в двигателе, которые происходят во время сгорания. Балансировка двигателя помогает управлять воздействием этих реакций.

Одна из основных задач балансировки двигателя — это выравнивание веса различных деталей. Механики должны уравнять вес поршней, пальцев, колец, шатунов, болтов шатунов и подшипников, чтобы уравновесить силы, действующие на коленчатый вал автомобиля.

При балансировке двигателя механики точно взвешивают детали, чтобы определить, какой поршень и шток самые легкие.Затем механики обрабатывают другие штоки и поршни, чтобы они были равны самому легкому в наборе.

Затем оцениваются вращающиеся и возвратно-поступательные грузы изолированно друг от друга. После того, как веса были определены, на каждой шейке штанги собираются грузики, имитирующие весь вращающийся вес и половину возвратно-поступательного веса. Затем коленчатый вал помещается на балансир двигателя и вращается.

В некоторых случаях механики будут пытаться перебалансировать коленчатый вал, чтобы минимизировать вибрации и гармоники в определенном диапазоне оборотов.

Опять же, важно, чтобы работу по балансировке выполнял квалифицированный профессионал с соответствующими инструментами, чтобы обеспечить очень точную балансировку двигателя, особенно если вы выполняете модернизацию характеристик своего автомобиля.

Быстро развивающийся рынок запасных частей для автомобилей

Ремонт двигателей и другие послепродажные работы — это быстро развивающаяся отрасль в США. Американцы любят свои автомобили, и им нравится персонализировать их с помощью уникальных функций или повышать их производительность с помощью двигателя и других модификаций.В США рынок запчастей для автомобилей оценивается примерно в 318,2 миллиарда долларов, и на нем работают более 4 миллионов человек.

Среди автолюбителей существует сильное движение «сделай сам», но многие даже самые упорные мастера работают с механическими цехами и другими профессиональными механическими мастерскими для выполнения самых сложных автомобильных работ.

При выборе механической мастерской для ремонта или модернизации двигателя обязательно задавайте следующие вопросы:

Является ли этот магазин надежным поставщиком необходимого мне ремонта или модернизации двигателя? Как его профессиональная репутация в обществе? Если многие из ваших друзей и соседей не могут сказать ничего хорошего о механике, с которым вы собираетесь вести дела, примите это как предупреждение.Репутация — это все в этом бизнесе. Магазины, которые делают хорошую работу, получают хорошие отзывы из уст в уста.

Есть ли в этом магазине подходящие инструменты для работы? Обычным людям может быть немного сложно это оценить. Возможно, стоит поговорить с магазином, который вы собираетесь использовать, чтобы узнать, какие инструменты они используют, а затем провести небольшое исследование.

Кажется, персонал заинтересован в его работе? Автолюбители обычно могут сказать, когда их механик разделяет их энтузиазм, а когда они просто делают работу.Механики, которые с энтузиазмом относятся к вашему проекту, с большей вероятностью приложат к нему немного дополнительных усилий.

Team C Performance Center предоставляет автозапчасти и механический цех с полным спектром услуг для автолюбителей в районе Лос-Анджелеса. Компания Team C Performance работает с 1978 года и предлагает сотни высокопроизводительных автозапчастей и автомобильных аксессуаров от более чем 150 производителей. Механический цех может помочь вам с расточкой, хонингованием, настилом, изменением размеров штоков, работой с клапанами, полным ремонтом двигателя и многим другим.Посетите сегодня, чтобы узнать, как Team C Performance Center может помочь вам создать автомобиль, о котором вы всегда мечтали.

Источники

1. https://itstillruns.com/bore-out-engine-cylinder-7500753.html

2. http://www.enginebuildermag.com/2002/11/the-smooth-science-of-cylinder-honing/

3. http://www.autocare.org/Secondary.aspx?id=77&gmssopc=1

.