Автомобильные двигатели внутреннего сгорания имеют множество показателей – крутящий момент, мощность, выброс вредных веществ, расход топлива и т. д., все это во многом зависят от их индивидуальных конструкторских параметров. В нашей статье хотелось бы поговорить о видах двигателей внутреннего сгорания и понять их особенности.
Параметры ДВС (двигателей внутреннего сгорания)
В процессе эксплуатации любой машины некоторые заданные параметры, которые характерны для любого автомобильного мотора, остаются без конструктивных изменений. К примеру, объем камеры сгорания - это объем углубления в головке и полости цилиндра над поршнем, находящийся в верхней мертвой точке поршня.
Рабочий объем цилиндра – это своего рода пространство, его освобождает поршень при движении от нижней до верхней мертвой точки. А объема камеры сгорания и сумма рабочего объема - это и есть полный объем цилиндра.
Степень сжатия в двигателе высчитывается из отношения объема камеры сгорания к полному объему цилиндра. Данный параметр позволяет узнать, количество раз в которое будет уменьшен полный объем, когда поршень перейдет из нижней мертвой точки в верхнюю. Это даст возможность определить октановое число топлива для двигателей, работающих на бензине.
Виды двигателей внутреннего сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания — это устройство, которое преобразовывает энергию сгорания топлива в работу механических устройств. Практически все двигатели установленные на автомобилях работают по циклу, который состоит из четырех тактов:
- впуск воздуха и его смешивание с топливом;
- сжатие рабочей смеси,
- непосредственно рабочий ход при сгорании смеси;
- выход отработавших от цикла газов.
Самые распространенные поршневые двигатели — это дизели и бензиновые моторы. В бензиновых двигателях принудительное зажигание воздушно-топливой смеси посредством искровых свечей.
По типу, системы питания различаются:
- моторы с непосредственным впрыскиванием топлива в камеру сгорания, которое подается в цилиндр небольшими порциями, а это оптимизирует процесс, позволяет мотору работать даже не бедных смесях, следовательно, уменьшается выброс вредных веществ и расход топлива.
- во впрысковых моторах топливо может быть подано одной форсункой (инжектором) в общий впускной трубопровод (моновпрыск, центральный) или инжекторами перед впускными клапанами, которых несколько на каждом цилиндре (распределенный впрыск). В них возможно снижение токсичности отработавших газов и расхода бензина, а также небольшое увеличение максимальной мощности и за счет более точного дозирования топлива электронной системой управления мотором;
- в карбюраторных, смешивание топлива с воздухом стартует еще в карбюраторе и продолжается на протяжении всего такта во впускном трубопроводе. В наше время выпуск таких моторов снижается из-за несоответствия современным экологическим нормам и низкой экономичности.
Дизели — это моторы, в которых воспламенение смеси дизельного топлива с воздухом происходит при сжатии от увеличения ее температуры. По сравнению с бензиновыми такие моторы более экономичны (на 10-25%) благодаря лучшей степени сжатия, которая улучшает процесс горения воздушно-топливной смеси. Одно из достоинств дизельных двигателей - это отсутствие дроссельной заслонки, создающей на впуске сопротивление движению воздуха и увеличивающей расход топлива. Максимально возможный крутящий момент дизели будут развивать на меньшей частоте вращения коленвала (или другими словами «тяга на низах»).
Для устаревших конструкций дизелей по сравнению с бензиновыми двигателями характерен ряд недостатков:
- меньшие максимальные обороты коленчатого вала, так как масса деталей более высока, в результате появлялись большие инерционные нагрузки. По такой же причине дизельные двигатели, как правило, менее приемисты, следовательно, медленнее набирают обороты.
- из-за высокой степени сжатия большая масса и стоимость при одинаковой мощности, (большая нагрузка на детали и давление в цилиндрах, часто заставляло производить более прочные элементы мотора, увеличивая их вес и габариты;
- повышенная шумность из-за особенностей горения дизеля в цилиндрах.
Двигатель Ванкеля или роторно-поршневой двигатель — в нем ротор-поршень движется не возвратно-поступательно, как в дизелях и бензиновых двигателях, а вращается по некоторой траектории. В результате чего он обладает хорошей приемистостью — стремительно набирает обороты, обеспечивая машине хорошую динамику разгона. Из-за некоторых особенностей степень его сжатия ограничена, он способен работать только на бензине. Из-за формы камеры сгорания обладает худшей экономичностью. Немного ранее его недостатком считали меньший ресурс, а теперь и небольшие экологические показатели, им в наше время уделяется большое внимание.
Гибридная силовая установка – это своего рода комбинация поршневого мотора (зачастую, дизеля), генератора, электродвигателя и тяговых аккумуляторов (тяговой аккумулятор, в отличие от стартерного, рассчитан на разряд большими токами (50-100 А) в течение вплоть до минуты). Работа такой установки происходит в разных режимах и зависит от характера движения машины. При быстром разгоне вместе работают электрический и поршневой двигатели. Во время замедления двигателем за счет энергии понижения скорости генератор заряжает аккумуляторы. При движении в городских условиях работать может только электродвигатель. Все это дает возможность, сохраняя (или даже повышая) динамику разгона, очень сильно снизить выброс вредных веществ и повысить экономичность.
