Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Наддув без вариантов: почему у атмосферных моторов нет будущего

Наддув без вариантов: почему у атмосферных моторов нет будущего

Летом организаторы международного конкурса «Двигатель года» (International Engine of the Year) назвали лучшие моторы 2016 года. Эксперты оценивали силовые агрегаты по нескольким параметрам: экологичность, динамические характеристики и расход топлива. При этом в тройке лидеров не оказалось ни одного атмосферного агрегата. По результатам голосования победу одержал 3,9-литровый битурбо V8, который устанавливают на Ferrari 488 GTB. На втором месте оказалась гибридная силовая установка BMW i8, в составе которой тоже есть наддувный бензиновый мотор объемом 1,5 литра. Третьим стал шестицилиндровый турбированный двигатель Porsche, которым комплектуют спорткары 911. Повальный переход на турбированные моторы в мировом автопроме происходит отнюдь не для обеспечения высоких показателей мощности. По мнению специалистов НАМИ, все дело в экологических нормах, которые могут привести к исчезновению атмосферных моторов.

С атмосферных двигателей можно снять практически такую же удельную мощность, что и с турбированных. Самым высокопроизводительным безнаддувным мотором на текущий момент остается 4,5-литровый V8 от Ferrari 458 Speciale A, который выдает 605 лошадиных сил. Таким образом, удельная отдача агрегата составляет 134 л.с. с одного литра объема. Для сравнения, с 4,0-литрового V6 TFSI с двумя турбинами (Audi RS6) инженеры сняли 605 л.с. – 151 л.с. с одного литра объема.

В автомобильных двигателях без наддува литровая мощность выше 100 л.с. обеспечивается, в первую очередь, за счет повышения его предельных оборотов (быстроходности), пояснил директор Центра «Энергоустановки» ФГУП «НАМИ» Алексей Теренченко. В качестве примера кандидат технически наук вспомнил мотор мотоцикла Honda CBR400F (145 л.с./1 л), максимальная мощность которого достигается на 12 300 оборотах в минуту. Абсолютные рекордсмены здесь двигатели болидов Формулы-1, с которых снимают по 310 л.с. на 1 л, но уже на 19 000 оборотах.

Влияние на литровую мощность оказывают и другие факторы: степень сжатия, смесеобразование, сгорание. Например, в 1997 г. Alfa Romeo начала устанавливать на седаны 156 двигатели линейки Twin Spark, в которых было по две свечи на цилиндр. Моторы выдавали рекордную для европейского автопрома по тем временам удельную мощность. «Четверка» объемом 1,75 л обеспечивала 144 л.с., а 2,0-литровый мотор – 165 лошадиных сил. У японских брендов двигатели были еще производительнее. Например, в начале 1990-х Honda разработала DOHC i-VTEC объемом 1,6 л, который выдавал 160 лошадиных сил. При этом максимальная мощность достигалась практически на мотоциклетных оборотах – коленвал Honda Civic раскручивался до 8 тыс. оборотов в минуту. Позже на Honda S2000 появилась бензиновая «четверка» объемом 2,0 л с высокой степенью сжатия, которая выдавала 250 л.с. (125 л.с. на 1 л объема). В российском автопроме рекордсменом по удельной мощности является двигатель АвтоВАЗа под индексом 21127, которым комплектуется Lada Vesta (1,6 л, 106 лошадиных сил).

Представитель НАМИ, в свою очередь, пояснил, что все эти факторы, повышающие отдачу мотора, имеют второстепенное значение. «Быстроходность двигателя ограничивает процесс газообмена, для улучшения которого стремятся увеличить число цилиндров, уменьшить отношение хода поршня к диаметру цилиндра, увеличить количество клапанов на цилиндр, повысить пропускную способность выпускной и особенно впускной системы», — уточнил Теренченко.

Автопроизводители и дальше продолжили бы совершенствовать атмосферные моторы, если бы не жесткие экологические нормы, ограничивающие уровень выбросов СО2 в атмосферу. Одним из самых популярных способов для выполнения требований, помимо сокращения веса автомобилей, является уменьшение рабочего объема двигателей. «При уменьшении рабочего объема пропорционально снижается его мощность и, соответственно, ухудшаются ездовые качества автомобиля. Чтобы избежать этого, крутящий момент и мощность двигателя восстанавливают до уровня двигателя большего литража за счет применения турбонаддува», — объяснил кандидат технических наук, добавив, что в обычном режиме такой мотор работает, как малообъемный «атмосферник».

При этом повышение предельных оборотов мотора также позволяет восстановить мощность, однако крутящий момент в этом случае будет низким. Именно по этой причине форсирование двигателя за счет применения турбонаддува более эффективно, чем повышение быстроходности силового агрегата.

При этом, пояснил представитель НАМИ, нет прямой зависимости между форсировкой двигателя при помощи турбины и его надежностью – все зависит от условий эксплуатации. У атмосферных двигателей обратная ситуация: долговечность мотора во многом связана с его литровой мощностью. «С увеличением оборотов и, соответственно, литровой мощности, растут инерционные нагрузки, трение и износ основных деталей, поэтому надежность снижается», — рассказал Алексей Теренченко.

Например, срок службы атмосферного двигателя Формулы-1 равен 1 тыс. км, в то время как на массовых автомобилях эта цифра в среднем составляет 150 тыс. километров. НАМИ также работает над повышением удельной мощности двигателей. По прогнозам разработчиков, реально добиться цифр порядка 125-135 л.с. на 1 л объема за счет применения разных комбинаций новых и традиционных технологий. В том числе, регулируемого клапанного привода, регулируемой степени сжатия, непосредственного впрыска топлива в цилиндры, турбонаддува, гибридизации и электрификации силового агрегата. В моторе будущего флагмана проекта «Кортеж» также предусмотрен целый ряд технических инноваций, но едва ли он будет атмосферным.

Атмосферный двигатель или турбированный: основные характеристики и отличия

Особенности и отличия

Чем особенен атмосферный двигатель?

По сути, это классический мотор, который устанавливается на большинстве современных автомобилей (уже на первой машине стоял такой вид мотора).

Его название объясняется тем, что для создания топливной смеси необходим воздух. При движении поршня в нижнюю точку происходит его затягивание через карбюратор (ресивер инжектора) и смешивание с топливом (соляркой, бензином).

Чем особенен турбированный мотор?

Это модернизированный вид ДВС, в конструкции которого есть специальная турбина. Ее задача – закачать дополнительный объем воздуха к цилиндрам для увеличения мощности двигателя (в среднем прирост составляет 10-15%).

Таким образом, основное отличие атмосферного двигателя от турбированного для покупателя – это мощность и конструкция.

К примеру, при объеме 1.5 литра мощность первого будет 75 лошадиных сил. При этом турбированный мотор (при таком же объеме) будет иметь уже 100 лошадиных сил.

Для полноты картины упомянем и третий вид двигателя – форсированный.

И снова-таки это привычный ДВС, но отличающийся более сложной конструкцией.

Для его разработки часто применяются более дорогие материалы и современные конструкции, призванные повысить мощность до максимального уровня. При этом форсированные моторы могут быть с турбиной или без нее.


О расходе топлива

Если вы внимательно прочитали о плюсах и минусах обоих моторов (атмосферного и турбированного), то вас удивило то, что мы ничего не рассказали о расходе топлива. На этом вопросе стоит остановиться несколько подробнее. Попробуем разобраться, какой мотор является более экономичным.

Рекомендуем: Поршень двигателя: функции,конструкция,типы,фото,видео

Сначала сравним два двигателя с одинаковым объемом (например, 1,4 литра). Атмосферный мотор будет расходовать в среднем около 6÷7 л на 100 км пробега, а трубированному потребуется уже 8÷9 литров. Однако при этом он развивает мощность в 1,5 раза большую, чем атмосферный. Вывод: при одинаковом рабочем объеме «атмосферник» значительно экономичнее (ведь он не только «ест» меньше топлива, но и использует более дешевый бензин), однако значительно уступает турбированному по мощности.

Теперь проведем сравнение расхода топлива у моторов с одинаковой мощностью (например, около 140÷150 лс). Столько «лошадок» под капотом обычно имеет атмосферный мотор объемом 2,0 литра или турбированный двигатель объемом 1,4 литра. В городском цикле расход у обычного двигателя составит около 12÷14 литров на 100 км, у турбированного – все те же 8÷9 литров. Вывод: даже учитывая меньшую стоимость бензина, необходимого для нормальной эксплуатации атмосферного двигателя, мотор с турбо наддувом значительно экономичнее.

Читать еще:  Электрический двигатель схема устройства

Преимущества

Теперь рассмотрим основные положительные черты каждого из видов двигателей.

Атмосферный мотор

Атмосферный мотор имеет следующие плюсы:

  • Большой ресурс.

За все годы применения атмосферный тип двигателей показал себя в отношении трудоспособности и выносливости только с лучшей стороны.

При этом не имеет значения, какое топливо является основным – бензин или солярка. Есть моторы, которые спокойно проезжают по 400-500 тысяч километров без серьезного вмешательства.

Истории известны и такие экземпляры а, когда кузов полностью выгнивал, а мотор еще долго дохаживал на другом автомобиле.

  • Простота в эксплуатации и надежность.

Все мы знаем, что чем проще аппарат, тем он надежнее. Здесь «золотая середина» идеально соблюдена.

Особый плюс, которым обладает атмосферный двигатель — способность справляться даже с бензином очень низкого качества.

Здесь более подробно можно узнать про автомобильное топливо и его стандарты.

Конечно, не исключены определенные сбои, но на общую функциональность и ресурс это сказывается незначительно.

Если же и потребуется ремонт, то затраты на него будут минимальными.

  • Ремонтопригодность.

Обусловлена простотой конструкции, о которой мы уже упоминали. Атмосферный мотор при необходимости можно перебрать до последнего винтика и собрать все обратно.

Следовательно, в сравнении с турбированным двигателем ремонт обходится намного дешевле.

Турбированный мотор

Турбированный мотор имеет следующие преимущества:

  • более высокую мощность и крутящий момент, если сравнивать с обычным ДВС при аналогичном объеме двигателя. В итоге автолюбитель может наслаждаться много лучшей динамикой в движении;
  • данный вид мотора менее вреден для окружающей среды, ведь за счет дополнительного наддува воздуха поступающая топливная смесь сгорает практически без остатка;
  • меньшую шумность (атмосферный мотор этим не может похвастаться).

Атмосферный двигатель или турбированный

И так, атмосферный или турбированный двигатель. Если взять изначально их различие, то конструктивно двигателя не отличаются. Различие состоит лишь в том, что в систему впуска добавляется усиленный поток воздуха и соответственно меняется подача топлива в сторону его увеличения.

На атмосферный двигатель можно установить систему наддува, то есть турбину, усиливающую поступающий воздушный поток в систему впуска, подкорректируем подачу топлива, вот вам и турбированный двигатель.

Разберем глубже что такое атмосферный и турбированный.

Атмосферный двигатель

Что значит атмосферный? Как уже было сказано выше, атмосферный двигатель не имеет систему нагнетания воздуха в систему впуска.

Воздух засасывается естественным образом, поршни на впуске засасывают воздух, создавая отрицательное давление в фазе впуска. В этом цикле вместе с воздухом засасывается и топливо, образуя топливную смесь, необходимую для того или иного режима работы мотора.

Для хорошей продувки, так называют хорошую наполняемость рабочей смесью и отводом отработавших газов, на современных атмосферных моторах устанавливают по четыре клапана на цилиндр. Два на впуск и два на выпуск.

Рекомендуем: Термостат: принцип работы,виды,устройство,фото,видео.

В этом случае обеспечивается максимальная эффективность мотора, относительно его объема цилиндров и соответственно максимальная мощность.

Плюсы атмосферного двигателя:

  • повышенный ресурс;
  • простота конструкции;
  • потребление низкооктановых марок топлива;
  • меньший расход масла;
  • больший пробег до замены масла;
  • прогрев двигателя быстрее.

Минусы атмосферного двигателя:

  • меньшая мощность;
  • расход топлива высокий;
  • менее экологичный.

Турбированный двигатель

Как было сказано выше, это атмосферный мотор с установленной на него турбиной. Примерно так можно представить турбированный двигатель. Но установкой турбины просто не обойдешься.

Турбина работает от движения выхлопных газов, раскручивая вал с крыльчаткой до бешеных оборотов. На другом конце вала турбины находится крыльчатка, так называемого компрессора, которая подает воздух под давлением во впускной коллектор.

Компрессор нагнетает воздух, его поступает в цилиндры гораздо больше чем в атмосферном моторе. За счет этого появляется возможность создавать готовой горючей смеси в несколько раз больше за один такт впуска. В турбированном конечно при сгорании этой смеси и энергии выделяется больше, результат — резкое повышение мощности.

Коленвал, распредвалы, шатуны, поршни, клапана в турбированном остаются такими же как на атмосферном моторе.

Чтобы турбированный двигатель работал стабильно и долго, требуется много доработок и усовершенствований, связанных со смазкой турбины и охлаждением подаваемого воздуха.

Турбированные двигатели более оборотистые, более мощные, работают при боле высоких температурных режимах.

Кроме турбины, турбированный движок дополняется дополнительным радиатором (интеркулер), который служит для охлаждения воздуха, поступающего в систему впуска.

Интеркуллер необходим для того, чтобы смесь не поступала в цилиндры сильно разогретой, чтобы спасти его от детонации и перегрева.

Плюсы турбированного двигателя:

  • увеличенная мощность;
  • уменьшенные размеры и вес;
  • уменьшенный совакупный расход топлива.

Минусы турбированного двигателя:

  • уменьшенный ресурс;
  • требует качественное масло;
  • требует качественное топливо;
  • увеличенный расход масла;
  • плохой прогрев;
  • потребность чаще менять масло.

Как турбировать атмосферный двигатель

И напоследок давайте рассмотрим, как турбировать атмосферный двигатель.

Если раньше за такую работу никто не брался, то сегодня некоторые квалифицированные автосервисы способны сделать из обычного мотора настоящего «зверя».

Единственное, что нужно помнить – данная работа выльется владельцу в серьезные затраты на покупку дополнительных материалов и их установку.

В частности, необходимо дополнительно смонтировать интеркулер, турбину, дополнительный блок-перехватчик и так далее. Но и это еще не все.

Чтобы получить турбированный мотор, существенная оптимизация должна быть внесена в топливную систему – придется установить более мощный бензонасос, усилить поршневую группу, потратиться на форсунки с большей пропускной способностью и так далее.

Таким образом, получиться своеобразный тюнинг двигателя и в случае переделки последнего необходимо несколько раз пересчитать затраты, чтобы убедиться в актуальности такого мероприятия.

Турбированный двигатель

Далее, хочу поговорить про турбированые двигатели. Хотя столько уже рассказано про них!

По сути это обычный атмосферник, с установленной турбиной, которая нагнетает давление в цилиндры (у атмосферного двигателя воздух как бы сам заходит). Таким образом, в камеры сгорания поступает больше воздуха и сжатого под давлением, что позволяет топливу лучше сгорать, что значительно повышает мощность и крутящий момент.

Плюсы

1) Мощнее. Как уже писал выше, при меньшем объеме достигает больше мощность за счет нагнетаемого под давлением воздуха.

2) Меньше расход топлива (относительно лошадиных сил).

3) Имеет меньший вес и размеры, чем обычные. А это может благотворно сказаться на расходе и компактности расположения силового агрегата.

4) Могут быть трех и даже двух цилиндровые и очень компактные, особенно сейчас в век экономии топлива. Причем мощности будет достаточно, на уровне 4 цилиндровых атмосферных вариантах.

Конечно, плюсов немало, основные это меньший расход топлива и большая мощность. Но минусов, как мне кажется, намного больше.

Минусы

1) Опять все тот же расход топлива. Ребята, если смотреть со стороны объема двигателя, а не со стороны лошадиных сил, то обычный атмосферник 1,4 литра, будет расходовать меньше, чем турбированый 1,4 литра, но будет намного слабее. Турбированный же будет превосходить по мощности атмосферный.

2) Более чувствителен к качеству топлива. Если будете лить «дешевый» 92 бензин на сомнительных заправках, турбина быстро умрет.

3) Качество масла. Нельзя лить минералку и полусинтетику! Для турбированых вариантов нужно свое синтетическое масло, причем производители вас жестко ограничивают, то есть шаг вправо, шаг влево! А это масло недешевое, иногда дороже на 30 – 40 %

4) Ресурс турбины небольшой, около 120 000 километров, а дальше потребуется замена, даже при надлежащем уходе! Причем замена обходится очень недешево!

5) Плохо греется зимой. Необходимо потратить больше времени на прогев.

Читать еще:  Slrr двигатель не заводиться

6) Замена масла. Менять масло нужно через 10 000 километров, а не через 15 – 20000 как на обычных атмосферных двигателях.

ИТОГ

Таким образом, можно сделать вывод, что положительных моментов и недостатков хватает и там и там. Но нужно запомнить, что турбированный двигатель потребует от вас более тщательной заботы, он хоть и мощнее, но обходится в обслуживании дороже, за счет частой замены специального масла, использования качественного бензина и недолгого ресурса самой турбины. Атмосферный наоборот — проигрывает по мощности, но экономичнее в использовании — масло дешевле, да и менять его надо реже, отсутствует турбина, а заменить запчасти можно на «неродные» и не у диллера. У меня есть друг, который раньше занимался перегоном автомобилей из Германии. И как вы наверное поняли это б/у машины именно с турбироваными вариантами двигателей. Так вот, по его словам — атмосферный двигатель обходится в эксплуатации в 3 раза дешевле, он даже статистику небольшую вел. Вопрос в другом – многим хочется немецкий автомобиль именно с турбированным двигателем, из Европы и все тут! Ну ребята, за Mercedes и BMW и платить нужно соответственно.

Сейчас небольшое видео.

Голосование, как вы считаете что лучше турбо или обычный атмо?

А на этом у меня все! Читайте наш АВТОБЛОГ. Мы плохого не посоветуем.

Атмосферный двигатель. Описание, технические характеристики

Двигатель для автомобиля — это все равно что сердце для живого существа. Благодаря ему поддерживается вся работа. И если с неисправностями некоторых деталей он способен ездить, то с испорченным мотором лучше не рисковать. Двигатели внутреннего сгорания можно подразделить на следующие группы: атмосферные, турбированные и компрессорные. В статье подробно рассматривается первый тип и его отличия от других.

Что значит атмосферный двигатель? Виды

Это наиболее распространенный тип мотора, который используют в автомобильном производстве. Воздух в него попадает естественно, обеспечивая необходимое давление в цилиндрах. Атмосферный двигатель бывает по виду топлива бензиновым, дизельным и газовым.

Бензиновые моторы, функционирующие на жидком топливе, имеют принудительное зажигание. Перед подачей в цилиндры оно смешивается с воздухом инжектором или карбюратором.

Дизельные двигатели воспламеняются от сжатия из-за высоких показателей давления и температуры. Топливо подается через форсунку, а смешивание производится непосредственно в цилиндре.

Если предыдущие два варианта выпускаются серийно, то газовый вид переделывается в автосалонах по тюнингу. Такого рода моторы работают на метане или пропанбутановой смеси. Здесь топливо перемешивается с воздухом перед попаданием в цилиндры. Работа газовых двигателей практически идентична бензиновым.

Принцип работы

Автомобиль работает за счет воздухо-топливной смеси, которая подается в цилиндры и принудительно воспламеняется искрой (в бензиновом и газовом видах). Энергия выделяется как при микровзрыве — и транспортное средство приводится в движение, продолжающееся благодаря постоянному давлению в цилиндрах и постоянной подаче топлива.

Даже при малых оборотах этот двигатель внутреннего сгорания будет иметь ту мощность, которая необходима, и будет способен быстро набирать большую.

Отличия от турбированного

И атмосферный, и турбированный моторы относятся к ДВС. Но первый тип известен уже давно, на протяжении всего времени его механизм был доведен до оптимального уровня.

В турбированный двигатель внутреннего сгорания добавлена турбина, которая закачивает воздух под давлением в цилиндры, увеличивая тем самым мощность агрегата. Например, одни и те же 140 лошадиных сил будут у атмосферника, объем которого составляет 1,8 литра, и турбированного двигателя объемом 1,3 литра.

Компрессорный вид представляет собой более сложную конструкцию, которая часто предназначается для гоночных авто, где могут использоваться дорогостоящие материалы и механизмы для достижения наибольшей мощности. Этот мотор долговечным назвать сложно, так как он постоянно работает на пределе возможностей. Другим его недостатком является то, что этот двигатель внутреннего сгорания хорошо себя проявляет лишь на больших агрегатах. Поэтому об экономии с ним можно забыть.

Преимущества и недостатки

Рассматриваемый мотор обладает рядом очевидных достоинств.

  1. Длительный срок службы: он еще долго не изнашивается, тогда как при таком же километраже другие виды уже следует менять.
  2. Легкость и безотказность механизма: в отличие от турбированного, для атмосферного мотора можно использовать любое масло. То же касается и топлива — он менее привередлив по сравнению с турбонаддувом.
  3. Может быть подвергнут многократному ремонту, даже своими руками.
  4. Наверное, главным достоинством в нем является сохранение со временем мощности. Он быстро раскручивается до высоких оборотов, реагируя даже на небольшое нажатие на педаль газа.

  • большая масса — своей тяжестью и объемом он существенно уступает турбированному агрегату;
  • плохая поддержка мощности — атмосферники не способны в условиях разряженного воздуха сохранять необходимую мощность;
  • значительно меньшая динамика, если сравнивать с той, что выдает турбодвигатель;
  • производство выхлопных газов, которые сильно загрязняют окружающую среду.

Охлаждение

Иногда в жаркую погоду атмосферный двигатель может перегреться. Чтобы этому противостоять, советуют установить интеркулер, который будет охлаждать воздух. При работе в него поступает не только горячий, но и холодный воздух, благодаря которому из-за большего содержания кислорода топливо сгорает лучше и экономнее.

Небольшой размер интеркулера позволяет ему быть установленным даже на атмосферный двигатель ВАЗ.

Многие владельцы авто с таким устройством отмечали, помимо снижения температуры и уменьшения расхода топлива, увеличение мощности мотора до двадцати пяти процентов. Для этого, впрочем, существуют специальные способы.

Тюнинг

Часто, поездив немного, водителям начинает не хватать имеющейся мощности автомобиля. Одним из вариантов для решения этой проблемы служит турбина на атмосферный двигатель. Однако установить ее не так-то просто. Необходимо произвести точные замеры объема входящего воздуха и скорости его подачи в мотор. Турбина будет влиять на всю систему машины, поэтому здесь исключительное значение имеет профессионализм автослесаря.

Кроме того, на некоторые силовые агрегаты турбокомпрессоры не устанавливаются. Тогда используется турбина с постоянным ременным приводом.

Другой способ увеличения мощности заключается в ряде осуществления следующих переделок:

  • увеличения объема цилиндров;
  • применения патрубка;
  • замене клапана стандартного типа и кулачкового вала;
  • установке усовершенствованных воздушных фильтров;
  • увеличении мощности насоса;
  • уменьшения сопротивления ГРС.

Мотор при этом увеличит свою мощность до сорока процентов.

Еще одним методом в этом служит чип-тюнинг атмосферного двигателя. При этом происходит его перепрошивка компьютерными программами. Мощность здесь может возрасти на пятнадцать процентов. Но противники процедуры говорят о том, что в этом случае есть риск загубить мотор. Те, кто выступают в поддержку чип-тюнинга, утверждают, что качественно проведенная операция даже улучшит состояние силового агрегата.

Делать или нет тюнинг, каждый решает для себя сам. Ясно одно: при правильной эксплуатации атмосферный двигатель будет служить верой и правдой дольше, чем другие виды.

Все про атмосферный двигатель

Принцип работы атмосферного ДВС

Работа двигателя внутреннего сгорания основана на эффективном смесеобразовании и горении, следствие чего образуется механическая энергия в виде крутящего момента, передаваемого на колеса.

Топливно-воздушная смесь представляет собой смесь бензина или дизеля и воздуха. Эталонным соотношением является 1:14,7, то есть на 1 литр топлива приходится 14,7 килограмм воздуха.

Принцип работы атмосферного двигателя: воздух, поступающий во впускной коллектор, затягивается в цилиндры, а роль насоса играет поршень. Благодаря достаточной компрессии поршень при движении вниз всасывает воздух в требуемом количестве.

Принцип работы

Понятие «атмосферный» говорит о том, что при горении топлива в цилиндрах принимает участие атмосферное давление. Атмосферники громоздкие и тяжёлые, поэтому конструкторы со временем нашли способ усовершенствовать их за счёт компрессоров или турбин. Тем не менее эти двигатели по-прежнему востребованы. Они устанавливаются на авто любого класса, но чаще всего на бюджетные легковые автомобили.

Читать еще:  Что самое главное в двигатели

Будет также интересно: Значок «чек» на панели приборов авто: что это означает

Двигатель работает за счёт энергии, вырабатываемой при воспламенении смеси топлива с воздухом, профильтрованным через воздушный фильтр. Эта энергия взрыва толкает поршень вниз, заставляя коленчатый вал вращаться. Вращательные движения коленвала передаются через муфту сцепления и систему трансмиссии на вращение колёс.

Агрегат работает повторяющимися одинаковыми циклами, каждый из которых состоит из четырёх тактов:

  1. Впуск воздушно-топливной смеси.
  2. Сжатие.
  3. Воспламенение.
  4. Выпуск отработанных газов.

Во время такта впуска выпускной клапан закрыт, а впускной открыт. Смесь топлива с воздухом при этом всасывается через впускной клапан в цилиндр.

С завершением хода поршня вниз впускной такт заканчивается. Горючее с воздухом втягивается в цилиндр, начинает всё больше сжиматься при подъёме поршня вверх.

Когда поршень закончит свой ход вверх, через свечу зажигания проходит электрический ток, вызывая в нём искровой разряд, немедленно взрывающий горючую смесь. Энергия взрыва опускает поршень, заставляя коленчатый вал вращаться. Эта и есть та сила, которая вращает колёса.

При завершении хода поршня вниз открывается выпускной клапан. Так как поршень начинает опять идти вверх, отработанный газ выталкивается из цилиндра через выпускной клапан. Коленчатый вал приводится во вращение дважды, пока поршень проходит через все 4 такта.

Непрерывная работа двигателя образуется постоянным повторением этих тактов — вот что значит атмосферный двигатель.


Конструктивные особенности атмосферного двигателя

Атмосферный дизельный или бензиновый двигатель, в силу невозможности затягивать больше воздуха, имеет слишком ограниченный порог увеличения мощности. Из-за того, что крутящий момент достигается ближе к максимальным оборотам, а диапазон момента слишком короток, это создает дискомфорт при движении в виде недостаточной тяги на малых и средних оборотах.

Автомобильные инженеры нашли выход благодаря следующим изобретениям:

Непосредственный впрыск

Топливо подается непосредственно в цилиндры под давлением 3 атмосферы. Смешивание воздуха и топлива происходит в цилиндре, что дает и топливную экономичность и прирост в мощности.

Фазовращатель

Чтобы крутящий момент смещался по ходу роста оборотов двигателя, были внедрены фазовращатели. Принцип работы состоит в следующем: при повышении оборотов коленвала возрастает давление в масляной системе, а под давлением масло давит на шестерни фазовращателя, смещая фазу.

Как итог – диапазон крутящего момента становится шире, а разгон – без провалов.

Впускной коллектор с изменяемой геометрией

Принцип работы заключается в изменении геометрии впускных каналов, а именно – их длины. Для малых оборотов воздух движется по длинной траектории, а в режиме средних и максимальных оборотов – по короткой.

Подобная конструкция позволяет достигать максимального крутящего момента с малых оборотов, обеспечивая плавное изменение момента.

Устройство атмосферника

Как устроен двигатель, можно рассмотреть на примере четырёхтактного атмосферного. По функциям детали мотора разделяются примерно на 4 группы:

  1. Для обеспечения впуска и воспламенения топливно-воздушных смесей. К этой группе относятся головка блока цилиндров и клапанный механизм.
  2. Детали для обеспечения сжатия воздушно топливной смеси. Эта группа состоит из поршней, поршневых колец, блока цилиндра, клапана.
  3. Для передачи энергии мотора. В группе находятся шатуны, коленчатый вал, подшипники и маховики, их можно купить здесь: /uzp.net.ua/ru/podshypnyky/.
  4. Детали для выработки искровых вспышек. Группу наполняют свечи зажигания и распределители.

Будет также интересно: Почему троит двигатель, что это значит и как найти причину

Взаимодействие этих деталей мотора обеспечивает главное вращение колёс.

Головка блока цилиндров

Это главная часть двигателя, расположенная непосредственно над блоком цилиндров. Она постоянно подвергается действию сгорающих газов, имеющих высокую температуру и давление. Деталь делают из листового железа или из сплава алюминия с высокопрочными и высокотемпературными добавками.

Основание головки блока цилиндра углублено, образует вместе с поршнем и цилиндром камеру сгорания. Коэффициент полезного действия двигателя сильно зависит от формы камеры сгорания, а также от расположения клапанов и свечей зажигания.

Клапаны и сопутствующие детали

Современные четырёхтактные двигатели имеют 4 клапана для каждого цилиндра: 2 впускных и 2 выпускных. Для обеспечения эффективного впуска впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной. Они изготавливаются из высокотемпературного никеля или хромированной стали.

Каждый клапан имеет сопутствующие детали: седло и пружина, которая является спиральной и создаёт тесный контакт с седлом, предотвращая утечку газа. Обычно в двигателях используется одна пружина, но в некоторых видах устанавливают по 2 штуки для каждого клапана.

Когда клапан закрыт, седло находится в плотном контакте с его поверхностью, чтобы обеспечить непроницаемость камеры сгорания.

Блок цилиндров образует каркас двигателя. Совместно с поршнями блок цилиндров играет важную роль в обеспечении преодоления давления сжатия и сгорания. Для минимизации износа деталей и утечек газа внутренняя поверхность каждого цилиндра отделена под высокое давление хромированием.

Отверстие цилиндра делается круговым. Однако верхняя часть цилиндра и поршня благодаря высокому давлению и температуре страдает от износа. Позже зазор между поршневыми кольцами и цилиндром увеличивается, приводя к потерям сжатия.

Поршень мотора

Деталь двигается в цилиндре вверх и вниз под действием давления, образующего взрывами топливно-воздушной смеси. При этом поршень через поршневой палец и шатун вращает коленчатый вал. Сечение поршня не является правильным кругом: диаметр в направлении поршневого пальца делается немного меньше для утечки теплового расширения.

Будет также интересно: Как выбирать смазку для суппортов и направляющих

Головка поршня становится гораздо горячее и расширяется больше, чем юбка. Для компенсации разницы в тепловом расширении диаметр поршня вверху сделан меньше, чем внизу. Кольца препятствуют утечкам под давлением сжатия смеси через зазор между цилиндром и поршнем. Обычно каждый поршень имеет 3 кольца.

Шатун агрегата

Он связывает поршень с коленчатым валом так, что вертикальное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленвала. Поскольку шатун подвержен непрерывно действующим силам сжатия и растяжения, он должен быть довольно прочным и хорошо закреплённым, чтобы выдерживать эти нагрузки.

Коленчатый вал

Эта деталь преобразует через шатун прямолинейное движение каждого поршня во вращательное движение. Он состоит из шатунных шеек, которые передают силу поршней и валу, коленных шеек, регулирующих вращение вала и балансировочных грузов, обеспечивающих хорошее, сбалансированное вращение вала.

Коленвал вращается с большой скоростью, подвергаясь сильным нагрузкам от поршней, поэтому он должен быть довольно прочным и закреплённым, а также хорошо сбалансированным как статически, так и динамически.

Достоинства и недостатки атмосферного двигателя

  • простая конструкция, если сравнивать с турбированным,
  • невысокая стоимость обслуживания и ремонта,
  • возможность самостоятельного ремонта,
  • относительная неприхотливость к качеству топлива,
  • ресурс двигателя от 250 000 км в силу низкой форсировки.
  • большой расход топлива,
  • ограничение по повышению мощности без потери эластичности мотора и его ресурса,
  • низкий КПД,
  • внедрение сложных узлов для «выравнивания» полки крутящего момента, что сказывается на дальнейшей стоимости в обслуживании и ремонте негативно.

Выводы

Бензиновый и дизельный атмосферный двигатель – идеальный агрегат с точки зрения надежности и ресурса. В силу отсутствия сложной конструктивной начинки его можно самостоятельно ремонтировать и обслуживать. Не составляет труда подружить такой мотор с газом для экономии на расходе топлива.

Однако атмосферник слишком ограничен в возможностях повышения мощности без вреда системе и комфорту передвижения. Также повышение мощности в его случае прямо пропорционально увеличению расхода топлива. По этим причинам в новых автомобилях все больше внедряется турбина.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector