Sw-motors.ru

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

Что такое бензин, виды бензина и расшифровка АИ

Что такое бензин, виды бензина и расшифровка АИ

Бензин – самый популярный тип топлива для транспортных средств. Существует распространенное ошибочное мнение о том, что это вещество с четкой структурой. Это не так – материал состоит из смеси углеводородов, определяющих как название, так и молекулярный состав. На выходе получаются разные физические и химические свойства, определяющие совместимость с конкретными моделями авто и сферами применения.

При заправке владелец транспортного средства или спецтехники, оснащенной бензиновым двигателем внутреннего сгорания, должен четко придерживаться требований производителя о совместимости. Правильно подобранные автомобильные бензины способствуют продлению эксплуатационного срока мотора, доводя пробег до значения, установленного техническим паспортом.

Применение

Бензин – топливо, используемое для приведения в работу двигателя внутреннего сгорания путем поджигания в камере сгорания. Некоторые разновидности ориентированы исключительно на заправку транспортных средств. Нефтеперерабатывающие компании предлагают на выбор разные марки топлива, отличающиеся преимущественно по октановому числу, присутствию, и, соответственно, типу, процентному соотношению присадок из общей массы. Существуют отдельные виды бензинов, предназначенных для зимней и летней эксплуатации. Отличительная особенность первой категории – добавление веществ, предотвращающих замерзание и загустевание, способное нарушить нормальную работу насоса высокого давления, магистралей.

Для заправки летательных средств разработаны отдельные категории продукции. Также выпускают бензин, используемый в химической промышленности, включая производство этилена, парафина. В качестве добавки горючее применяется в процессе производства:

  • лака;
  • краски;
  • мастики;
  • растворителя;
  • клеевого состава для резины;
  • защитного состава, способного создавать прочную поверхностную пленку;
  • конденсаторов.

Марки топлива

Для выполнения функции топлива для двигателей внутреннего сгорания бензин должен соответствовать ряду требований, к примеру:

  • образовывать минимальное количество нагара;
  • испаряться;
  • гореть (впрочем, это и так понятно);
  • проявлять окислительную активность;
  • быть склонным к детонации.

Чтобы получить топливо, соответствующее регламентированному качеству, производители добавляют ряд активных компонентов в определенных пропорциях. Это нужно, чтобы использовать свойства с повышенной эффективностью, но не в ущерб конструкции двигателя. Основными показателями продукта являются устойчивость к детонации и фракционный состав.

В маркировке присутствует буква «А», указывающая на сферу применения (для автомобилей), дополненная октановым числом. Определение последнего происходит посредством моторного или исследовательского метода. Жители северо-восточных и северных населенных пунктов пользуются строго зимними бензинами, в то время как остальные регионы параллельно получают летние марки.

Вследствие ужесточения требований экологической безопасности, начиная с 2003 года российские производители не выпускают топливо на основе этилового спирта. Подобная практика давно распространена на территории Европейского Союза.

Перед получением конечной продукции происходит переработка сырой нефти. Полученный товар проверяют на предмет соответствия требованиям ГОСТ 2084-77. Альтернативный нормативный акт – ГОСТ 51105-97. Его отличительная особенность заключается в повышенных требованиях к качеству и уровню экологической безопасности, но здесь маркировка дополнена несколько иной терминологией.

Начать рассмотрение того, какой бензин есть, следует с марки Нормаль 80. Этот продукт ориентирован на эксплуатацию в грузовом автомобильном транспорте. Продукт отличается рядом особенностей.

  1. В одну литру горючего добавляют Агидон-1 – присадку, предотвращающую окисление притирающихся элементов внутри двигателя.
  2. В составе отсутствует монометиланилин – химическое вещество, способное ускорить развитие опухолевых процессов в человеческом организме, параллельно причиняя вряд природе.
  3. Для определения точного октанового числа используется исследовательский метод.
  4. В составе отсутствуют тяжелые металлы, включая свинец.

Показатель серы составляет 8,2 миллиграмма на килограмм отработанных газов. Постепенное снижение рассматриваемого показателя стало причиной увеличения длительности срока эксплуатации двигателей, поскольку внутренние элементы не покрываются нагаром. Большой пробег – главное требование к грузовому транспорту, выполняющему магистральные грузоперевозки.

Регулярный, АИ-92

Эту марку топлива рекомендуется использовать владельцам инжекторных и карбюраторных автомобилей. Продукт отличается:

  • отсутствием вредных присадок, уменьшающих эксплуатационный срок топливной системы;
  • стандартизацией по строгому классу экологичности (К5);
  • широким разбросом температур кипения (+32. +200 градусов Цельсия).

Как и в бензине 80-й марки, здесь также отсутствует монометиланилин. В разное время года доступны специальные виды топлива на АЗС – летние и зимние. Отличительной особенностью последней категории является увеличенная концентрация углеводородов низкокипящего типа. Помимо заправки авто, продукт можно использовать в процессе производства парафина и растворителя для выведения жирных пятен из ткани.

Бензин 95-й марки

95 – это бензин с увеличенным октановым числом, изготовленным на основе бензина, добытого в процессе каталитического крекинга, дистиллятного сырья и различных добавок – газового бензина, ароматических присадок. Конечный продукт полностью лишен токсичного тетраэтилсвинца, концентрация аренов и серы сведена к минимуму. Продукт разработан в строгом соответствии с требованиями действующих стандартов качества. В структуре присутствуют присадки, предотвращающие чрезмерную детонацию внутри двигателя.

Есть отдельная категория – Экстра АИ-95. За основу взят 95 бензин, из массовой доли которой удалили до 30% свинца. Повышение эффективности сгорания стало возможным благодаря добавлению компонентов, обогащенных кислородом. Результат – равномерность распределения детонационного усилия на поршень при сгорании, облегчение запуска мотора с параллельным снижением износа, экономичность расхода. Рассматриваемая категория подходит для заправки авто зарубежного производства.

АИ-98 Супер

Основным компонентом, повышающим октановое число, выступает МТБЭ – метил-трет-бутиловый эфир. Компонент обеспечивает полноту сгорания внутри двигателя, параллельно выводит нагар и иные виды отложений с мотора.

Химический состав продукции разработан с учетом экологических требований стандартов Евро-3, Евро-4 и Евро-5. В структуре нет метанола, олефиновых углеводородов и металлических присадок. Техническим регламентом допускается использование изопентана, изооктана и толуола.

Нестандартные марки топлива

Есть такие виды бензина, которые можно встретить в порядке исключения, либо не встретить в принципе. Подробнее о таких категориях далее.

  1. Бензин 72 марки. Снят с производства, использовался для моторов, степень сжатия в которых не превышала 7,0.
  2. 93 бензин. Это старое обозначение, потерявшее актуальность после вступления в силу ГОСТ Р 54283–2010. Многие задаются вопросом, услышав о аи 93, что за бензин. Это усредненный вариант для старых авто зарубежного и отечественного (в том числе советского) происхождения. Если в инструкции по эксплуатации прямо написано, что нужно заправлять 93-ю марку, можно пользоваться 92-й. При возникновении характерной детонации необходимо перевести угол опережения зажигания в более позднее положение и переходить на 95-й.
  3. 97 бензин. Продукт, разработанный по аналогии с предыдущим представителем, который также потерял актуальность из-за изменения ГОСТа. Подбор аналогов ведется между 95-й и 98-й маркой.
  4. Бензин 102. Топливо, используемое в спортивных автомобилях, базирующихся на основе высокофорсированных двигателей.
  5. Бензин 105. Спортивное топливо для двигателей с очень высокой степенью сжатия. Главными, если не единственными потребителями, выступают турбированные двигатели.
  6. Бензин 109. Неэтилированное спортивное горючее, отличительная особенность которого заключается в значительно большей концентрации кислородосодержащих веществ. Используется для двигателей мощностью от 1000 лошадиных сил.

Что означает в бензине АИ (расшифровка)

Пожалуй, главный вопрос, который задают начинающие (а в некоторых случаях и не совсем начинающие) водители – что такое АИ в бензине. Не нужно полагать, что АИ бензин – это специальное топливо для ограниченного круга потребителей. Все гораздо проще.

АИ бензин – это аббревиатура, первая буква которой указывает на применение (автомобильный – следовательно, для транспортных средств). Вторая буква из аббревиатуры устанавливает тип исследовательского метода, которым воспользовался производитель для определения октанового числа.

Принцип методики сводится к тестированию горючего на небольшой и средней нагрузке, которым свойственна температура подаваемого воздуха на уровне 52 градусов с углом опережения зажигания 13 градусов и переменной степенью сжатия. Проведение проверки осуществляется при частоте вращения коленвала 600 оборотов в минуту. Это более щадящий метод по сравнению с моторным, где воздух практически в три раза горячее, а частота вращения коленчатого вала – в полтора раза больше.

Примечательно, что экспортный аи 80 бензин, как и 92-я марка, не содержат в аббревиатуре «АИ». Но почему тогда она все-таки упомянута? Дело в том, что для определения октанового числа задействован исследовательский метод.

Специфика и технология производства

Разобравшись с тем, что такое бензин и какие марки продукции существуют, невозможно не упомянуть процесс изготовления. Для получения конечного продукта проводится перегонка с постоянной высокотемпературной обработкой, чтобы отделить горючие вещества от сырой нефти. Некоторые производители используют оборудование, выполняющее низкотемпературное воздействие. Как только заканчивается первичная обработка, необходимо ввести в состав специальные присадки, способствующие повышению качества продукции.

Читать еще:  Что такое тяга турбореактивного двигателя

Основным производственным сырьем для топлива является сырая нефть. Есть альтернативные варианты, предусматривающие переработку природного газа и угля, но их практического применения, как такового, нет. Причина – сложность технологии и повышенные расходы на изготовление.

Само изготовление бензина – довольно сложная процедура. Перед перегонкой сотрудники нефтеперерабатывающего комплекса берут из каждой партии небольшую пробу и отправляют в лабораторию. Здесь проводится оценка концентрации серы и солей в составе. Параллельно измеряют объем легких фракций.

Самым простым способом производства выступает атмосферно-вакуумная перекачка, после выполнения которой легкие фракции отлетают от сырья. На следующем этапе проводится очистка от серы и солей, способных уменьшить эксплуатационный период двигателя внутреннего сгорания, параллельно ухудшая экологию. Концентрация рассматриваемых веществ не является одинаковой на всех месторождениях. Российская нефть обогащена серой, поэтому рыночная стоимость оценивается даже меньше продукции, добываемой на территории Азербайджана.

После очистки все равно остается большое количество фракций, от которых надо избавиться. Проводится повторная перегонка с частичным каталитическим крекингом. Следующий этап – комплексный каталитический риформинг.

Когда сырье нагревают до температуры около 700 градусов Цельсия, молекулярные цепочки начинают разрываться, высвобождая вторичные продукты. Наиболее распространена высокотемпературная обработка, позволяющая получить до 70% полезного сырья из общей массы нефти. Низкотемпературная обработка позволяет получить 20% сырья, и то в лучшем случае.

После получения продукта происходит дополнительная обработка внутри газофракционирующего оборудования. Параллельно специалисты добавляют ряд компонентов, позволяющий придать бензину конечные свойства. Завершающим этапом является перекачка в цистерны для транспортировки готового топлива.

Высокооктановый бензин – это «разводилово»? В каких случаях его нельзя заливать, а в каких можно

На АЗС продают 98-е и даже 100-е бензины. Поедет ли машина после такой заправки лучше? И вообще, стоит ли переплачивать за высокооктановый бензин?

Самая распространенная ошибка – считать низкооктановые бензины чем-то второсортным. Ничего подобного – во все времена бензины 76-е, 80-е и 92-е бензины были и остаются нормальными кондиционными топливами. Просто они рассчитаны на двигатели с невысокой, по нынешним временам, степенью сжатия. А любой мотор всегда калибруют под определенный сорт бензина.

Сегодня самый популярный в РФ бензин – 95-й. А улучшится ли поведение машины, если залить в ее бак 98-й? Или новомодный 100-й? Для справки: на момент подготовки материала стоимость таких бензинов на московских АЗС «Нефтьмагистраль» и ВР составляла около 59 рублей за литр.

Что говорят нефтяники

Представители нефтяного бизнеса уже много лет синхронно кивают головами – забудьте про 95-й бензин, лейте только 98-й! Во все машины без исключения – и не просто 98-й, а с улучшенной моющей способностью. В противном случае нас, якобы, ждут детонации, разрушенные перемычки поршней и т.п. В далеких 70-х так пугали владельцев первых Жигулей, не желающих заправлять дорогой высокооктановый АИ-93 (по цене 10 копеек за литр). Но тут ситуация другая – нас отговаривают заливать бензин, рекомендованный автопроизводителем! Мол, отныне – только 98-й!

Это, извините, «разводилово». Если автопроизводитель пишет в инструкции к машине, что ей нужен АИ-95, то именно этот бензин и следует заливать в бак. Сказки про то, что у нас повсеместно продают бензины с заниженным октановым числом, обсуждать не будем. Впрочем, все, кто придерживается именно такой точки зрения, могут смело заливать в свои баки 98-й бензин. Хуже не станет.

Впрочем, если речь идет о захолустной заправке с подозрительно дешевым топливом, после знакомства с которой мотор явно «затупил», то очень может быть, что ситуацию спасет какой-то октан-корректор. В его роли как раз и могут выступить бензины с октановым числом 98 или 100, которые есть смысл долить в бак на первой же «нормальной» АЗС. Какого-либо расслоения бензинов, которым так любят пугать людей доморощенные блогеры, опасаться не стоит. Требования стандарта к плотности бензинов едины: она должна находиться в диапазоне 725 – 780 кг/м 3 при 15 °С. Ни один товарный бензин за эти пределы не выходит. Конечно, любой бензин состоит из нескольких сотен углеводородных соединений, однако взаимосвязь их процентного содержания с антидетонационной стойкостью действующими нормативами не оговаривается. На практике плотность высокооктанового бензина может быть чуть ниже, чем у низкооктанового, однако это величины одного порядка, а потому никакого расслоения при их смешивании, тем более в условиях вибрации, не будет.

Что говорят дилеры

В общем-то, ничего неожиданного. Основное назначение «сотых» бензинов – автомобили с высокофорсированными двигателями, требующие бензин с ОЧ не менее 98 (BMW 7 серии M760 Li xDrive, BMW M3, Mercedes Benz SL AMG, Porsche 911, Toyota GT86, Nissan GT-R и т.п.). Отметим, что в подобных бензинах увеличено содержание компонентов, препятствующих образованию отложений на впускных клапанах и в камере сгорания. Короче говоря, при заправке обычной Нивы 100-м бензином никакого прироста показателей владелец не увидит. Каждому мотору нужно не высокое октановое число, а оптимальное. Бензин лишь помогает конструктору мотора реализовать задуманное, но не более того.

Зачем их придумали?

Мощность мотору дает вовсе не бензин – это было бы слишком просто. Переход на высокооктановые топлива для автопроизводителя – это очередное проявление конкурентной борьбы в стремлении снизить расход топлива и выбросы вредных веществ без потери мощности двигателей. При этом производитель дает рекомендации по октановому числу топлив, допустимых к использованию на таких моторах. В высокотехнологичных современных моторах электронные блоки управления могут дать какой-то прирост крутящего момента по сравнению с работой на базовом топливе, однако диапазон этих возможностей у каждого двигателя разный. У мощных спортивных автомобилей он широк, а у массовых машин – скромный. Поэтому, в общем случае, автомобиль, заправленный 100-м бензином, вовсе не обязан превращаться в «Феррари» или снижать топливную прожорливость.

А самая простая рекомендация для обладателей легковушек, далеких от спорткаров, очень простая. Заливать бензины с октановым числом 98 или 100 есть смысл в очень сильную жару – это поможет мотору избегать появления детонации. Второй вариант мы уже упоминали – такие бензины можно применять как октан-корректор после неудачной заправки какой-то бодягой. Во всех остальных случаях переплачивать нет никакого смысла.

Всё о ремонте и обслуживании японских автомобилей

Как известно, существует зависимость расхода топлива автомобилем от его массы и рабочего объёма, а также других конструктивных параметров двигателя. Это означает, что установив один и тот — же двигатель на автомобили с разной массой мы получим различный расход топлива. Объяснение этому простое — ведь для того, чтобы обеспечить обоим машинам одну и ту — же среднюю скорость передвижения, двигателям придётся быть по разному нагруженными. А отсюда следует, что и ресурс этих двигателей получится разный. Также не следует забывать, что расход топлива, ресурс двигателя и динамика автомобиля зависят не только от массы транспортного средства, но и от наличия/отсутствия автоматической коробки передач, полного привода и многих других факторов. Короче говоря — двигатель должен соответствовать автомобилю. Ведь нередко автопроизводители выпускают так называемые «эконом — варианты» моделей, т.е. когда на автомобиль устанавливают двигатель, обычно стоящий на машинах классом пониже. Зачастую бывает и обратная ситуация — когда на машину ставят слишком мощный двигатель, хотя на это можно возразить что «много дури не бывает», однако большинству водителей «лишняя дурь» не нужна, а вот за перерасход топлива придётся платить, причём из собственного кармана. Очень показателен в этом плане большой седан TOYOTA MARK II, выпуска 1992 — 96 годов. На эту модель ставили как «малыша» с объёмом 1,8 л (не даёт практически никакой экономии топлива по сравнению с 2-х литровым двигателем), так и 3-х литрового «монстра» (хотя и 2,5 литрового мотора хватает «за глаза»).

Читать еще:  Что такое глушилка двигателя

Рассмотрим ещё один пример. На TOYOTA CARINA 1992 модельного года могли, в числе других, стоять как полуторалитровый 5A-FE, так и более мощный 4S-FE, с рабочим объёмом 1,8 л. У CARINA c 5A-FE (100 л.с.) расход топлива составляет 8,7 — 8,9 л/100 км, а у такой — же CARINA, но с 4S-FE (125 л.с.) он равен 9,2 — 9,5 л/100 км (городской цикл езды, летом). Стоит ли жертвовать такой большой разницей в мощности, ради такой небольшой экономии топлива?

В случае с дизелями ситуация ещё хуже. Например та — же CARINA c 2-х литровым дизелем 2С (72 л.с.) потребляет всего 7,5 л/100 км более дешёвого (примерно на 25%) дизельного топлива, однако по динамике такая машина ближе к утюгу (хотя кому — то, может достаточно такого двигателя).

На более тяжёлых автомобилях применение дизелей (особенно с небольшим рабочим объёмом) может вообще не дать никакой экономии топлива. Например среднеразмерный микроавтобус NISSAN LARGO (модель до 1993 года), как с бензиновым CA20S (рабочий объём 2 л, 107 л.с.), так и турбодизелем LD20T-II (2 л., около 80 — 85 л.с.) расходует 12 л/100 км пробега (сравнивались машины с автоматическими коробками передач). Совершенно очевидно, что 2-х литрового дизеля для микроавтобуса массой в 2 тонны мало и он постоянно работает «в перегруз». А ведь дизель должен быть экономичнее примерно на 30%.

Какой — же двигатель оптимальнее для каждого класса автомобилей с точки зрения соотношения рабочий объём/экономичность/ресурс ? Сразу оговорюсь, что высокофорсированные бензиновые двигатели (максимальное число оборотов более 6500, либо наличие турбонаддува) в дальнейшем рассматриваться не будут, так как такие двигатели не оптимальны с точки зрения экономичности и ресурса.

Рассматривая каждый класс автомобилей, нужно учитывать, что наличие автоматической коробки передач и/или полного привода несколько снижает динамику машины и увеличивает расход топлива по сравнению с базовой модификацией (т.к. потери мощности и масса автомобиля больше). Поэтому для полноприводных модификаций желательны двигатели большего рабочего объёма. Рассмотрим каждый класс автомобилей в отдельности.

Легковые автомобили (седаны и универсалы на их базе):

  1. Малый класс (TOYOTA COROLLA, NISSAN SUNNY, HONDA CIVIC, MAZDA FAMILIA (323), MITSUBISHI LANCER) — для них лучше всего подходят двигатели с рабочими объёмами 1,5 и 1,6 л, для полноприводных модификаций предпочтение следует отдать второму. Спокойным водителям хорошо подойдёт и 2-х литровый дизель, но обязательно агрегатированный с механической КПП.
  2. «Средний малый» класс (TOYOTA CORONA, NISSAN PRIMERA, MITSUBISHI CARISMA, HONDA INTEGRA) — им отлично подходят 1,8 и 2-х литровые двигатели, для полноприводных модификаций предпочтение следует отдать второму. Спокойным водителям будет достаточно и 2-х литрового турбодизеля, но работающего совместно с механической коробкой передач.
  3. Переднеприводным авто «среднего большого» класса (TOYOTA CAMRY, NISSAN CEFIRO (MAXIMA), MITSUBISHI GALANT, HONDA ACCORD, MAZDA CAPELLA (626), SUBARU LEGACY) хорошо подходят двигатели с рабочим объёмом, лежащим в пределах 2,0 — 2,5 л, «золотой серединой» можно считать двигатели, имеющие 2,2 л рабочего объёма. Дизель же должен иметь турбонаддув и, как минимум 2,5 л рабочего объёма, но ощутимой выгоды от него не получится.
  4. Заднеприводным авто «среднего большого» класса (TOYOTA MARK II, NISSAN LAUREL) хорошо подойдут как 2,0-х литровые двигатели, так и имеющие 2,5 л рабочего объёма (промежуточных 2,2 литровых моторов для этих моделей не выпускают). Дизель не даст практически никакой выгоды, так как MARK II с 2,5 литровым турбодизелем 2L-TE (97 л.с.) расходует едва — ли не больше топлива, чем такой — же MARK II но с 2-х литровым бензиновым 1G-FE (135 — 140 л.с). Небольшой выигрыш получится лишь на разнице между ценой бензина и дизельного топлива.
  5. Большой класс (TOYOTA CROWN, NISSAN CEDRIC, MITSUBISHI DIAMANTE, HONDA LEGEND) — этим авто нужны 2,5 — 3,0-х литровые бензиновые моторы. Дизели из-за своей шумности, этому классу вообще «не к лицу».
  6. Высший класс (TOYOTA CELSIOR (LEXUS LS), NISSAN CIMA, MITSUBISHI PROUDIA) — чем больше объём двигателя — тем лучше, но не менее 3-х литров у бензомоторов (тем более что владельцев таких авто расход топлива обычно не волнует). Дизели этому классу тем более «не к лицу».

Джипы и универсалы повышенной проходимости:

  1. Малые джипы (TOYOTA RAV4, SUZUKI ESCUDO, HONDA CR-V, SUBARU FORESTER, MITSUBISHI PAJERO io) — для них идеальны 2-х литровые бензиновые двигатели, либо 2,5 литровые турбодизели. Широко распространённые на популярном SUZUKI ESCUDO 1,6 литровые бензиновые двигатели явно слабоваты для этой машины (многие владельцы таких авто жаловались на недостаточную «тяговитость»).
  2. Средние джипы (TOYOTA HULUX SURF и LAND CRUISER PRADO, NISSAN TERRANO, MITSUBISHI PAJERO) — им нужны бензиновые двигатели «весом» от 2,7 до 3,5 литров (идеально подходят 3-х литровые моторы), либо турбодизели обладающие 3 — 3,5 литрами рабочего объёма.
  3. Большие джипы (TOYOTA LAND CRUISER, NISSAN SAFARI (PATROL)). Этим тяжёлым машинам нужны «объёмистые» двигатели с большим крутящим моментом и поэтому им вполне соответствуют турбодизели и бензиновые моторы с рабочим объёмом свыше 4,0 л, которые на них, в основном, и устанавливают. Тем более, что машины с такой массой, в любом случае, топливной экономичностью обладать не будут.

Микроавтобусы:

  1. Микроавтобусам «малого класса» (TOYOTA LITE ACE, NISSAN SERENA) нужны 2 — 2,4 литровые бензиновые двигатели, либо дизели с рабочим объёмом 2,2 — 2,5 литра.
  2. Микроавтобусам «среднего класса» (TOYOTA TOWN ACE, NISSAN LARGO, MITSUBISHI DELICA, MAZDA BONGO) идеально подходят бензиновые двигатели с рабочим объёмом 2,4 — 2,7 литра и турбодизели с рабочим объёмом 2,5 — 3,0 л.
  3. Микроавтобусам «большого класса» (TOYOTA HIACE, NISSAN CARAVAN (URVAN)) лучше всего иметь 2,7 — 3-х литровые турбодизели, либо бензиновые моторы с рабочим объёмом 2,7 — 3,2 литра.
  1. «Малые минивэны» на базе автомобилей малого класса (TOYOTA COROLLA FIELDER, MITSUBISHI MIRAGE DINGO) — им нужны бензиновые двигатели с рабочим объёмом 1,6 — 1,8 л, либо 2-х литровые турбодизели.
  2. «Средние минивэны» (TOYOTA GAIA, NISSAN PRARIE, HONDA STREA M, MISUBISHI CHARIOT) часто оснащают бензиновыми двигателями с рабочим объёмом 2,4 л, и правильно делают, так как такие машины нужно оснащать 2,0 — 2,5 литровыми бензиновыми двигателями, либо турбодизелями имеющими 2,2 — 2,5 л рабочего объёма.
  3. «Большие минивэны» (TOYOTA ESTIMA, NISSAN BASSARA, HONDA ODYSSEY) — им хорошо подходят бензиновые двигатели с рабочим объёмом 2,4 — 3,0 литра, либо 2,5 — 3,0-х литровые турбодизели.

Надеюсь, эта статья поможет Вам сделать правильный выбор при покупке автомобиля.

Вернуться к списку статей в разделе: Двигатель

Устройство автомобилей

Многоклапанные двигатели

Зависимость мощности двигателя от эффективности газообмена

От эффективности газораспределительного механизма (ГРМ) во многом зависят динамические характеристики двигателя внутреннего сгорания.
На современных четырехтактных двигателях, особенно, используемых для легковых автомобилей, применяют многоклапанные газораспределительные механизмы, позволяющие существенно повысить эффективность газообменных процессов в цилиндрах. Конечно, такие механизмы существенно сложнее по конструкции, чем классические ГРМ, содержащие по два клапана на цилиндр (впускной и выпускной), но, как говорится, игра в данном случае стоит свеч, и повышение динамических и экономических характеристик двигателя с лихвой окупает усложнение его конструкции.

Рассмотрим факторы, влияющие на мощность двигателя – один из основных показателей, характеризующих его динамические возможности.
Мощность любого двигателя, у которого механическая энергия снимается с вращающегося звена – вала, прямо пропорциональна крутящему моменту на этом валу и частоте его вращения, и в общем случае может быть определена по формуле:

где: N – мощность, кВт; M – крутящий момент, кНм; ω – угловая скорость вала, с -1 ; n – частота вращения вала, об/мин; π/30 – коэффициент перехода от угловой скорости к частоте вращения.

Т. е. по сути, мощность – величина эмпирическая, поэтому массивный, но малооборотистый двигатель грузовика может уступать по мощности портативному двигателю легкового автомобиля, развивающего относительно небольшой крутящий момент на валу при большой частоте вращения этого вала.

Читать еще:  Двигатель в пробках повышает обороты

Крутящий момент М на выходном валу двигателя (для поршневого ДВС – на коленчатом валу) зависит от следующих основных факторов:
— диаметра цилиндра и давления газов, образующихся при сгорании топлива, формирующих силу, воздействующую на поршень;
— соотношения длин кривошипа и шатуна (рычаг силы давления газов).

Очевидно, что диаметр цилиндра и соотношения длины кривошипа и шатуна не имеют прямого отношения к эффективности работы ГРМ, поэтому рассмотрим, как от этого параметра будет зависеть давление газов в цилиндрах во время рабочего хода.

Давление газов зависит от нескольких факторов – количества горючей смеси, поступившей в цилиндры (т. е. от рабочего объема двигателя и эффективности его наполнения горючей смесью) и скорости сгорания смеси (т. е. от качества топлива и степени сжатия смеси).
Не следует забывать, что в цилиндрах перед воспламенением присутствует не горючая, а рабочая смесь, которая содержит не только топливо и воздух, но и некоторое количество отработавших газов, не успевших покинуть цилиндры при такте выпуска. Количество отработавших газов, оставшихся в цилиндрах после такта выпуска, негативно сказывается на мощности двигателя, косвенно уменьшая его рабочий объем.

Итак, вывод – крутящий момент на валу двигателя пропорционален количеству горючей смеси, поступившей в цилиндр, и обратно пропорционален количеству отработавших газов, содержащихся в рабочей смеси перед ее воспламенением. Оба этих фактора, конечно же, неразрывно связаны с эффективностью газообменных процессов, т. е. работой ГРМ – чем быстрее и полнее наполнятся цилиндры, и чем качественнее будут удалены продукты сгорания, тем выше мощностные показатели двигателя.

Газообмен в быстроходных двигателях

Особую актуальность скорость газообмена в цилиндрах обрела с появлением быстроходных (высокооборотистых) двигателей. Для увеличения мощности двигателей, применяемых на легковых автомобилях, конструкторы пошли по пути повышения частоты вращения выходного звена (коленчатого вала).
Повышение мощности таких двигателей за счет увеличения крутящего момента приводит к росту габаритов и металлоемкости силового агрегата. А поскольку варьировать величиной крутящего момента на ведущих колесах позволяет оптимизация передаточных чисел трансмиссии, повышение частоты вращения коленчатого вала – основная тенденция совершенствования двигателей легковых автомобилей.

Частоту вращения вала можно увеличить за счет повышения скорости сгорания топлива (применением качественного топлива и повышением степени сжатия смеси), снижением инерционных нагрузок на детали КШМ за счет уменьшения их массы, а также оптимизацией соотношения длин кривошипа и шатуна.
Очевидно, что для повышения оборотистости двигателя увеличение рабочего объема его цилиндров не актуально, зато именно в этом случае значительную роль играет скорость и эффективность газообменных процессов.

Но при увеличении частоты вращения время, отводимое на газообмен, существенно уменьшается, что приводит к неполному удалению продуктов сгорания из цилиндров при такте выпуска и некачественному наполнению их горючей смесью при такте впуска.
Частота вращения коленчатого вала современного двигателя легкового автомобиля в номинальном режиме достигает 5000…6000 об/мин и даже более, а максимальная частота вращения может вдвое превышать этот показатель. Поэтому время, отводимое на газообмен в цилиндрах, ничтожно мало, и его следует использовать максимально эффективно.

С этой целью конструкторы применяют два основных способа – использование оптимальных фаз газораспределения (в том числе – регулируемых) и увеличение пропускной способности впускного и выпускного трактов, что может достигаться использованием наддува или увеличением проходного сечения трактов.
О фазах газораспределения можно почитать в этой статье, а наддув на быстроходных бензиновых двигателях, как показала практика, мало оправдывает себя. Поэтому здесь мы остановимся на способах увеличения проходного сечения трактов впуска и выпуска для повышения мощности двигателя за счет эффективного газообмена.
Величина проходного сечения газообменных трактов ограничивается площадью клапанных тарелок, поэтому здесь тоже имеется два пути – либо увеличение площади тарелки двухклапанной схемы ГРМ, либо использование нескольких клапанов для каждого тракта, т. е. многоклапанной схемы.

Классическая двухклапанная схема ГРМ представлена на рис. 1, а. Для упрощения расчетов диаметры тарелок впускного и выпускного клапана изображены равными, при этом условно считаем их внешний диаметр диаметром проходного сечения соответствующего тракта. Из схемы видно, что максимальный диаметр тарелки клапана даже в идеальном случае не может превышать половины диаметра цилиндра, тогда пропускное сечение Sк каждого клапана будет равно:

Sк = πD 2 /16 ≈ 0,196 D 2 .

где D – диаметр цилиндра двигателя.

Теперь рассмотрим проходное сечение тарелки клапана четырехклапанного ГРМ, представленного на рис. 1, б.
В этом случае сечение тарелки одного клапана может быть определено по формуле:

Sк = π[(√2D/4) /(1 + √2/2)] 2 ≈ 0,135 D 2 .

Поскольку на каждый тракт (впуска и выпуска) приходится по два клапана, то проходное сечение будет в два раза больше, т. е. Sк ≈ 0,27 D 2 .

Приведенные геометрические расчеты показывают, что проходное сечение впускного и выпускного тракта четырехклапанного двигателя увеличивается в 1,38 раза по сравнению с проходными сечениями трактов двухклапанного двигателя. Конечно же, это существенная прибавка к повышению эффективности газообмена в цилиндрах, и, как следствие, увеличению мощности двигателя и его экономичности.

Кроме повышения эффективности газообмена многоклапанные ГРМ имеют и еще одно преимущество – снижаются инерционные нагрузки в клапанном механизме из-за уменьшения массы клапанов. Это позволяет снизить риск появления негативного эффекта зависания клапанов при большой частоте вращения коленчатого вала.
Но, конечно же, во главе идеи стоит газообмен. По этой причине в подавляющем большинстве современных высокооборотистых двигателей используется четырехклапанная система газораспределения.

Двигатели типа DOHC

Практическая реализация привода такого клапанного механизма осуществляется, как правило, применением двух распределительных валов – отдельно для выпускных и впускных клапанов, которые располагаются на головке блока (для уменьшения числа промежуточных звеньев механизма) и вращаются синхронно. Впрочем, иногда конструкторы используют расположение клапанов под углом друг к другу, и это позволяет приводить их в действие одним распределительным валом посредством промежуточных рычагов — рокеров.
В современных конструкциях двухвальных ГРМ частота вращения каждого из распределительных валов корректируется механизмами управления фазами газораспределения в автоматическом режиме.

Двигатели, имеющие два распределительных вала для управления клапанами получили название DOHC (русск. – «ДОШЦ» или «ДОХС»). Расшифровка аббревиатуры (Double Over Head Camshaft) означает, что газораспределительный механизм двигателя имеет два распределительных вала с верхним расположением. Иногда двигатели с двумя распределительными валами в среде русскоязычных механиков называют ДВРВ («Два Верхних Распределительных Вала»).

Систему газораспределения двигателя с одним распредвалом называют SOHC (Single Over Head Camshaft).
Следует отметить, что многоклапанные двигатели с одним распределительным валом относят к типу SOHC, а не типу DOHC, т. е. данное название относится к двухвальным ГРМ. При этом если даже двигатель V-образный, т. е. имеет две головки блока с двумя распределительными валами на каждой (четыре вала), такой двигатель все равно относят к типу DOHC.

Впервые двигатели типа DOHC были использованы в 1913 году инженерами французской фирмы «Peugeot» на одном из гоночных автомобилей. Эффект от нововведения был убедительным, однако в производственных масштабах идея обрела популярность только с появлением высокофорсированных оборотистых двигателей.

Четырехклапанные двигатели – не предел технических фантазий разработчиков и конструкторов. Существуют двигатели с пятью и даже шестью клапанами на каждый цилиндр. Такие двигатели устанавливаются на некоторые модели автомобилей фирм «Audi» и «Maserati» (см. рис. ниже), но на современном этапе – лишь в качестве экспериментальных разработок. При этом конструкторы преследуют ту же цель – улучшение динамических и экономических характеристик двигателя за счет повышения эффективности газообменных процессов в цилиндрах.

Следует отметить, что одним лишь увеличением проходного сечения клапанных отверстий проблему эффективности газообмена не решить. Существенное значение имеет, например, величина подъема клапана над гнездом, сопротивление впускного и выпускного трактов, а также некоторые другие факторы. Но это уже другая тема для обсуждения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector