Что значит инжекторный двигатель
принцип работы, плюсы и минусы
Современный автомобильный мир ушел на несколько шагов вперед. И это не удивительно, ведь только так можно оставаться на плаву и получать хорошую прибыль. Особенно это касается силовых установок, которые устанавливаются на автомобили. Вы наверняка слышали такое словосочетание, как инжекторный двигатель. По сути, это всем известный карбюратор, только немного видоизмененный.
В нем также происходит процесс сгорания топлива и выделение мощности. Единственное отличие инжектора заключается в новой инжекторной системе подачи топливовоздушной смеси.
История
Многие знают, что первая система по образованию топливовоздушной смеси называлась карбюратор.
Она позволяет подавать топливо непосредственно в каждый цилиндр автомобиля и приводить его в движение. Что касается расположения, то изначально карбюратор устанавливался перед впускным коллектором и готовил качественную смесь.
С некоторым временем потребности современных водителей и конструкторов возросли в несколько раз. Из-за этого система не могла выдавать того желаемого результата, который хотели видеть все. Особенно это касается кораблестроения и самолетостроения. Дело в том, что в этих отраслях нужна огромная мощность и высокий КПД.
В результате этого конструкторы придумали совершенно новую систему, которая немного походила на дизельный двигатель, но имела стандартные свечи зажигания. Все это произошло в начале 40-х годов, именно в это время были сконструированы первые инжекторные двигатели.
Данный скачок позволил получить желаемый результат по мощности, но немного не подходил под экологическую безопасность. В результате, разработки пришлось на время прекратить до начала 70-х годов. Именно в это время американские конструкторы решили возродить подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя и сделать более усовершенствованную систему.
Устройство
В современных инжекторных двигателях топливо подается не самотеком, а при помощи небольшой системы, под названием форсунка.
Ее работа основана на считывании всевозможных датчиков, которые располагаются в двигателе. Благодаря этому топливовоздушная смесь дозируется небольшими порциями и подается именно в тот момент, когда это необходимо.
Что касается самого управления, то все держится на простом блоке управления, так называемом компьютере. Именно он и раздает небольшие команды каждой форсунке.
Инжекторная система имеет следующие компоненты:
- Топливная форсунка;
- Топливная рампа;
- Насос;
- Сам блок управления;
- И небольшая система датчиков.
Подробнее о каждом компоненте:
- Топливная форсунка является основным компонентом, который и называют инжектором. Она позволяет своевременно подавать топливо и распылять его непосредственно в каждый цилиндр. В основе форсунки лежит простой корпус и электромагнитный клапан, который и осуществляет процесс открытия и закрытия форсунки. Что касается самого распыления, то оно происходит через специальное отверстие, управляемое клапаном.
- Топливную рампу можно найти в любом современном инжекторном двигателе. Ее главное предназначение состоит в подводе топлива ко всем форсункам. Если говорить просто, то она соединяет все форсунки в единое целое.
- Что касается топливного насоса, то он просто подает топливовоздушную смесь под давлением, сравнимую с давлением в несколько атмосфер. Без него бы топливо подавалось просто самотеком, как и в карбюраторном двигателе.
- Мозгом системы является блок управления, который и отдает команды всем форсункам. По сути, это небольшой микроконтроллер, соединенный с большим количеством датчиков, форсунками, топливным насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Его главная задача состоит в сборе всей информации по состоянию двигателя и распределении топлива.
- Датчики отвечают за измерение основных параметров силовой установки в реальном времени. В основном это расход воздуха, расположение коленвала, образование детонации в цилиндрах, температура, скорость транспортного средства и другое. Также можно встретить датчики, которые определяют включен ли кондиционер, ровная ли дорога и как располагается распределительный вал.
Принцип работы
- В силовом агрегате топливная смесь подготавливается вне камеры сгорания при помощи специального устройства. В результате движения поршня вниз определенное количество топлива всасывается в камеру сгорания.
- Далее идет основной процесс, так называемый рабочий ход. В это время происходит сжимание топлива и поджигание при помощи искры.
- В итоге все топливо сгорает и выделяется огромное количество тепла, которое идет на мощность инжекторного двигателя.
- В конце такта поршень движется вверх и открывается выпускной клапан, который и выводит отработавшие газы. Далее приоткрывается впускной клапан, и новая порция топлива поступает в цилиндр.
Данный процесс происходит в течение долгого времени, пока двигатель работает. Специалисты называют такой газообмен четырехтактным. То есть все это происходит за четыре такта:
- Впуск;
- Сжатие;
- Сгорание;
- Выпуск.
Чтобы совершить один такой цикл требуется два оборота коленвала. Чтобы потери мощности были минимальны, конструкторы придумали многоцилиндровые системы. Они позволяют выдавать огромное количество тепла и мощности.
В современном мире большую популярность получил четырехтактный инжекторный двигатель, что неудивительно. Дело в том, что он отличается не только техническими характеристиками, но и самими габаритами. В основе данной системы лежит порядок работы цилиндров.
Режимы работы
Сейчас можно встретить восемь режимов работы силового агрегата:
- При холодном пуске топливная смесь очень сильно обедняется. Это случается из-за того, что топливо очень плохо смешивается с воздухом. В результате не происходит того испарения, которое нужно. Такой способ работы двигателя очень сильно вредит деталям. То есть большое количество топлива оседает на стенках цилиндра и выпускных труб;
- Если вы заводите авто при низкой температуре, то на начальном этапе требуется очень обогащенная смесь. Для этого нужно подавать большее количество топлива, пока температура в камере сгорания не повысится до нужного значения;
- После пуска идет процесс прогрева инжекторного двигателя. Вы знаете, что во время пуска в мороз смесь очень бедная, образуется некая топливная пленка в выпускной трубе. Она исчезает только после достижения очень высокой температуры. В связи с этим топливную смесь нужно очень сильно обогащать;
- При частичной нагрузке необходимо поддерживать определенный состав топливовоздушной смеси. Если двигатель инжекторный не оснащен нейтрализатором, то обогащенность должна быть в пределах 1,05 – 1,2;
- При полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта. Поступает большое количество воздуха, что очень хорошо. В этом режиме достигается максимальная мощность и крутящий момент;
- Во время ускорения заслона то открывается, то закрывается. В результате этого смесь кратковременно обедняется и происходит ограничение подачи топлива. Для предотвращения такого явления обогащение должно быть меньше 1;
- В холостом режиме происходит замедление, автомобиль двигается по инерции. В этом случае подача топлива полностью перекрывается;
- Если происходит увеличение высоты, то плотность воздуха уменьшается. Из этого следует, что двигаться в горах очень сложно, топливная смесь будет очень обогащена. Это может привести к трудному пуску силового агрегата и увеличению расхода топлива.
Преимущества и недостатки
Инжектор получил огромную популярность в современном мире. Это обусловлено следующими плюсами:
- Режим работы меняется автоматически, без использования человеческого фактора;
- Полностью отсутствует необходимость в ручной настройке;
- Двигатель очень экономичный;
- Полностью соответствует всем экологическим нормам;
- Очень легко запускать в любую погоду, нет потери мощности.
Кончено, без недостатков никуда. О них тоже стоит рассказать:
- Довольно высокая стоимость и обслуживание;
- Многие детали непригодны к ремонту. То есть их придется полностью выкидывать и менять на новые;
- Производить ремонт и обслуживание в домашних условиях практически невозможно. Для этого требуется специальное оборудование и опыт;
- Двигатель очень зависим от напряжения сети.
Типы инжекторной системы
Сейчас можно встретить три типа:
- Одноточечный впрыск;
- Многоточечный впрыск;
- Непосредственный впрыск.
Первый является самым простым и очень распространённым. Он не очень сильно начинен электроникой, что приводит к меньшему эффекту. Большим недостатком такой системы является то, что некая часть топлива теряется во время впрыска. То есть топливная смесь подается через форсунку во впускной коллектор, где происходит распределение по цилиндрам.
Следом идет многоточечный впрыск, который позволяет подавать топливо индивидуально в каждый цилиндр. Благодаря этому у вас не будет возникать вопрос: нужно ли прогревать инжекторный двигатель. Что касается самого распределения, то он мощнее и экономичнее. По многочисленным тестам можно увидеть, что мощность увеличивается на 7 процентов. К основным преимуществам можно отнести автоматическую настройку подачи топлива и впрыскивание вблизи клапана.
Непосредственный впрыск используется во многих современных автомобилях. Его особенность состоит в том, что подача топлива происходит непосредственно в каждый цилиндр. Ни одной капли смеси не будет расходоваться впустую. Если у вас возникает вопрос надо ли прогревать двигатель, то ответ очень простой. Это зависит от самого производителя и его рекомендаций. Некоторые рекомендуют прогревать силовой агрегат не очень долго, чтобы не навредить всем деталям. Каждый должен сам ответить на вопрос, надо ли ему прогревать двигатель, изучив рекомендации к своему авто.
Двигатель прямого впрыска бензина 
Proton Holdings сегодня успешно провела тестовые испытания своего нового двигателя GDI на заводе Ricardo в Великобритании. Итак, что такое GDI и TGDI, и что это означает с точки зрения дизайна двигателя?
GDI обозначает прямой впрыск бензина, а T обозначает Turbo. С точки зрения разработки двигателей Proton, это означает переход от многоточечного впрыска (MPI), когда инжекторы подкачивают топливо во впускной тракт, к более эффективному GDI, когда форсунки запускаются прямо в камеру сгорания.
Отличается от других видов впрыска топлива тем, что топливо подается под гораздо более высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Преимущество этого в том, что топливо можно более точно контролировать с точки зрения объема и времени, что приводит к увеличению мощности двигателя при данной мощности двигателя.
Разработка GDI не нова, впервые появившись в авиационных двигателях более 120 лет назад. 1990-е годы ознаменовались возрождением GDI, и Mitsubishi включила его в свой двигатель 4G93.Другие автопроизводители следовали этому примеру в течение 2000-х годов, когда BMW даже опробовала GDI низкого давления в своем V12.
Согласно Proton, его двигатель GDI даст экономию топлива на 25% по сравнению с предыдущим двигателем VVT в Iriz. Как правило, движок GDI будет работать в одном из трех режимов. При нормальной работе ECU устанавливает GDI как можно ближе к стехиометрическому отношению, насколько это возможно, что в теоретическом выражении составляет 14,7: 1 воздуха к бензину по массе.
В то время как в реальном мире идеальное сгорание никогда не достижимо, технический прорыв к этой цели приведет к повышению эффективности использования топлива и контролируемым выбросам.Для новых двигателей Proton это означает работу над будущим стандартом Euro 6C.
При низких оборотах двигателя, когда двигатель вращается на холостом ходу или почти на холостом ходу, ЭБУ настраивает двигатель на сверхлегкий ожог. В то время как Протон ничего не сказал о том, как далеко они намерены раздвинуть предел, некоторые двигатели от других производителей достигают 65% наклона, прямо на грани детонации.
Для широко открытого дросселя GDI идет другим путем, обогащая смесь, чтобы обеспечить доступную мощность и немного оставшуюся для охлаждения.В применениях TGDI топливно-воздушная смесь может быть оптимизирована для соответствия давлению наддува и любым изменениям барометрического давления, к которым могут быть чувствительны турбины, которые могут повлиять на производительность двигателя.
Преимущество тракта GDI состоит в том, что топливная смесь находится в оптимальном положении, чтобы искра максимально эффективно распространяла фронт пламени. Это означает, что максимальное количество топлива сгорает во время цикла сгорания для максимального количества энергии для скорости поршня.Хотя MPI может это делать, это в гораздо меньшей степени, и эффективность зависит от портирования впускного канала.
Итак, если это так, и каковы преимущества, каковы недостатки? Одним из них является сложность. Вместо наличия форсунок в коллекторе или впускном тракте, форсунки подают топливо непосредственно в камеру сгорания.
Это означает один инжектор на цилиндр, иногда два, в зависимости от конструкции. Головка цилиндров должна быть перепроектирована, чтобы приспособить это. Другой заключается в том, что подача топлива находится под гораздо более высоким давлением.Система подачи топлива должна быть модернизирована, чтобы соответствовать требованиям, а это также означает, что шланги и фитинги высокого давления.
Кроме того, инжекторы GDI также более чувствительны к загрязненному топливу или топливу, содержащему слишком высокий процент постпродажных присадок в неправильном соотношении. Засорение инжекторов и накопление углерода - это реальная возможность, поскольку отверстия в инжекторе намного тоньше, чем в MPI.
Поскольку топливо больше не распыляется на заднюю часть впускных клапанов, возможно накопление на впускных отверстиях.Расслоение топливной смеси может также привести к накоплению углерода на стенках камеры, причем углеродные загрязняющие вещества блокируют инжекторы и оседают в каталитических нейтрализаторах, вызывая локальные горячие точки и приводя к выходу из строя конвертора.
Некоторые разработчики двигателей решают проблему стратификации и накопления углерода, используя как GDI, так и инжекцию портов. ЭБУ в таких двигателях, таких как Toyota D-4S и VW EA888, запрограммирован на использование одного или обоих инжекторов в зависимости от нагрузки и состояния двигателя.
Все это стоит денег, и Протон говорит, что потратил 600 миллионов юаней на разработку новой линейки двигателей. Эта сложность несколько компенсируется включением диагностического программного обеспечения для устранения ошибок в GDI.
Для Proton числа, которые он ищет в 1.5 TGDi, составляют 180 л.с. и 250 Нм, что уже намного выше, чем у MPI 1.6 CFE, 138 л.с., 205 Нм и на 25% более эффективный. В краткосрочной перспективе двигатели GDI обещают лучшую топливную экономичность и большую мощность на литр топлива, а в долгосрочной перспективе сокращение выбросов пойдет на пользу окружающей среде.
,Двигатель - это то, что помогает нам, Людям, давать силу, которую можно использовать для выполнения любой конкретной задачи. Представьте, что мы постоянно заводим генератор переменного тока, чтобы получить электричество !!! Вместо этого мы, люди, создали дизельный двигатель, который сделает эту работу за нас. Я бы сказал, что двигатель - это то, что трансформирует одну форму энергии в другую и в результате делает нашу жизнь проще и проще.
Двигателем может быть:
HEAT ENGINE - Двигатели, которые преобразуют тепловую энергию в механическую или электрическую энергию.Тепловые двигатели обычно являются первопроходцами.
ДВИГАТЕЛЬ ВНЕШНЕГО СГОРАНИЯ (ДВИГАТЕЛЬ ЕС) - Двигатели, в которых сгорание топлива, которое непосредственно или непосредственно отвечает за управление двигателем, происходит вне двигателя. Прекрасным примером этого типа двигателя могут служить паровые турбины, в которых топливо сжигается в котле, а пар, полученный из котла, используется для привода турбины.
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ДВИГАТЕЛЬ IC) -Двигатели, в которых происходит сгорание топлива внутри двигателя, называются двигателями внутреннего сгорания.Простота конструкции двигателя, эксплуатационные расходы и экономия топлива делают эти двигатели более популярными и эффективными, чем двигатели ЕС.
Нас больше интересуют двигатели внутреннего сгорания, так как на борту моторных судов установлен этот тип двигателя.
Двигатели внутреннего сгорания классифицированы на основании:
- СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ - Система зажигания может быть двух типов, то есть ДВИГАТЕЛИ ЗАЖИГАНИЯ С КОМПРЕССИЕЙ и ДВИГАТЕЛЯМИ ЗАЖИГАНИЯ.
- ДВИГАТЕЛИ ЗАЖИГАНИЯ СЖАТИЯ (ДВИГАТЕЛИ CI) - В двигателях этих типов тепло, выделяемое при сжатии внутри цилиндра, настолько велико, что его достаточно для того, чтобы вызвать сгорание, и, как следствие, нет других средства как таковые, обеспечивающие воспламенение топлива в цилиндре.Прекрасным примером двигателей CI является дизельный двигатель. На рисунке ниже показан рабочий цикл дизельного двигателя. Вы также можете нажать на эту ссылку, чтобы получить анимированный вид дизельного двигателя. DESEL ДВИГАТЕЛЬ АНИМАЦИЯ. Эти типы двигателей основаны на ДИЗЕЛЬНОМ ЦИКЛЕ.
- ДВИГАТЕЛИ С ИСКРЕННЫМ ЗАЖИГАНИЕМ (СИ ДВИГАТЕЛИ) - В этих типах двигателей именно свеча зажигания, которая производит искру, вызывает воспламенение топлива в цилиндре. Этот тип двигателя встречается в наших автомобилях и мотоциклах, на которых мы ездим в повседневной жизни.Рисунок ниже иллюстрирует работу двигателя зажигания.
Как двигатели SI, так и двигатели CI являются двигателями внутреннего сгорания, и оба используют жидкое топливо. Есть несколько различий между ними. Таблица ниже показывает основные различия между двигателями SI и CI.
чел. Коэффициент сжатия определяется как отношение максимального объема цилиндра, т.е. с поршнем в BDC (нижняя мертвая точка), к объему цилиндра с поршнем при максимальном сжатии, т.е.е с поршнем в ВМТ (верхняя мертвая точка). Посмотрите это видео, чтобы понять коэффициент сжатия.
2. Двигатели внутреннего сгорания могут быть далее классифицированы на основе РАБОЧИХ ЦИКЛОВ
- OTTO CYCLE , который также известен как ПОСТОЯННЫЙ ОБЪЕМ ГОРЯЧЕГО ЦИКЛА - это стандартный цикл, который используется в бензиновых двигателях, то есть в наших автомобильных двигателях.
- ДИЗЕЛЬНЫЙ ЦИКЛ , который также известен как ЦИКЛ СГОРАНИЯ ПОСТОЯННОГО ДАВЛЕНИЯ - это стандартный цикл, который используется в низкоскоростных дизельных двигателях.
- ДВОЙНОЙ ЦИКЛ СГОРАНИЯ , который также известен как ЦИКЛ ПОСТОЯННОГО ДАВЛЕНИЯ И ПОСТОЯННОГО ОБЪЕМА ГОРЕНИЯ - Это комбинация как циклов отто, так и циклов дизельного топлива, где тепло частично добавляется при постоянном объеме и частично при постоянном давлении. Этот тип цикла используется в средне- и высокоскоростных дизельных двигателях.
. Циклы в двигателе означают следующие события:
- Заполнение цилиндра двигателя свежим воздухом
- Сжатие воздуха настолько сильно, что пары топлива, которые вступают в контакт с этим сжатым воздухом, который в настоящее время имеет повышенную температуру вследствие сжатия, воспламеняются
- Сжигание топлива
- Расширение горячих газов
- Выхлоп этих газов после перемещения поршня
В зависимости от множества ходов поршня, необходимых для завершения этого цикла, двигатели дополнительно делятся на 2 класса
- ЧЕТЫРЕХХОДНЫЕ ДВИГАТЕЛИ -Двигатель с четырьмя тактами, требующий 4 такта поршня, то есть 2 раза вверх и 2 раза вниз для завершения одного цикла.
- ДВУХТОЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - Двухтактный двигатель, для которого требуется 2 хода поршня, то есть 1 раз вверх и 1 раз для завершения одного цикла.
- ДВИГАТЕЛЬ ОДНОГО ДЕЙСТВИЯ - Двигатели одностороннего действия имеют один поршень на цилиндр, при этом давление газов сгорания действует только на поверхность поршня. Двигатели простого действия широко используются в двигателях внутреннего сгорания, а также во многих двигателях внешнего сгорания. Это то, что у нас на борту наших кораблей.
| На рисунке показан типичный односторонний двигатель |
- ДВУХМЕСТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - В этом типе двигателя оба конца цилиндра и обе стороны поршня используются для выработки мощности i.е. Цилиндр развивает мощность как при движении вверх, так и при движении вниз.
| На рисунке показан типичный двигатель двойного действия |
- ДВИГАТЕЛИ ОТКРЫТОГО ПОРШНЯ - Двигатель этого типа состоит из 2 поршней, которые движутся в противоположных направлениях. Пространство сгорания находится в середине цилиндра и лежит между двумя поршнями. Эти двигатели также имеют 2 коленчатых вала, где один поршень приводит в движение один коленчатый вал, а другой поршень - другой.Постскриптум каждый поршень одностороннего действия.
| На рисунке показан типовой поршневой двигатель с оппозитным расположением цилиндров |
5. Двигатели внутреннего сгорания могут быть классифицированы в соответствии с СОЕДИНЕНИЕ ПОРШНЯ
- ТОРГОВЫЙ ПОРШЕНЬ ТИПА - В этом типе двигателя поршень подключается непосредственно к верхнему концу шатуна. Шпилька или горизонтальный штифт или штифт на запястье - вот что соединяет их.Это тип двигателя, который мы имеем на борту наших кораблей для среднескоростных двигателей.
 |
| На рисунке показан типовой поршень типа магистрали |
- ДВИГАТЕЛЬ ТИПА КРЕСТОВОЙ ГОЛОВКИ - В двигателе этого типа поршень прикреплен к штоку поршня, нижний конец которого соединен с поперечной головкой, которая скользит вверх и вниз по направляющим. Поперечная головка соединена с соединенным стержнем. Этот тип двигателей в основном используется в больших двухтактных двигателях и в двигателях двойного действия.
| Анимация показывает типичный перекрестный двигатель |
На этом этапе нашего обучения было бы неплохо сравнить два двигателя, то есть
ПЕРЕДНЯЯ ПОРШНЯ V / S КРЕСТОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
На борту наших кораблей большинство дизель-генераторов используют поршни ствола, где в качестве основного двигателя используется двигатель с полукруглой головкой.
CROSSHEAD ENGINE V / S TRUNK ENGINE
КЛЮЧ - 1-ВЫХЛОПНОЙ, 2-СКВАЖИННЫЙ ВОЗДУШНЫЙ ПРИЕМНИК, 3-ВЫХОДНОЙ КЛАПАН, 4-ЦИЛИНДРОВАЯ ГОЛОВКА, 5-А РАМКА, 6-ЦИЛИНДРОВАЯ ГНЕЗДА, 7-ПОРШНЕВЫЙ, 8-СЦЕПЛЯЮЩИЕ ВОЗДУШНЫЕ ПОРТЫ, 9-ШАГОВЫЙ ШТУК, 10-КРЕСТОВЫЙ , 11-КОЛОННЫЙ, 12-СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ШТАТГ, 13-КАНТОВЫЙ, 14-СПАЛЬНЫЙ, 15-КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, 16-ВХОДНОЙ КЛАПАН
В большинстве двигателей среднего и малого размера используются поршни багажника.Когда поршень толкается вверх коленчатым валом и шатуном во время сжатия, в результате возникает боковое усилие, которое заставляет поршень давить на стенку цилиндра, сначала с одной стороны, а затем с другой, когда он движется вниз. Таким образом, боковая тяга меняется из стороны в сторону, когда поршень движется вверх и вниз. При верхнем ходе, когда давление газа является наибольшим, боковое усилие незначительно (это происходит в двигателях магистрального типа, поскольку имеется небольшой угол шатуна). Таким образом, большая часть износа имеет места в середине такта: изготовление юбки поршня увеличивается площадь тяги подшипника, и, следовательно, уменьшает износ.В двигателях среднего и малого размера из-за более низкого давления газа боковое давление агрегата настолько мало, что ни поршень, ни гильза не изнашиваются.
В поперечных двигателях поперечная тяга принимает боковую тягу, которая будет высокой в больших двигателях. Поперечные двигатели имеют следующие преимущества:
- Легкая смазка
- Уменьшенный износ вкладыша
- Равномерно распределенный зазор вокруг поршня
- Упрощенная конструкция поршня, так как там отмечены шплинт и его подшипник.
- Большие сложности в конструкции двигателя
- Добавлен вес траверсы
- Добавленная высота из-за добавления другого компонента i.е. Перекладина
- Нужны тщательные корректировки
- ЦИЛИНДР - ВНУТРЕННЯЯ ПЕРЕДАЧА - Это самая простая и наиболее распространенная схема. В этом типе расположения все цилиндры расположены вертикально на одной линии.
| На рисунке показано 4 цилиндра в ряд, однако число цилиндров может доходить до 12, но наиболее распространенным является 6. |
- V-ARRANGEMENT - Если двигатель имеет более 8 цилиндров, становится трудно изготовить достаточно жесткую раму и коленчатый вал со встроенным расположением. Также двигатель становится довольно длинным и занимает много места. В результате, V-Arrange используется для двигателей с большим количеством цилиндров (обычно 8, 12, 16), что дает примерно половинную длину двигателя, более жесткий и жесткий коленчатый вал, меньшую стоимость изготовления и монтажа. Угол между 2 цилиндрами или банками поддерживается от 30 до 120 градусов (чаще всего 40 градусов, 75 градусов)
 |
| На рисунке показан типичный V-образный двигатель |
- ПЛОЩАДКА - это V-образный двигатель, но у этого типа V-образного двигателя угол между рядами увеличивается до 180 градусов.Этот тип двигателя в основном используется в грузовиках, автобусах, железнодорожных вагонах и т. Д.
| Анимация иллюстрирует типичный плоский двигатель |
- РАДИАЛЬНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ - В двигателе с радиальным расположением или в радиальном двигателе все цилиндры расположены по кругу и все направлены к центру круга. Шатуны всех поршней работают на едином шатуне, который вращается вокруг центра круга.Этот тип двигателя использовался в авиационных двигателях, но теперь турбины используются более широко.
 |
| На рисунке показан типичный радиальный двигатель |
7. Двигатели внутреннего сгорания также могут быть классифицированы на основе ТОПЛИВНОГО ВПРЫСКА
- ВОЗДУШНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - Топливо впрыскивается в цилиндр струей сжатого воздуха. Этот тип двигателя был тяжелым и сложным и сейчас устарел.
- ДВИГАТЕЛЬ БЕЗОПАСНОЙ (или ТВЕРДЫЙ, МЕХАНИЧЕСКИЙ) ИНЖЕКТОР - Топливо впрыскивается в цилиндр через топливный клапан топливным насосом высокого давления. В настоящее время это тип двигателей, которые используются.
- ЕСТЕСТВЕННЫЙ РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - В этих типах двигателей создается вакуум, когда поршень отходит от сгорания и, как следствие, втягивает свежий заряд.Наш автомобильный двигатель - прекрасный пример двигателя такого типа. (бензиновые двигатели)
- - двигатель с наддувом - При таком типе двигателя заряд поступает в цилиндр под давлением, превышающим атмосферное давление. Это высокое давление может создаваться насосом или нагнетателем или турбонагнетателем отработавших газов. Наш корабль использует двигатели с наддувом
- ДВИГАТЕЛЬ ТЯЖЕЛОГО ТОПЛИВА - Это двигатели, которые могут сжигать высоковязкое топливо
- ДИЗЕЛЬНОЕ МАСЛО ДВИГАТЕЛЯ - Это двигатели, которые могут сжигать дизельное топливо
- БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - Это двигатели, которые могут сжигать бензин в качестве топлива.Эти двигатели также могут использовать керосин.
- ДВИГАТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ ГАЗА - Это двигатели, которые используют газообразное топливо при более высоком сжатии. Существует три способа сжигания этого газообразного топлива, и в результате эти двигатели соответственно названы. Эти двигатели:
ДВОЙНОЙ ТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - В этих типах двигателей газ и воздух поступают в цилиндр одновременно, и это смесь газа и воздуха, которая сжимается. В конце сжатия топливо впрыскивается, чтобы помочь воспламенению и вызвать гладкое и быстрое воспламенение.
| На рисунке показан типичный двухтопливный двигатель Wartsila |
ВЫСОКАЯ СЖАТИЕ, ДВИГАТЕЛИ ЗАЖИГАНИЯ С ИСКРЕННЫМ ГАЗОМ - В этих типах двигателей газ и воздух поступают в цилиндр одновременно, и это смесь газа и воздуха, которая сжимается.В конце сжатия свеча зажигания производит искру, которая зажигает смесь и вызывает сгорание.
10. Двигатели внутреннего сгорания также классифицируются по скорости
- МЕДЛЕННЫЕ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛИ - Двигатели с частотой вращения менее 300 об / мин
- СКОРОСТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ - Двигатели с частотой вращения от 300 до 1000 об / мин.
- ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ - Двигатели с оборотами более 1000 об / мин.
- КВАДРАТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - Если отношение отверстия к ходу становится равным 1, т. Е. Если отверстие такое же, как ход, двигатель называется квадратным Двигатель. В этом типе двигателя размеры коленчатого вала становятся меньше по сравнению с шейкой и шатуном.
 |
| На рисунке показаны отверстие и длина хода |
- ДВИГАТЕЛЬ НАД КВАДРАТНЫМИ КВАДРАТАМИ (ДВИГАТЕЛИ С КОРОТКИМ ХОДОМ) - Если отношение диаметр / ход больше 1, i.Диаметр отверстия больше длины хода. Это позволяет разместить больше клапанов в головке цилиндров. Двигатели этого типа допускают более высокие обороты и, следовательно, большую мощность без чрезмерной скорости поршня. Эти двигатели имеют меньшие потери на трение (из-за уменьшенного расстояния, пройденного при каждом обороте двигателя) и более низкое напряжение коленчатого вала (из-за более низкой пиковой скорости поршня относительно частоты вращения двигателя). Из-за увеличенной площади поверхности поршня и головки тепловые потери увеличиваются при чрезмерном увеличении соотношения отверстие / ход.Поскольку эти характеристики способствуют более высокой частоте вращения двигателя, двигатели с квадратными углами часто настраиваются для достижения максимального крутящего момента при относительно высокой скорости. Уменьшенная длина хода позволяет получить более короткий цилиндр и иногда более короткий соединительный стержень, что обычно делает квадратные двигатели менее высокими, но шире, чем нижние квадратные двигатели аналогичной мощности. Источник википедии
- ПОД КВАДРАТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (ДВИГАТЕЛЬ С ДЛИННЫМ ХОДОМ) - Если отношение отверстие / ход меньше 1 или если отношение ход / отверстие больше 1, то считается, что двигатель работает под квадратом.Это означает, что длина хода больше, чем отверстие. При данной частоте вращения двигателя более длинный ход увеличивает трение двигателя (поскольку поршень перемещается на большее расстояние за один ход) и увеличивает нагрузку на коленчатый вал (из-за более высокой пиковой скорости поршня). Меньшее отверстие также уменьшает площадь, доступную для клапанов в головке цилиндров, что требует их меньшего или меньшего числа. Поскольку эти факторы способствуют снижению оборотов двигателя, двигатели с квадратным сечением чаще всего настраиваются на пиковый крутящий момент при относительно низких скоростях.Двигатель с квадратным сечением обычно будет более компактным в направлениях, перпендикулярных движению поршня, но больше в направлении, параллельном движению поршня. Источник википедии
- СУПЕРДЛИННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ - Чтобы повысить эффективность гребного винта и улучшить сгорание даже при низком содержании топлива, уменьшите число оборотов в минуту. двигатели с еще более длинными ударами набирают популярность. Эти двигатели имеют коэффициент хода / отверстия в диапазоне 3.
Подавляющее большинство автомобилей (легковых и коммерческих автомобилей), которые продаются сегодня, оснащены двигателями внутреннего сгорания . В этой статье мы расскажем, как работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с двигателем .
Двигатель внутреннего сгорания классифицируется как тепловой двигатель . Он называется внутренним , потому что сгорание топливовоздушной смеси происходит внутри двигателя, в камере сгорания, и некоторые из сгоревших газов являются частью нового цикла сгорания.
По сути, двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию горючей воздушно-топливной смеси в механическую энергию . Он называется , 4 такта, , потому что поршню требуется 4 такта для выполнения полного цикла сгорания. Полное название двигателя для легкового автомобиля: 4-х поршневой двигатель внутреннего сгорания , сокращенно ICE (Двигатель внутреннего сгорания).
Теперь давайте рассмотрим, какие из них являются основным компонентом ICE.
 Изображение: детали двигателя внутреннего сгорания (DOHC) | Легенда:
TDC - верхняя мертвая точка BDC - нижняя мертвая точка |
головка цилиндра ( 8) обычно содержит распределительный вал (ы), клапаны, клапанные ковши, возвратные пружины клапана, свечи зажигания и форсунки (для двигателей с прямым впрыском).Через головку цилиндров протекает охлаждающая жидкость двигателя.
Внутри блока двигателя (12) мы можем найти поршень, шатун и коленчатый вал. Что касается головки цилиндров, то через блок цилиндров протекает охлаждающая жидкость, помогающая контролировать температуру двигателя.
Поршень движется внутри цилиндра от BDC до TDC. Камера сгорания - это объем, создаваемый между поршнем, головкой цилиндров и блоком цилиндров, когда поршень находится близко к ВМТ.
На рисунке 1 мы можем рассмотреть полный набор механических компонентов ДВС.Некоторые компоненты зафиксированы (например, головка цилиндра, блок цилиндров), а некоторые из них движутся. На рисунке ниже мы рассмотрим основную движущуюся часть ДВС, которая преобразует давление газа внутри цилиндра в механическую силу.
Изображение: движущиеся части двигателя внутреннего сгорания
Условные обозначения:
- звездочка распределительного вала
- поршень
- коленчатый вал
- шатун
- клапан
- клапан ведро
- распределительный вал
Вращение распределительного вала с вращением коленчатого вала через зубчатый ремень или цепь.Положение впускного и выпускного клапанов должно быть точно синхронизировано с положением поршня, чтобы циклы сгорания происходили соответствующим образом.
Полный цикл двигателя для 4-тактного ДВС имеет следующие фазы (такты):
- впуск
- компрессия
- мощность (расширение)
- выпуск
Ход - это движение поршня между двумя мертвыми центры (снизу и сверху).
Теперь, когда мы знаем, какие компоненты ДВС, мы можем исследовать, что происходит в каждом такте цикла двигателя.В таблице ниже вы увидите положение поршня в начале каждого хода и подробную информацию о событиях, происходящих в цилиндре.
Ход 1 - INTAKE
| Ход впуска двигателя внутреннего сгорания | В начале такта впуска поршень находится вблизи ВМТ. Впускной клапан открывается, поршень начинает двигаться в направлении BDC. Воздух (или воздушно-топливная смесь) втягивается в цилиндр. Этот ход называется INTAKE, потому что свежий воздух / смесь забирается в двигатель.Ход впуска заканчивается, когда поршень находится в BDC. Во время такта впуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов). |
Ход 2 - СЖАТИЕ
| Ход сжатия двигателя внутреннего сгорания | Ход сжатия начинается с поршня в BDC, после завершения такта впуска. Во время такта сжатия оба клапана, впускной и выпускной, закрыты, и поршни движутся в направлении ВМТ.Когда оба клапана закрыты, воздух / смесь сжимаются, достигая максимального давления, когда поршень приближается к ВМТ. До того, как поршень достигнет ВМТ (но очень близко к нему), во время такта сжатия:
Во время такта сжатия двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов) больше, чем ход впуска. |
Ход 3 - МОЩНОСТЬ
| Рабочий ход двигателя внутреннего сгорания | Рабочий ход начинается с поршня в ВМТ.Оба клапана, впускной и выпускной, все еще закрыты. Сгорание воздушно-топливной смеси начинается в конце такта сжатия, что вызывает значительное повышение давления внутри цилиндра. Давление внутри цилиндра толкает поршень вниз к BDC. Только во время рабочего хода двигатель вырабатывает энергию. |
Ход 4 - ВЫХЛОП
| Ход выхлопа двигателя внутреннего сгорания | Ход выхлопа начинается с поршня на BDC, после завершения рабочего хода.Во время этого хода выпускной клапан открыт. Движение поршня от BDC к TDC выталкивает большую часть выхлопных газов из цилиндра в выхлопные трубы. Во время такта выпуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов). |
Как видите, для полного цикла сгорания (двигатель) поршень должен выполнить 4 такта. Это означает, что один цикл двигателя занимает двух полных оборотов коленчатого вала (720 °).
Единственный ход, который производит крутящий момент (энергию), это , рабочий ход , все остальные потребляют энергию.
Линейное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала через шатун.
Для лучшего понимания мы суммируем начальное положение поршня, положение клапана и энергетический баланс для каждого хода.
| Ход хода | Имя хода | Начальное положение поршня | Состояние впускного клапана | Состояние выпускного клапана | Энергетический баланс | 1 9003 В наличии | Энергетический баланс | Энергетический баланс | TDC | Открыто | Закрыто | Расходы | |
| 2 | Сжатие | BDC | Закрыто | Закрыто | Потребляется | ||||||||
| 3 | Мощность | TDC | Закрыто | Закрыто | Продукция | ||||||||
| 4 | Выхлоп | BDC | Закрыто | Открыто | Потребляется |
В анимации ниже вы можете ясно увидеть, как работает двигатель внутреннего сгорания.Обратите внимание на положение поршня, положение клапана, момент, когда происходит воспламенение, и последовательность ударов.
Анимация двигателя внутреннего сгорания
В следующих статьях мы подробнее рассмотрим параметры, характеристики и компоненты двигателя внутреннего сгорания. Если у вас есть вопросы или комментарии по поводу этой статьи, используйте форму ниже для размещения.
Не забудьте лайкать, делиться и подписываться!
Проверьте свои знания в области двигателей внутреннего сгорания, пройдя тест ниже:
Викторина! (нажмите, чтобы открыть)
.
