Arskama.ru

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

Число цилиндров двигателя что это

Пять систем, которые снижают ресурс двигателя автомобиля

Не секрет, что новые моторы разрабатываются исходя из требований экономичности и экологичности, а потребительские характеристики при этом уходят на дальний план. В итоге снижается надежность и ресурс двигателя.

При выборе автомобиля стоит учитывать эту тенденцию. Есть список характеристик, которые неизбежно сокращают ресурс двигателя.

Первый пункт — это снижение объема камер сгорания. Это уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу. При этом обозначенная мощность мотора обеспечивается за счет увеличенной степени сжатия, которая позволяет улучшить скорость сгорания.

Степень сжатия ограничена топливными характеристиками и материалами, из которых сделаны механизмы поршневой группы. Если степень сжатия увеличивается на треть, то воздействие на поршень и подвижные части вырастает в два раза. С этой точки зрения в легковых авто оптимальными потребительскими свойствами обладают 1,6-литровые 4-цилиндровые двигатели, пишет aif.ru.

Второй пункт — применение поршней с короткой юбкой. Логика производителя следующая. Чем меньше поршень, тем он легче. И благодаря этому он обеспечивает большую отдачу и эффективность. Сокращение юбки поршня в сочетании уменьшением плеча шатуна влечет за собой рост нагрузки на стенки цилиндров. На высоких оборотах такой поршень иногда пробивает масляную пленку и соприкасается с металлом цилиндров. Что, конечно, не продляет службу поршневой группы.

Третьим в списке идет использование турбонаддува на малообъемных моторах. Чаще всего встречается турбонаддув, работающий на энергии выхлопных газов для вращения центростремительной турбины. Температура в ней достигает 1000 градусов. Чем больше литровая мощность мотора — тем сильнее износ. Чаще всего турбоагрегат ломается на пороге 100 тысяч километров. Турбина может быстро вывести из строя поршневую часть, поскольку турбокомпрессор возьмет весь запас моторного масла.

Четвертый пункт — отсутствие прогрева двигателя при минусовых температурах. Действительно, современные моторы могут начинать работу без прогрева благодаря новейшим системам впрыска. При понижении температуры нагрузка на детали резко возрастает: двигателю нужно прокачать масло и прогреться хотя бы минут пять. Но из-за экологических требований производители опускают эту рекомендацию. А срок службы шатунно-поршневой группы сокращается.

Пятой в списке стоит система «старт/стоп». Ее придумали немецкие автопроизводители для отсечения режима холостого хода, при котором в атмосферу выбрасывается немало вредных веществ. Как только скорость автомобиля падает до нуля, система отключает двигатель. Проблема в том, что каждый мотор рассчитан на определенное число пусков. Без этой системы за 20 лет двигатель запустится, в среднем, 100 тысяч раз. С ней — около 10 миллионов. Чем больше пусков — тем сильнее происходит выработка трущихся частей.

Строение автомобиля

Расположение цилиндров двигателя

Рядная компоновка технологически является самой простой по конструкции и при рядной компоновке блок самый тяжёлый, зато ремонт или восстановление блока и постелей блока не представляет трудностей. Рядное расположение цилиндров очень распространённо в крупных судовых дизельных двигателях, где ключевым является удобство обслуживания.

V-образный двигатель имеет два варианта компоновки блока — со смещением левого и правого блоков между собой (рядом стоящие шатуны на шейке), либо без смещения (прицепной шатун, неравные степени сжатия на левом и правом блоках). Эти варианты нашли свое применение в автомобилестроении.

W-образный и звездообразный двигатели имеют ещё более компактный блок цилиндров и укороченный вал. Вес такого блока двигателя ниже, но он менее жёсткий и более сложный в ремонте. Звездообразные нашли свое применение на некоторых типах вертолётов. Стоимость таких двигателей очень высокая.

Блок имеет три основных размера: диаметр цилиндра, ход поршня, количество цилиндров (характеристики двигателя).

Блок цилиндров должен иметь достаточно высокую жёсткость, чтобы избежать овализации цилиндров и задира поршней выше допустимых пределов.

Примеры расположения цилиндров двигателей:

а — четырехлистный V образный шести цилиндровый; б — четырехтактный V образный восьми цилиндровый; в— четырехтактный рядный четырех цилиндровый; г — четырехтактный рядный шести цилиндровый.

Одноцилиндровый четырехтактный двигатель имеет значительную неравномерность вращения коленчатого вала, которая вызвана тем, что за два оборота коленчатого вала только в течение одного полуоборота коленчатый вал вращается вследствие давлении газов, а три полуоборота — за счет энергии, накопленной маховиком. Причем во время рабочего хода вращение коленчатого вала ускоренное, а во время подготовительных ходов — замедленное, что вызывает повышенную вибрацию двигателя, которая может быть лишь частично уменьшена вследствие значительного момента инерции маховика.

Повышения равномерности работы двигателя можно добиться увеличением числа цилиндров, так как при этом может быть увеличено число рабочих ходов, приходящихся на один оборот коленчатого вала.

Варианты расположения цилиндров двигателя:

а — однорядный; б — однорядного с наклонением по вертикали; в — V-образного; г — с противоположно лежащими цилиндрами; 1 — цилиндр, 2 — головка цилиндров; 3 — блок картер; 4 — поддон.

Цилиндры двигателя могут располагаться:

• вертикально в один ряд (рядное расположение);
• горизонтально в один ряд;
• однорядно с наклоном от вертикали;
• двухрядно V-обрачно;
• опозитно.

Битурбированный V6 объемом 3,0 литра: самый совершенный V6 в истории Infiniti

Гонконг – Infiniti представляет легкий и компактный битурбированный двигатель V6 объемом 3,0 л. Это самый технологичный и современный V6 за всю историю компании: приемистый, экономичный и мощный.

Читать еще:  Частотные регуляторы оборотов асинхронных двигателей

3,0-литровый битурбированный V6 является частью совершенно нового семейства эксклюзивных двигателей VR Infiniti – эта серия моторов является свидетельством технического совершенства Infiniti в производстве моторов. Уровень выходной мощности и крутящего момента нового мотора превосходит показатели всех предшествующих силовых агрегатов Infiniti такого типа.

Одним из факторов уменьшения массы и размера двигателя стало использование легкого и компактного блока цилиндров, а также ряда новых особенностей и технологических инноваций. В результате инженерам Infiniti удалось добиться большей механической эффективности и отличных рабочих характеристик двигателя.

Некоторые модели Infiniti будут оснащаться совершенно новым битурбированным V6 объемом 3,0 литра с 2016 года, доступного с выходной мощностью 300 или 400 л.с. Несмотря на разный уровень мощности двигатели созданы с использованием одних и тех же технологий, и отличаются непревзойдённой динамикой и откликом.

Самый технологичный V6 в истории Infiniti

Отличительными чертами нового мотора семейства VR являются захватывающие сочетание приемистости, экономичности и динамики. Двигатели VR предназначены для использования в новейших моделях Infiniti, которые были созданы с учетом потребностей клиентов на всех мировых рынках. Это в очередной раз подчеркивает глобальный подход бренда.

Создавая новейший битурбированный V6 объемом 3,0 л, компания смогла опереться на богатый опыт разработки шестицилиндровых силовых агрегатов. Двигатели V6 из предыдущего семейства VQ устанавливались на автомобили Infiniti с 1994 года и были отмечены множеством наград.

На протяжении 14 лет, с 1995 по 2008 год, двигатели VQ входили в топ-10 лучших двигателей по версии журнала Ward Auto.

Новые технологии – залог лучшей в классе выходной мощности и экономичности

Совершенно новый двигатель был специально разработан с учетом оптимального соотношения мощности и крутящего момента для силового агрегата таких размеров в сочетании с оптимизированным расходом топлива.

Более мощная версия развивает 400 л.с. (298 кВт) при 6400 об/мин и 475 Н-м при 1600-5200 об/мин. Другая версия достигает максимальной мощности в 300 л.с. при 6400 об/мин, а крутящий момент 400 Н-м доступен в диапазоне от 1600 до 5200 об/мин.

Еще одним отличием является наличие одного водяного насоса в версии 300 л.с. и двух насосов в версии 400 л.с. для эффективного использования тепловой энергии при высокой нагрузке на двигатель. Оптический датчик скорости турбины для версии 400 л.с. на 30% усиливает эффективность работы турбины за счет ускорения вращения лопастей.

Оба двигателя потребляют на 6,7% меньше топлива, чем их предшественники, а более мощная версия мощностью 400 л.с. отличается лучшим в классе соотношением мощности и расхода топлива.

Ряд современных технологий позволил инженерам Infiniti добиться впечатляющих показателей. Одно из инновационных решений – продвинутая система управления газораспределением (Advanced timing control), которая повышает скорость отклика двигателя, позволяя автомобилю быстрее реагировать на действия водителя.

Новый электромотор, интегрированный в систему газораспределения, повышает скорость открытия дроссельной заслонки, и, как следствие, скорость отклика двигателя. Это решение не только повышает выходную мощность и крутящий момент, но и снижает расход топлива через более точное управление процессом сгорания в цилиндрах.

Новая система с двойной турбиной обеспечивает плавный и в то же время моментальный отклик при ускорении – а также сокращает расход топлива. Оптимизированный дизайн лопастей позволяет повысить эффективность работы – увеличенная скорость вращения турбины непременно сказывается на скорости отклика двигателя.

Новый датчик скорости турбины позволяет ей разгоняться до 220 000 об/мин в стабильном режиме и до 240 000 об/мин в переходном режиме – это самые высокие показатели для двигателей V6. Двигатель получает увеличенную разгонную динамику – двойная турбина повышает крутящий момент и мощность на 30% для 400-сильной версии.

Инженеры разработали улучшенную систему водяного охлаждения системы турбонаддува – это еще один вклад в повышение работоспособности и экономичности двигателя. Система быстро охлаждает воздух, поступающий в турбину, сокращая, тем самым, время провала тяги и повышая скорость отклика при ускорении. Дополнительным плюсом технологии являются более компактные размеры системы: воздух проходит более короткий путь на входе в турбину, что сокращает время ожидания отклика двигателя.
Новый электропривод выпускного клапана более четко контролирует поток выхлопных газов, ограничивая количество газа, проходящего через систему, тем самым повышая эффективность работы двигателя.

Малый вес, повышенная механическая эффективность и превосходная динамика

Основа битурбированного V6 объемом 3,0 литра весит 194,8 кг – на 14,1 кг меньше, чем предшественник. Новый турбонагнетатель и продвинутая система внутреннего охлаждения весят еще 25,8 кг – таким образом, общая масса силового агрегата составляет 220,6 кг.

Рабочий объем нового силового агрегата на 19% (или 0,7 л) меньше, чем у предыдущих V6 благодаря использованию новейших инженерных решений и технологий. Моторы Infiniti всегда ценились за свою легкую алюминиевую конструкцию и низкие показатели механического трения, что способствовало долговечности и плавности работы.

Одним из главных решений, позволивших сократить массу двигателя, является применение интегрированного выпускного коллектора для головок цилиндров. Это решение не только сделало мотор легче, но и повысило эффективность охлаждения благодаря рассеиванию тепла через алюминиевые стенки цилиндров.

Читать еще:  Чем опасны турбированные двигатели

Инженеры использовали целый ряд инновационных технологий для повышения динамики V6. Главной является новая система прямого впрыска топлива (DIG). Система впрыскивает под высоким давлением в камеру сгорания именно столько топлива, сколько необходимо для плавного разгона двигателя в зависимости от открытия дроссельной заслонки и текущей скорости. Именно эта система делает новый V6 самым экономичным двигателем такого типа (расход топлива ниже на 6,7%), а также самым экологически чистым.

Продвинутая система управления газораспределением позволяет точно регулировать соотношение топлива и воздуха в камере сгорания, позволяя двигателю работать более эффективно, и снижая уровень расхода топлива в любой ситуации.

Новая технология нанесения покрытия на поверхность цилиндров также повышает механическую эффективность двигателя. Новое «зеркальное» покрытие с низким уровнем трения позволяет поршням свободно перемещаться в цилиндрах за счет снижения уровня механического трения на 40% по сравнению с двигателями предыдущих поколений.

Благодаря зеркальному покрытию, увеличивающему прочность легких металлов, новый двигатель стал на 1,7 кг легче предшественника.
И, наконец, еще одна важная техническая особенность нового битурбированного мотора – новая интегрированная система выпускного коллектора, встроенная в головки цилиндров. Она позволила инженерам установить каталитический нейтрализатор отработавших газов ближе к выпускному коллектору. В результате сокращается путь движения горячих выхлопных газов, что позволяет нейтрализатору нагреваться практически мгновенно – в два раза быстрее, чем у предыдущих моделей двигателей. Это решение также сокращает уровень вредных выбросов при запуске двигателя в холодное время года.

Перемещение каталитического нейтрализатора ближе к точке выхлопа позволило сократить массу двигателя на 5,3 кг и сделать его значительно компактнее.

Новый алюминиевый блок цилиндров был создан с одинаковым диаметром и ходом поршня (86.0 x 86.0 мм). Таким образом, компании удалось добиться идеального баланса между динамикой и топливной экономичностью силового агрегата.

Производство нового двигателя V6 начнется в 2016 году

Старт производства нового битурбированного V6 объемом 3,0л запланирован на 2016 год. Двигатель будет выпускаться на заводе в Иваки, Фукусима, Япония.

Количество и расположение цилиндров

На всем протяжении истории автомобилестроения инженеры преследовали единственную главную цель – получить от двигателя максимальную отдачу.

Задача не ограничивается этими условиями. Перед конструкторами, как и прежде, стоит задача поместить двигатель заданной мощности в минимальный объем подкапотного пространства. Стараясь решить ее, разработчики экспериментируют, в числе прочего, с количеством цилиндров. В разное время в серийных автомобилях применялись как миниатюрные одноцилиндровые двигатели, таки огромные агрегаты с 16 цилиндрами.

Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания

Одноцилиндровый двигатель — простейшая конструкция с единственным рабочим цилиндром. Одноцилиндровый двигатель полностью не сбалансирован, поэтому его ход не равномерен. У двигателей этого типа наименьшее отношение площади поверхности цилиндра к рабочему объёму. Это важный параметр, так как потери тепла во время работы двигателя минимальны, а значит, КПД у одноцилиндрового двигателя самый высокий.

Популярные термины «long block» и «short block» не имеют никакого отношения к количеству цилиндров и длине блока, так как речь идет о высоте. Long block — мотор в сборе без навесного оборудования

Недостаток конструкции — в большом напряжении деталей кривошипно-шатунного механизма по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Они работают по двухтактному циклу, в котором рабочие ходы происходят вдвое чаще. На деле это означает, что двигатель работает на очень высоких оборотах, и детали испытывают колоссальные нагрузки. Кроме того, возможности по увеличению объема единственного поршня ограничены порогом возникновения детонации, а значит, повышать объем можно лишь до определенного предела. Из-за этого их качества применение одноцилиндровых двигателей в тяжелых четырехколесных транспортных средствах нецелесообразно. Чаще всего их используют в качестве силовой установки легких мотоциклов или мопедов. Из четырехколесных средств передвижения такие двигатели ставились только на мотоколяски для инвалидов.

Рядный двухцилиндровый двигатель

В этой конфигурации два цилиндра расположены в ряд и вращают общий коленчатый вал.

Так же, как и одноцилиндровый, рядный двухцилиндровый двигатель не сбалансирован и не обеспечивает плавности хода (при работе по четырехтактному циклу). Четырёхтактные двухцилиндровые двигатели неоднократно устанавливались в сверхкомпактные автомобили наподобие Daihatsu Mira. Для решения вопроса с вибрацией в конструкции двигателя применяются балансировочные валы.

Двухтактные двухцилиндровые двигатели нашли очень широкое применение, так как работают без вибрации. Их очень часто можно видеть в конструкции мотоциклов. В прошлом, когда об экономии топлива конструкторам задумываться всерьез не приходилось, нередко можно было видеть двухцилиндровые двигатели достаточно большого объёма.

Рядный трёхцилиндровый двигатель

В этой конфигурации три цилиндра расположены в ряд, поршни вращают один общий коленчатый вал.

Трехцилиндровый двигатель не сбалансирован как в четырехтактном, так и в двухтактном варианте. Его относительная распространенность объясняется простотой в производстве. В четырехтактном варианте двигатель работает не плавно, поэтому требуется применение балансировочного вала. Используется на автомобилях с небольшим рабочим объёмом, таких как Opel Corsa или Pajero Mini, нередко в сочетании с турбиной для увеличения мощности. балансировочный (успокоительный) вал, который вращается со скоростью коленвала, но в обратную сторону и компенсирует момент 1-го порядка.

Читать еще:  Газ 2705 газель технические характеристики двигателя

Рядный четырёхцилиндровый двигатель

Наиболее распространенная в наше время конфигурация двигателя с рядным расположением четырёх цилиндров. Плоскость расположения цилиндров может быть строго вертикальной или находиться под углом, как у некоторых двигателей Volkswagen.

Четырехтактные двигатели L4 не сбалансированы, но, так же как и трехцилиндровые, просты в производстве. Современные рядные четырехцилиндровые двигатели редко имеют рабочий объем более 2,3 – 2,4 литра. Ограничение связано с возрастанием уровня вибраций, поэтому на современных двигателях большого объема часто используются успокоительные валы. Применяется на огромном количестве автомобилей разных марок и моделей.

Рядный пятицилиндровый двигатель

В этой конфигурации двигателя внутреннего сгорания в ряд расположены пять цилиндров, поршни вращают один общий коленчатый вал. Двигатель этой конструкции не сбалансирован, но при определенном порядке срабатывания цилиндров (1-2-4-5-3) проблема вибрации не возникает.

В целях экономии производители нередко не разрабатывают новый блок, уменьшая количество цилиндров. Именно поэтому иногда более мощный двигатель без переделок встает на место маломощного

Рядные пятицилиндровые двигатели нередко встречаются в некоторых моделя Audi и Volkswagen, Mercedes, Honda, Fiat, Daihatsu, Mitsubishi и некоторых других. Впервые в истории легковых автомобилей пятицилиндровый двигатель появился на Audi 100 начала 1980-х.

Рядный шестицилиндровый двигатель

В рядном шестицилиндровом двигателе поршни также вращают общий коленвал. С точки зрения теории, четырёхтактный шестицилиндровый двигатель полностью сбалансирован, так как силы инерции разных цилиндров компенсируют друг друга. К тому же, в отличие от рядного четырехцилиндрового двигателя, силы инерции 2-го порядка также взаимно компенсируются. В итоге шестицилиндровые рядные двигатели просты конструктивно и обеспечивают высокую плавность хода. Опять же, согласно теории, взаимная компенсация всех сил роднит его со схемой V12, которая представляет собой два расположенных под углом друг к другу шестицилиндровых двигателя с единым коленвалом.

V-образный шестицилиндровый двигатель

В этом двигателе применена схема с двумя рядами цилиндров, по три в ряд, и общим коленвалом. Цилиндры расположены под углом друг к другу, чем и обусловлено появление в названии буквы V.

По популярности конфигурация уступает только рядному четырёхцилиндровому двигателю.

Впервые появился на итальянской модели Lancia Aurelia в 1950 году, однако за счет компактности быстро завоевал популярность, особенно в период массового перехода на поперечное расположение двигателя.

V6 не сбалансирован, но успокоительные валы не применяются — проблема вибрации решается противовесами на коленчатом вале.

Рядный восьмицилиндровый двигатель

В этой конфигурации в один ряд расположены восемь цилиндров. Поршни, как и в других рядных двигателях, вращают один коленчатый вал.

При определённой настройке восьмицилиндровый двигатель полностью сбалансирован. По сравнению с рядным шестицилиндровым, он совершает больше рабочих циклов за фиксированный отрезок времени, поэтому под нагрузкой показывают более плавный ход.

V-образный восьмицилиндровый двигатель

Восемь цилиндров в этой конфигурации расположены двумя рядами по четыре в ряд. Поршни вращают общий коленчатый вал. V8 – удобная конфигурация для создания компактного двигателя большого объема. Максимальный рабочий объём современного (мелко) серийного двигателя V8 13 литров (суперкар Weineck Cobra 780 cui). С 2006 года в применение V8 объемом 2,4 литра закреплено в техническом регламенте Формулы 1.

Рядный десятицилиндровый двигатель

Двигатель с рядным расположением десяти цилиндров. Поршни вращают общий коленчатый вал. Десятицилиндровый агрегат полностью сбалансирован, и совершает еще больше рабочих циклов в единицу времени, чем l8, что обеспечивает еще более выраженную плавность хода.

V-образный двенадцатицилиндровый двигатель

В этой конфигурации два ряда по шесть цилиндров расположены под углом друг к другу. Поршни вращают общий коленчатый вал.

X-образный двенадцатицилиндровый двигатель

В этой конфигурации двенадцать цилиндров расположены в три ряда по четыре цилиндра в ряду. Поршни вращают общий коленчатый вал.

W-образный двенадцатицилиндровый двигатель

В W-образном двигателе три ряда цилиндров расположены рядами по четыре, под углом друг к другу. Поршни также вращают один общий коленчатый вал.

Шестнадцатицилиндровые двигатели

В настоящее время в серийных автомобилях эти двигатели не применяются.В 1930 под брендом Cadillac была выпущена модель V16 с шестнадцатицилиндровым двигателем объёмом 7,3 литра мощностью 185 л.с. V16 оказался единственным серийным легковым автомобилем с двигателем V16.

Самый большой и мощный дизельный двигатель в мире достигает 13.5 метров высоты и 26.59 метров длины. У него всего 14 цилиндров

Значительно позже, в 1987 году, двигатель V16 на автомобиль седьмой серии Е32 в качестве эксперимента установила компания BMW. Рабочий объем двигателя составлял 6,76, а мощность 408 л.с. Чтобы разместить двигатель под капотом, пришлось перенести радиаторы системы охлаждения в багажник.

Под капотом суперкара Bugatti Veyron Vitesse установлен двигатель W16 мощностью в 1200 л. с. при 6400 об/мин. Крутящий момент силовой установки из 4-х блоков по 4 цилиндра в каждом равен 1500 Н·м в пределе 3000—5000 об/мин.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector