Из каких деталей состоит простейший двигатель: Из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего возгорания

Работа газа при расширении. Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина

Издавна человек задумывался над тем, как сделать механизмы, которые помогали бы ему выполнять тяжёлую работу. Сначала он использовал простые механизмы — рычаги, наклонную плоскость, различные передающие механизмы, блоки и т. п.

С тех пор как человечество познало закономерности тепловых явлений, учёные стремились найти способы использования тепловой энергии, в частности способы преобразования её в механическую. Вы уже знакомы с законом сохранения и превращения энергии и знаете, что внутреннюю энергию можно использовать для совершения механической работы.

Устройства, которые совершают механическую работу за счёт внутренней энергии топлива, называются тепловыми двигателями.

А каков принцип действия теплового двигателя? Ответим на этот вопрос проведя следующий эксперимент. Возьмём цилиндр, внутри которого под поршнем находится газ. Положим на поршень груз, например, гирю, и начнём нагревать газ в цилиндре.

С повышением температуры газа поршень начнёт постепенно перемещаться вверх, поскольку вследствие нагревания газ расширяется. Следовательно, в процессе теплопередачи газ под поршнем выполняет механическую работу, поднимая груз на некоторую высоту.

Если нагревание газа прекратить, то в результате теплообмена с окружающей средой он будет остывать, его объем уменьшится и поршень опустится вниз.

На таком способе преобразования тепловой энергии в механическую, путём выполнения работы, и основывается действие тепловых машин.

В 1781 г. Дж. Уатт продемонстрировал паровую машину, которая приводила в непрерывное вращательное движение вал.

Двигатель Уатта, мощностью 10 л. с., стало возможным установить и использовать в любом месте и для любых целей. Поэтому он на протяжении долгого времени применялся в качестве универсального двигателя, приводящего в движение паровозы, пароходы и даже первые автомобили.

В 1824 г. французский учёный С. Карно предположил, что тепловая машина конструктивно должна состоять из трёх основных частей: нагревателя (то есть источника теплоты), рабочего тела, которое собственно и выполняет работу (например, пар в паровых двигателях), и холодильника, роль которого может выполнять окружающий воздух.

Устройство тепловой машины

В настоящее время существует несколько видов тепловых двигателей:

Это, собственно, паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины и реактивный двигатель.

И сегодня мы с вами более подробно рассмотрим устройство и принцип действия двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины.

Начнём с двигателя внутреннего сгорания. Его преимуществом перед другими двигателями является то, что топливо сгорает внутри цилиндра двигателя (отсюда название). Это делает их более дешёвыми и экономичными, а также менее металлоёмкими.

А каков принцип действия двигателя внутреннего сгорания? Ответим на этот вопрос, на примере четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень, соединённый с шатуном. Шатун насажен на коленчатый вал и приводит его во вращение при поступательном движении поршня в цилиндре. В верхней части цилиндра имеются два отверстия, в которые вставлены клапаны: впускной и выпускной. Через них в цилиндр поступает горючая смесь, и выходят отработавшие газы. Также в верхней части двигателя располагается свеча зажигания, которая вырабатывает искру для воспламенения горючей смеси.

В четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания рабочий цикл состоит из следующих четырёх тактов.

Первый такт — впуск.

Во время этого такта происходит движение поршня вниз от верхней мёртвой точки в нижнюю мёртвую точку. Мёртвыми точками называют крайнее верхнее и нижнее положение поршня в цилиндре двигателя. Давление газа в цилиндре над поршнем при его движении вниз уменьшается, и в него через входной клапан поступает горючая смесь. Выпускной клапан при этом закрыт.

Когда поршень придёт в нижнюю мёртвую точку, закроется и впускной клапан.

Второй такт — сжатие. Поршень движется из нижней точки вверх, клапаны остаются закрытыми, и рабочая смесь сжимается. В результате сжатия температура горючей смеси повышается до трёхсот — шестисот градусов Цельсия, в зависимости от типа двигателя.

При приближении поршня к верхней мёртвой точке в свече зажигания проскакивает искра, и горючая смесь воспламеняется.

Третий такт — это рабочий ход. При сгорании горючей смеси выделяется большое количество теплоты, резко повышаются давление и температура газа. Затем газ расширяется: его объём увеличивается, а давление уменьшается при неизменной температуре.

Расширяясь, газ толкает поршень и соединённый с ним коленчатый вал, совершая механическую работу. При этом газ охлаждается, так как часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию.

И наконец четвёртый такт — это выпуск. После того как поршень придёт в нижнюю мёртвую точку, давление в цилиндре уменьшится. При движении поршня вверх открывается выпускной клапан, и начинается выпуск отработавших газов. В конце этого такта выпускной клапан закрывается. Затем цикл повторяется.

Обратите внимание на то, что из четырёх тактов только один — третий — является рабочим. Для того чтобы поршень переходил нижнюю и верхнюю мёртвые точки, на коленчатый вал насаживают массивный маховик. Благодаря его инертности коленчатый вал сразу не прекращает вращение. И поршень проходит мёртвые точки.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания сыграло огромную роль в автомобилестроении. Первый автомобиль с бензиновым двигателем был создан в 1886 г. Г. Даймлером.

В том же году, но чуть позже, появился трёхколёсный автомобиль К. Бенца. Его скорость была целых восемнадцать километров в час!

А уже в 1892 г. свой первый четырёхколёсный автомобиль построил и Г. Форд.

 

Современный двигатель состоит из четырёх или восьми цилиндров.

Четырёх цилиндровый ДВС

В четырёхцилиндровом двигателе в каждом из цилиндров поочерёдно осуществляется рабочий ход, и коленчатый вал всё время получает энергию от одного из поршней, поэтому его вращение происходит непрерывно, без остановок.

Паровая турбина — другой тип теплового двигателя, который широко применяют на современных тепловых электростанциях.

Паровая турбина представляет собой насаженный на вал массивный диск, на котором укреплены лопасти. На лопасти поступает пар из сопла.

Работает турбина следующим образом. Пар, полученный в паровом котле, имеет температуру, близкую к шестистам градусам Цельсия. Он направляется в сопло и в нём расширяется. При расширении пара происходит превращение его внутренней энергии в кинетическую энергию направленного движения струи пара.

Струя пара, обладающая большой кинетической энергией, поступает из сопла на лопасти турбины и передаёт им часть своей энергии, приводя турбину во вращение. Вал и диск с лопастями образуют ротор турбины, который помещается в корпусе. По всей поверхности корпуса устанавливаются сопла. Обычно турбины имеют несколько дисков, каждый из которых получает часть энергии пара.

Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания

Работа газа и пара
при расширении.
Двигатель
внутреннего
сгорания
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Сегодня мы:
1 узнаем, что такое тепловые двигатели;
2
выясним, из каких частей состоит простейший
тепловой двигатель;
познакомимся с устройством и принципом действия
3
двигателя внутреннего сгорания и паровой
турбины.

Закон сохранения и превращения
 
энергии
Закон сохранения и превращения энергии:
величина полной энергии замкнутой
системы остаётся постоянной. При этом,
будучи несозидаемой и неуничтожаемой,
энергия может превращаться из одного
вида в другой.
Джеймс Джоуль
1818–1889
Герман
Гельмгольц
1821–1894
Роберт Майер
1814–1878
полн=
Тепловые двигатели
Тепловые двигатели — это
устройства, которые совершают
механическую работу за счёт
внутренней энергии топлива.
А каков принцип
действия теплового
двигателя?
Тепловые двигатели
Значит, газ под
поршнем выполняет
механическую
работу.
Паровой двигатель Уатта
Джеймс Уатт
1736–1819
Первый паровой автомобиль
Джеймс Уатт
1736–1819
Нагреватель
Q1
Рабочее
тело
Q2
Сади Карно
1796–1832
Холодильник
А
Виды тепловых
двигателей
Паровая машина
Двигатель
внутреннего
сгорания
Паровая и
газовая турбины
Реактивный
двигатель
Двигатель внутреннего
сгорания
Двигатель внутреннего сгорания —
двигатель, в котором топливо
сгорает непосредственно в рабочей
камере (внутри) двигателя.
А каков принцип
действия ДВС?
Двигатель внутреннего
сгорания
1 — цилиндр;
7
5
6
2 — поршень;
3 — шатун;
1
4 — коленчатый вал;
2
5 — впускной клапан;
6 — выпускной клапан;
7 — свеча зажигания.
3
4
Двигатель внутреннего
сгорания
I такт — впуск;
Мёртвые точки — это II такт — сжатие;
крайнее верхнее и
Только положение
третий
нижнее
III такт — рабочий ход;
такт является
поршня
в цилиндре
рабочим.
двигателя.
IV такт — выпуск.
1886
Г. Даймлер
1834–1900
1886
К. Бенц
1844–1929
1892
Г. Форд
1863–1947
Двигатель внутреннего
сгорания
В каждом из
цилиндров
поочерёдно
осуществляется
рабочий ход.
Паровая турбина
Паровая турбина — тепловой
двигатель, в котором энергия пара
преобразуется в механическую
работу.
Диск
с лопастями
Вал
Сопло
А каков принцип
действия паровой
турбины?
Паровая турбина
Паровая турбина
Паровая турбина — тепловой двигатель, в
котором энергия пара преобразуется в
механическую работу.
Главные выводы

Устройство и работа простейшего карбюратора

Категория:

   Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Публикация:

   Устройство и работа простейшего карбюратора

Читать далее:

Устройство и работа простейшего карбюратора

Устройство

Простейший карбюратор состоит из двух основных частей: смесеобразующего устройства и поплавковой камеры. В смесеобразующем устройстве происходит приготовление горючей смеси, а поплавковая камера является резервуаром, откуда топливо подается для смешения с воздухом.

Смесеобразующее устройство карбюратора имеет входной воздушный патрубок, диффузор, смесительную камеру, дроссельную заслонку, выходной патрубок. Выходной патрубок обычно заканчивается фланцем, которым карбюратор крепится к впускному трубопроводу двигателя.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

На входном патрубке устанавливают шланг для подвода воздуха или непосредственно воздушный фильтр. Диффузор является местным уменьшением сечения смесеобразующего устройства. Благодаря диффузору улучшаются условия распыливания топлива, так как при работе двигателя в самом узком сечении диффузора создается максимальная скорость воздушного потока. В этом месте устанавливают распылитель, представляющий собой трубку, выведенную в диффузор. Через распылитель происходит истечение и распыление топлива.

Поплавковая камера содержит поплавковый механизм, состоящий из поплавка и игольчатого клапана. Поплавок закреплен шарнирно на стенке поплавковой камеры. На рычаг поплавка опирается запорная игла игольчатого клапана.

При подаче топлива через штуцер в поплавковую камеру поплавок всплывает и своим рычагом поднимает запорную иглу, закрывая игольчатый клапан. Как только уровень топлива в поплавковой камере достигнет заданного предела, игольчатый клапан закроется полностью и поступление топлива в камеру прекратится. При расходовании топлива из поплавковой камеры поплавок опускается и приоткрывает игольчатый клапан. В поплавковую камеру вновь начинает поступать топливо до момента достижения заданного уровня. Таким образом, поплавковая камера с помощью поплавкового механизма обеспечивает поддержание заданного уровня топлива при всех режимах работы двигателя.

В нижней части поплавковой камеры располагают главный жиклер. Его основное назначение состоит в дозировании топлива для получения горючей смеси нужного состава. Жиклер представляет собой пробку с центральным калиброванным отверстием. Диаметр калиброванного отверстия жиклера выбирается в зависимости от требуемого расхода топлива. Большое значение для образования горючих смесей имеет также длина калиброванного отверстия жиклера, углы входных и выходных фасок, диаметры каналов в теле жиклера. Главный жиклер может быть установлен в нижней или верхней части распылителя.

Работа

При вращении коленчатого вала двигателя во время тактов впуска и при открытой дроссельной заслонке через смесительную камеру карбюратора проходит воздух. Внутри диффузора скорость потока воздуха значительно возрастает, и на выходе рыспылителя создается разрежение. При этом в поплавковой камере вследствие наличия отверстия давление остается равным атмосферному. Из-за разности давлений в поплавковой камере и в распылителе топливо начинает перетекать через главный жиклер и распылитель в виде фонтанчика, попадая в горловину диффузора. Здесь струя поступающего воздуха дробит вытекающее топливо на мелкие капельки, которые перемешиваются с воздухом, испаряются и образуют горючую смесь.

Образование горючей смеси в смесительной камере карбюратора происходит не в полном объеме. Часть топлива в виде капелек не успевает испариться и перемешаться с воздухом. Неиспарив-шиеся капельки топлива движутся в потоке воздуха и оседают на стенках смесительной камеры и впускного трубопровода. Топливо, осевшее на стенки, образует пленку, которая движется с малой скоростью. Чтобы испарить пленку топлива, впускной трубопровод при работе двигателя подогревается. Чаще всего используется жидкостный подогрев (от системы охлаждения двигателя) или подогрев теплом отработавших газов. Таким образом, можно считать, что образование горючей смеси заканчивается в конце впускного трубопровода двигателя.

Рекламные предложения:

Читать далее: Образование горючей смеси и влияние ее состава на работу двигателя

Категория: — Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

ДВИГАТЕЛЬ

101 ЧАСТЬ 1: Основы работы с двигателем для чайников

ВЫ НАЙДЕТЕ, ЧТО ВЫ ПРИВЫШАЕТЕСЬ к острым ощущениям и скорости быстрой езды, , но не знаете первой вещи о том, что на самом деле происходит под капотом? Хотите узнать больше о том, что происходит, не посещая Auto Shop 101? Вас пугает техник из местного производственного цеха, потому что он всегда пытается продать вам мигающую жидкость, подшипники глушителя и другие детали, о существовании которых вы даже не уверены? Если вы ответили «да» на любой из этих вопросов, вам следует начать именно с этого. Мы расскажем вам все о шумном куске металла, прикрепленного к вашим колесам, и немного о том, что заставляет его двигаться вперед.

Текст Майка Кодзимы и Арнольда Эухенио // Фотографии и иллюстрации сотрудников DSPORT

ДСПОРТ Выпуск № 148

---

Знание — сила

Чтобы полностью понять, как работают новейшие скоростные детали, вам сначала нужно понять, как работает двигатель. Большинство известных нам автомобилей приводится в действие так называемым четырехтактным двигателем.4-тактный — это четыре такта в энергетическом цикле; такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. Мы рассмотрим их более подробно в разделе «ДВИГАТЕЛЬ 101, ЧАСТЬ 2». На данный момент вам нужно знать, что четырехтактный цикл объясняет, как смесь бензина и воздуха может быть воспламенена, сожжена и плавно преобразована в полезную мощность, чтобы сбросить вас на четверть мили, по трассе или просто доставить вас к Работа.

Двигатель состоит из нескольких основных компонентов; блок, кривошип, шатуны, поршни, головку (или головки), клапаны, кулачки, впускную и выпускную системы и систему зажигания. Эти части работают вместе, чтобы использовать химическую энергию бензина, преобразовывая множество мелких и быстрых процессов сгорания в вращательное движение, которое в конечном итоге раскручивает ваши колеса и приводит в движение ваш автомобиль.

Block Hole, Сын

Блок — это основная часть двигателя, которая содержит возвратно-поступательные компоненты, которые используют энергию бензина. Если вы заглянете под капот, то увидите, что в центре моторного отсека находится большой кусок металла, к которому, кажется, прикреплена целая куча другого металла, проводов и трубок.

Блок имеет круглые отверстия, в которых поршни скользят вверх и вниз. Каждое отверстие называется «расточкой цилиндра». Поскольку отверстие цилиндра или «цилиндр» имеет один поршень, общее количество цилиндров в блоке равно количеству поршней; четырехцилиндровый двигатель имеет четыре отверстия и четыре поршня, шестицилиндровый двигатель будет иметь шесть отверстий и шесть поршней и так далее. Головка блока цилиндров называется головкой, потому что она находится наверху блока, закрывая цилиндры и поршни. Некоторые двигатели имеют цилиндры, расположенные горизонтально напротив друг друга или имеющие V-образную конфигурацию.В результате есть две головки, закрывающие участки на блоке с открытыми поршнями. На данный момент нам просто нужно знать, что головка цилиндра, или, для краткости, головка просто сидит на верхней части блока и закрывает каждый из цилиндров, в которых есть поршни.

Блок также имеет несколько залитых в него проходов для жидкости. Некоторые из них используются для направления охлаждающей жидкости, называемой «охлаждающей жидкостью», вокруг цилиндров для поддержания температуры двигателя и предотвращения перегрева. Другие каналы направляют моторное масло к движущимся частям для смазки и защиты от трения, снижающего мощность.Поскольку блок должен выдерживать огромное давление в цилиндре, производители для прочности отливают его из железа. Другие производители отливают легкие алюминиевые блоки для снижения веса. В алюминиевых блоках используется гильза цилиндра из стального сплава или отверстия со специальным покрытием, чтобы они имели более твердую поверхность и обеспечивали увеличенный срок службы.

Ротационная станция

Поршни перемещаются вверх и вниз в цилиндрах блока, поскольку в цилиндре воспламеняется смесь топлива и воздуха.Последующее сгорание быстро расширяется и толкает поршень вниз по длине отверстия цилиндра, от головки цилиндра, и с большим давлением. Эта мощность, производимая в одном цилиндре, умножается, потому что события сгорания повторяются в каждом из цилиндров. Это основная предпосылка того, как работает двигатель.

Каждый поршень снабжен металлическими кольцами с открытым концом, которые называются просто «кольцами». Это тонкие, круглые, упругие металлические детали, которые входят в канавки вокруг контактных площадок колец в верхней части поршней.Кольца действуют как уплотнение, которое удерживает давление в цилиндре от сгоревшего воздуха и топливной смеси между головкой и верхней частью цилиндра, гарантируя, что давление толкает поршень вниз, а не проталкивает его мимо. Поршневые кольца также соскребают масло со стенок цилиндра, чтобы все масло вашего двигателя не сгорело во время сгорания. Существует также гофрированное кольцо, известное как масляное кольцо, которое позволяет маслу смазывать стенки цилиндра, чтобы поршень, кольца и цилиндры не изнашивались преждевременно.Если бы у ваших поршней не было колец или колец, которые не очень хорошо уплотнялись, сгорание не смогло бы толкнуть поршень вниз с большой силой, и ваша машина не выдала бы никакой мощности, если бы она вообще работала. Кроме того, если бы кольца не могли соскрести масло со стенок цилиндра, в вашем двигателе в конечном итоге закончилось бы масло, оно заклинило и образовало бы огромное количество неприятного черного дыма от горящего масла.

Поршни и штоки

После того, как блок очищен, обмерен и обработан, можно установить коленчатый вал, и набор поршней и шатунов заполнит отверстия.

Поршни прикреплены к металлической детали, называемой шатуном. Задача шатуна — передавать силу давления, толкающего поршень по отверстию цилиндра, на коленчатый вал или «кривошип». Обеспечивая связь между поршнем и кривошипом, понятно, как шатуны получили свое название.

Шатун соединен с поршнем трубкой, называемой пальцем. Штифт для запястья проходит через отверстие в поршне и отверстие на меньшей стороне шатуна; эта область называется малым концом шатуна.Большой конец штока — это область, которая соединяется с кривошипом. Большой конец стержня имеет съемную секцию, называемую торцевой крышкой или крышкой, которая позволяет прикрепить его к кривошипу.

Поверхность, на которой шатун поворачивается вокруг пальца на запястье, называется шейкой пальца на запястье. Область на кривошипе, где шатун соединяется и вращается вокруг, называется шейкой шатуна коленчатого вала. Цапфы коленчатого вала больше, чем шейки наручных пальцев, потому что шейка кривошипа постоянно вращается с высокой скоростью, в отличие от простого возвратно-поступательного качающегося движения на конце шатуна с запястьем. Это высокоскоростное вращение требует большей площади поверхности, чтобы предотвратить повреждение штока и кривошипа трением. Большой конец штока плавно вращается на шейке кривошипа на масляной пленке под давлением, которая покрывает подшипник скольжения из мягкого металла. На большинстве двигателей на малом конце штока имеется бронзовая втулка для пальца кисти, который питается за счет смазки разбрызгиванием. На некоторых двигателях на запястье подается масло, соскребаемое кольцами со стенок цилиндра, через канал из канавки для масляного кольца, называемой масленкой для пальца.Это редко, но бывают случаи, когда на запястье штифт подается масло под давлением из подшипника штока из отверстия, просверленного по всей длине штока от большого конца штока.

В этом блоке Honda серии B вместо отверстий основного цилиндра используются гильзы из ковкого чугуна для увеличения прочности и соответствия условиям применения с высокой мощностью.

Кривошип Янкерс

Рукоятка двигателя очень похожа на кривошип велосипеда. Сила вращения педалей вверх и вниз точно такая же, как сила движения поршней вверх и вниз по каналу цилиндра.В двигателе автомобиля вместо энергии ваших ног, нажимающих на педали для создания силы, энергия сгорания в цилиндре и давление, действующее на поршень, создают энергию. Если вы посмотрите на изображение, вы увидите, что кривошипная рукоятка имеет смещение, точно так же, как и рукоятка велосипеда, поэтому штоки и поршни выполняют ту же функцию, что и ваши ноги. На велосипеде, когда вы крутите педали вниз, ваш велосипед идет вперед, а смещенный бросок идет вверх с другой стороны. Точно так же, когда один поршень толкается вниз в результате сгорания воздуха / топлива, он поворачивает кривошип и толкает другой поршень вверх, готовый к следующему сгоранию.Это то, что заставляет вашу машину двигаться вперед. Коленчатый вал прикреплен к блоку металлическими кусками, называемыми главными крышками. Кривошип фактически зажат на блоке, а не прикреплен, с помощью дополнительных подшипников скольжения (называемых коренными подшипниками), которые помогают смазывать шейки кривошипа. В главных шейках также есть отверстия, которые позволяют маслу под давлением из масляной системы двигателя смазывать шейку и подшипники.

Клапаны: вход и выход

В головке блока цилиндров также расположены впускной и выпускной клапаны.Впускной и выпускной клапаны представляют собой металлические детали, напоминающие тройники для гольфа. Клапаны действуют как дверные проемы для входящего воздуха и топлива и выходящих выхлопных газов соответственно. Во время 4-тактного процесса впускные клапаны открываются, пропуская топливно-воздушную смесь в камеру сгорания, затем закрываются, когда поршень поднимается для сжатия смеси. После того, как смесь воспламенилась и сгорела, поршень вдавливается в его отверстие. Когда поршень поднимается обратно, выпускные клапаны открываются, чтобы выпустить сгоревшие газы, а затем закрываются, готовясь к следующему витку цикла двигателя.

Для открытия клапанов в двигателе есть металлические стержни, называемые распределительными валами, которые имеют специальные выступы (выступы), используемые для открытия клапанов. Кулачки вращаются с помощью ремня или цепи, которая соединяет вращающийся кривошип с кулачковыми шестернями; это то, что называется ремнем ГРМ или цепью ГРМ. Некоторые кулачки распределительного вала нажимают непосредственно на клапаны, чтобы открыть их, но большинство двигателей уличных автомобилей работают косвенно через коромысло. Коромысло — это, по сути, миниатюрные качели; один конец коромысла толкается вверх выступом распределительного вала, что заставляет другой конец надавить на наконечник клапана, чтобы открыть клапан.Пружины клапанов — это буквально пружины, прикрепленные к клапанам, которые помогают удерживать их закрытыми, когда они должны быть закрыты.

Голова Honcho

Как упоминалось ранее, головка цилиндров представляет собой большой кусок металла, который прикрепляется к верхней части блока и закрывает цилиндры, в которых происходит сгорание. Головка, обычно изготовленная из алюминия, также содержит свечи зажигания, клапаны и остальную часть клапанного механизма (пружины клапанов, фиксаторы, распределительные валы).

Головка (головки) должны быть затянуты вниз к блоку, чтобы сдерживать быстрое расширение воспламененной воздушно-топливной смеси без деформации, отделения или полного сдувания верхней части блока.Когда головка прижимается к блоку, она создает область наверху каждого цилиндра, где энергия сгорания высвобождается и фокусируется на поршне. Эта зона называется камерой сгорания. Если вы посмотрите на сторону головки цилиндра, которая крепится болтами к блоку, вы увидите камеры сгорания как пространства в головке, которые совпадают с вершинами отверстий цилиндров. В каждой камере видны кончик свечи зажигания и плоские части клапанов. Именно в этой камере сгорания свеча зажигания создает электрическую дугу, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Головка также имеет встроенные в нее проходы, которые позволяют охлаждающей жидкости или маслу (в зависимости от типа прохода) циркулировать через головку, помогая ей сохранять охлаждение и смазку. Между головкой и блоком вы найдете кусок металла или композитного материала, в котором есть области, вырезанные для каждого отверстия и каждого прохода, идущего от блока к головке. Этот зажатый кусок называется прокладкой головки блока цилиндров.

Сумасшедший поезд

Большинство современных двигателей имеют клапанный механизм с двумя верхними распредвалами (DOHC), что означает, что впускные и выпускные клапаны имеют собственные распредвалы.Преимущество наличия отдельных распределительных валов заключается в том, что каждый кулачок может быть размещен очень близко к клапану, что позволяет кулачкам работать либо непосредственно на клапанах, либо через очень маленький коромысел. Это снижает инерционную массу клапанного механизма до минимума, что еще больше способствует работе на высоких оборотах. Почти во всех современных высокопроизводительных двигателях используются клапанные механизмы DOHC, чтобы максимально увеличить доступную мощность при высоких оборотах. Mitsubishi 4B11, установленный в EVO X, и Mazda MZR 2.3 DISI, найденный в MAZDASPEED3, являются яркими примерами современных высокопроизводительных двигателей DOHC.

Эволюция двигателя внутреннего сгорания

Люди строят автомобили уже более века, и почти под каждым капотом находится двигатель внутреннего сгорания. В течение последних 100 лет его принцип оставался неизменным: воздух и топливо попадают внутрь, в цилиндрах происходит взрыв, и сила толкает вас вперед. Но с каждым годом инженеры оттачивают двигатель внутреннего сгорания, чтобы он двигался быстрее и дальше, делая его более эффективным, чем раньше, и производя мощность, которую вы раньше видели только на суперкарах.Состояние двигателя внутреннего сгорания никогда не могло бы зайти так далеко без этих серьезных скачков. Вот как мы дошли до этого.

---

1955

Впрыск топлива

До впрыска топлива дозирование бензина в камеру сгорания было неточным и сложным процессом. Карбюраторы часто нуждались в очистке и восстановлении, и на них влияли погодные условия, температура и высота над уровнем моря. Для сравнения, впрыск топлива был простым: он помогал двигателю работать более плавно, стабильно на холостом ходу, работал более эффективно и избавлял от надоедливой рутины регулировки дроссельной заслонки каждый раз, когда вы ее запускали. Созданный на базе самолетов военного времени, он впервые был внедрен в автомобиль в 1955 году. В том же году Стирлинг Мосс и Денис Дженкинсон проехали на гоночном автомобиле Mercedes-Benz 300SLR через изнурительную гонку Mille Miglia протяженностью 992 мили в Италии, победив с рекордом. ни разу не сломался: 10 часов 7 минут 48 секунд.

Британский автогонщик Стирлинг Мосс на пути к победе в итальянской гонке Mille Miglia Race, установив новый рекорд.

KeystoneGetty Images

Дорожная версия

Benz стала не только первым серийным автомобилем с системой впрыска топлива, разработанным Bosch, но и самым быстрым автомобилем в мире.Два года спустя Chevrolet подарил Corvette двигатель «Fuelie» с системой впрыска топлива Rochester Ramjet, которая смогла разогнать 300SL. Тем не менее, именно системы Bosch с электронным управлением нашли свое применение почти во всех автопроизводителях Европы, а к восьмидесятым годам система впрыска топлива захватила мир.

---

1962

Турбонаддув

Турбокомпрессор — одна из жемчужин развития двигателей. Турбина в форме улитки, набирающая больше воздуха в цилиндр, когда-то позволяла 12-цилиндровым истребителям времен Второй мировой войны взлетать выше, быстрее и дальше.Угадай, что? То же самое и на суше. Когда в 1962 году дебютировал первый автомобиль с турбонаддувом, он был обнаружен не под капотом легкого европейского малолитражного автомобиля, BMW 2002 или Saab 99, а благодаря мозговому доверию General Motors, полному наличными и желающему опробовать новые технологии.

Предоставлено Hagerty

В то время Oldsmobile Jetfire требовал — почти с каждым баком, полным бензина, — добавлением Turbo Rocket Fluid, оригинального названия дистиллированной воды и метанола Jetsons.GM отказалась от этой концепции в середине десятилетия. Но к концу 1970-х такие компании, как BMW, Saab и Porsche, заняли позицию, доказали свою ценность в автоспорте, и теперь каждая машина имеет турбокомпрессор. Почти.

Турбокомпрессор превратился из грязного трюка с быстрой скоростью в вашем 930 Turbo в семейную жизнь в Mazda CX-9, чей 2,5-литровый двигатель был оснащен первой в своем роде системой Dynamic Pressure Turbo в 2016 году. В действии действует принцип «большой палец над садовым шлангом»: ограниченный поток ускоряет выпуск выхлопных газов в турбину, улучшая отзывчивость на низких оборотах и ​​уменьшая турбо-лаг.Кроме того, с более строгими стандартами выбросов и эффективности, это необходимый компонент для выжимания мощности большого двигателя из самых маленьких и легких двигателей. И крутящий момент! Вам больше не нужно сбивать мессершмитты, чтобы почувствовать себя втянутым в кресло.

---

1964

Роторный двигатель

Единственным двигателем, который действительно сломал шаблон — единственным, кто попал в производство, — было вращающееся чудо инженера Феликса Ванкеля, треугольник внутри овала, вращающийся, как демон.По самой природе своей конструкции роторный двигатель легче, менее сложен и имеет более высокие обороты, чем типичная коробка с поршнями. Mazda и несуществующий немецкий автопроизводитель NSU были первыми, кто подписал контракт; В 1964 году NSU Spider стал первым серийным автомобилем с Ванкелем.

Mazda, однако, была единственной компанией, которая действительно работала с ним — первой Mazda с роторным двигателем была Cosmo 1967 года, предшественница длинной линейки спортивных автомобилей, седанов и даже случайных пикапов. последний RX-8 сошел с конвейера в 2012 году.Концепция RX-Vision 2016 года, представленная на Токийском автосалоне 2015 года, подтвердила непристойный слух о том, что группа преданных своему делу инженеров, которым нечего терять, все еще разрабатывает следующий великий роторный двигатель где-то на заводе в Хиросиме.

Вверху слева: Mazda Cosmo Sport 110S 1967 года выпуска; справа и внизу слева: роторный двигатель Mazda RENESIS

. Предоставлено Mazda

.

---

1981

Отключение цилиндра

Идея проста.Чем меньше срабатывает цилиндр, тем лучше пробег. Как превратить V8 в четырехцилиндровый? Если вы были Кадиллаком около 1981 года, вы представили двигатель с метким названием 8-6-4, в котором использовались соленоиды с электронным управлением для закрытия клапанов на двух или четырех цилиндрах. Это должно было повысить эффективность, скажем, при движении по шоссе. Но последовавшая за этим ненадежность и неуклюжесть были настолько печально известны, что никто не осмеливался повторить попытку в течение двадцати лет.

Теперь у нескольких производителей эта идея наконец-то работает — и она перешла к двигателям меньшего размера.

---

2012

Степени сжатия

Наука работает следующим образом: внутри цилиндра двигателя чем меньше вы можете сжать воздух и топливо, тем больше мощности вы получите при взрыве. Объем, который может сжать поршень, и есть степень сжатия. Но производители не могут слишком сильно увеличивать степень сжатия, иначе смесь воспламенится сама по себе; последующий «стук» разорвет двигатель.

В надире 1970-х годов, задыхаясь от правил смога и вынужденных бороться с неэтилированным бензином, производители построили массивные двигатели V8, которые хрипели.Эти большие мальчики сдерживались болезненно низкой степенью сжатия — свинец, который когда-то был в бензине, предотвращал детонацию. Благодаря электронному управлению подачей топлива и лучшему пониманию контроля за выбросами двигатели стали вырабатывать больше мощности при уменьшении рабочего объема.

Двигатель Mazda SKYACTIV-G 2018 года с отключением цилиндров выдает 187 лошадиных сил и 186 фунт-фут крутящего момента.

Предоставлено Mazda

.

В 2012 году двигатель Mazda SKYACTIV-G был запущен в производство с самой высокой степенью сжатия для серийного двигателя, поразительной 14: 1 (в Америке — 13: 1), что позволяет ему извлекать энергию почти из каждой капли бензина без множество оборудования для защиты от смога.Следующее нововведение Mazda вывело высокую степень сжатия на новый уровень. SKYACTIV-X использует искровое зажигание от сжатия (SPCCI) для воспламенения топливно-воздушной смеси с минимальным количеством бензина, сочетая крутящий момент дизельного двигателя с высокими оборотами бензинового двигателя.

Даже спустя столетие, даже с использованием альтернативных видов топлива и методов движения, двигатель внутреннего сгорания остается самой большой добычей в городе. Спустя столько времени основы не изменились. Но всегда найдется автомобильная компания, которая готова представить что-то новое, и постоянное совершенствование является ключом к сохранению актуальности двигателя внутреннего сгорания в предстоящие годы.

Как восстановить двигатель автомобиля

Будь то вдохновение новой жизни в пригородном или рабочем транспортном средстве, или для хобби в классическом автомобиле, во многих случаях восстановление двигателя может быть отличной альтернативой его замене. Вообще говоря, восстановление двигателя может быть сложной задачей, но она вполне возможна при надлежащих исследованиях, планировании и подготовке.

Поскольку точная сложность такой работы может сильно различаться в зависимости от конкретной модели двигателя, а количество различных типов двигателей велико, мы сосредоточимся на том, как восстановить классический двигатель с толкателем.В конструкции толкателя используется блок цилиндров в форме буквы «V», распределительный вал размещается в блоке и используются толкатели для приведения в действие головок цилиндров.

Толкатель используется в течение многих десятилетий и остается популярным по сей день благодаря своей надежности, простоте и легкому доступу к деталям по сравнению с двигателями других конструкций. В этом пошаговом руководстве мы рассмотрим, что повлечет за собой типичная перестройка двигателя.

Необходимые материалы

Шаг 1. Изучите и просмотрите процедуру удаления .Прежде чем начать, тщательно изучите процедуры снятия и восстановления для вашего конкретного автомобиля и двигателя и соберите все необходимые инструменты для работы.

Большинство двигателей V8 с толкателем имеют очень похожую конструкцию, однако всегда полезно знать особенности транспортного средства или двигателя, над которым вы работаете.

При необходимости приобретите руководство по обслуживанию или найдите его в Интернете, чтобы соблюдались точные процедуры для тщательного и качественного восстановления.

Часть 2 из 9. Слив жидкости из автомобиля

Шаг 1. Поднимите переднюю часть автомобиля . Поднимите переднюю часть автомобиля над землей и опустите на домкрат. Включите стояночный тормоз и подложите под задние колеса противооткатные упоры.

Шаг 2: Слейте моторное масло в поддон . Установите крышки крыльев на оба крыла, а затем приступите к сливу моторного масла и охлаждающей жидкости в сливные поддоны.

Примите меры предосторожности, чтобы слить масло и охлаждающую жидкость в отдельные поддоны, поскольку их смешивание иногда может затруднить надлежащую утилизацию и переработку.

Часть 3 из 9: Подготовка двигателя к снятию

Шаг 1: Снимите все пластиковые крышки . Пока жидкость сливается, приступайте к снятию любых пластиковых крышек двигателя, а также любых воздухозаборных трубок или корпусов фильтров, которые необходимо снять, прежде чем двигатель сможет выйти.

Поместите все оборудование, которое вы снимаете, в пакеты для сэндвичей, а затем промаркируйте пакеты, используя малярную ленту и маркер, чтобы оборудование не потерялось или не осталось во время повторной сборки.

Шаг 2: Снимите радиатор . После слива жидкости и снятия крышек приступайте к снятию радиатора с автомобиля.

Снимите кронштейны радиатора, отсоедините верхний и нижний шланги радиатора, а также, если необходимо, все линии передачи, а затем снимите радиатор с автомобиля.

Снятие радиатора предотвратит его возможное повреждение при подъеме двигателя из автомобиля.

Кроме того, потратьте это время, чтобы отсоединить все шланги обогревателя, идущие к брандмауэру, у большинства автомобилей обычно есть два из них, которые необходимо удалить.

Шаг 3: Отсоедините аккумулятор и стартер . Затем отсоедините аккумулятор, а затем все различные жгуты и разъемы двигателя.

Используйте фонарик, чтобы внимательно осмотреть весь двигатель, включая нижнюю часть и около брандмауэра, чтобы убедиться, что не пропущены все разъемы.

Также не забудьте отсоединить стартер, который будет расположен на нижней стороне двигателя. После того, как все электрические разъемы будут отсоединены, отложите жгут в сторону, в сторону.

Шаг 4: Снимите стартовый и выпускной коллекторы . Убрав ремни безопасности, приступите к снятию стартера и откручиванию выпускных коллекторов двигателя от соответствующих водосточных труб и, если необходимо, от головок цилиндров двигателя.

Некоторые двигатели могут быть сняты, оставив на болтах выпускные коллекторы, в то время как другие требуют окончательного снятия. Если вы не уверены, обратитесь к руководству по обслуживанию за подробностями.

Шаг 5: Снимите воздушный компрессор и ремни .Затем, если ваш автомобиль оборудован кондиционером, снимите ремни, открутите компрессор кондиционера от двигателя и отложите его в сторону.

Если возможно, оставьте линии кондиционирования воздуха подключенными к компрессору, так как в случае вскрытия системы позже потребуется долить хладагент.

Шаг 6: Открутите двигатель от коробки передач . Приступите к откручиванию двигателя от картера коробки передач.

Поддержите трансмиссию домкратом, если на транспортном средстве нет поперечины или крепления, а затем снимите все болты колоколообразной коробки.

Поместите все снятые детали в пластиковый пакет и пометьте его для облегчения идентификации при повторной сборке.

Часть 4 из 9: Снятие двигателя с автомобиля

Шаг 1. Подготовьте подъемник двигателя . На этом этапе поместите подъемник двигателя над двигателем и надежно и надежно прикрепите цепи к двигателю.

Некоторые двигатели имеют крюки или кронштейны, специально предназначенные для крепления подъемника двигателя, в то время как для других потребуется продеть болт и шайбу через одно из звеньев цепи.

Если вы проденьте болт через одно из звеньев цепи, убедитесь, что болт имеет высокое качество и правильно ввинчивается в отверстие для болта, чтобы гарантировать, что он не сломается или не повредит резьбу вес двигателя.

Шаг 2: Открутите двигатель от опор двигателя . После того, как подъемник двигателя будет надлежащим образом прикреплен к двигателю и все болты трансмиссии удалены, приступайте к откручиванию двигателя от опор двигателя, оставив опоры двигателя прикрепленными к транспортному средству, если это возможно.

Шаг 3: Осторожно выньте двигатель из автомобиля . Теперь двигатель должен быть готов к выходу. Тщательно проверьте еще раз, чтобы убедиться, что электрические разъемы или шланги не остались подключенными, и что все необходимое оборудование удалено, а затем приступайте к извлечению двигателя.

Медленно поднимите его и осторожно переместите вверх и в сторону от автомобиля. Если необходимо, попросите кого-нибудь помочь вам с этим шагом, так как двигатели очень тяжелые, и может быть неудобно пытаться маневрировать самостоятельно.

Часть 5 из 9: Установка двигателя на подставку для двигателя

Шаг 1. Установите двигатель на подставку для двигателя . После снятия двигателя пора установить его на моторный отсек.

Установите подъемник над подставкой для двигателя и закрепите двигатель на подставке с помощью гаек, болтов и шайб.

Опять же, обязательно используйте высококачественные болты, чтобы они не сломались под весом двигателя.

Часть 6 из 9: Разборка двигателя

Шаг 1: Снимите все ремни и аксессуары После того, как двигатель установлен, мы можем приступить к разборке.

Начните со снятия всех ремней двигателя и аксессуаров, если они еще не были сняты.

Снимите распределитель и провода, шкив коленчатого вала, масляный насос, водяной насос, генератор, насос гидроусилителя рулевого управления и любые другие аксессуары или шкивы, которые могут присутствовать.

Не забудьте правильно хранить и маркировать все оборудование и детали, которые вы снимаете, чтобы облегчить повторную сборку в дальнейшем.

Шаг 2: Снимите оголенные компоненты двигателя .Как только двигатель будет оголенным, приступите к снятию с двигателя впускного коллектора, масляного поддона, крышки привода ГРМ, гибкой пластины или маховика, задней крышки двигателя и крышек клапанов.

Установите дренажный поддон под двигатель, чтобы уловить оставшееся масло или охлаждающую жидкость, которые могут выпасть из двигателя при снятии этих компонентов. Опять же, обязательно храните и маркируйте все оборудование соответствующим образом, чтобы облегчить сборку в дальнейшем.

Шаг 3: Снимите коромысла и толкатели .Разберите клапанный механизм головок цилиндров. Начните с удаления коромысел и толкателей, которые теперь должны быть открыты.

Снимите, а затем внимательно осмотрите коромысла и толкатели, чтобы убедиться, что они не изогнуты и не чрезмерно изношены в точках контакта. После снятия толкателей снимите также фиксаторы подъемника и подъемники.

После снятия всех компонентов клапанного механизма внимательно осмотрите их все. Если вы обнаружите, что какой-либо из компонентов поврежден, замените их новыми.

Поскольку эти типы двигателей очень распространены, эти детали обычно легко доступны на полке в большинстве магазинов запчастей.

Шаг 4: Снимите головку блока цилиндров . Сняв толкатели и коромысла, приступите к снятию болтов головки блока цилиндров.

Выкрутите болты поочередно, снаружи внутрь, чтобы предотвратить деформацию головки при отпускании крутящего момента, а затем снимите головки блока цилиндров с блока.

Шаг 5: Снимите приводную цепь и распределительный вал .Снимите цепь привода ГРМ и звездочки, которые соединяют коленчатый вал с распределительным валом, а затем осторожно снимите распределительный вал с двигателя.

Если какая-либо из звездочек снимается с трудом, снимите их с помощью съемника распределительной шестерни.

Шаг 6: Снимите крышки штока поршня . Переверните двигатель вверх дном и начните снимать крышки штока поршня одну за другой, удерживая все крышки с тем же крепежом, который вы сняли с них в комплекте.

После снятия всех крышек поместите протекторы шейки шатуна на каждую шпильку шатуна, чтобы они не поцарапали или не поцарапали стенки цилиндра при снятии.

Шаг 7: Очистите верхнюю часть каждого цилиндра . После снятия всех торцевых крышек шатунов используйте расширитель гребней цилиндра, чтобы удалить нагар с верхних частей каждого цилиндра, а затем вытяните каждый поршень, один за другим.

Будьте осторожны, чтобы не поцарапать и не повредить стенки цилиндра при снятии поршней.

Шаг 8: Осмотрите коленчатый вал . Теперь двигатель следует разобрать, за исключением коленчатого вала.

Переверните двигатель вверх дном и снимите крышки коренных подшипников коленчатого вала, а затем коленчатый вал и коренные подшипники.

Тщательно осмотрите все шейки коленчатого вала (опорные поверхности) на наличие каких-либо признаков повреждений, таких как царапины, задиры, признаки возможного перегрева или масляного голодания.

Если коленчатый вал имеет видимые повреждения, может быть разумной идеей поручить механической мастерской дважды проверить его и при необходимости обработать или заменить.

Часть 7 из 9: Подготовка двигателя и компонентов к повторной сборке

Шаг 1: Очистите все снятые компоненты .На этом этапе двигатель следует полностью разобрать.

Положите все детали, которые будут использоваться повторно, такие как коленчатый вал, распределительный вал, поршни, штоки, крышки клапанов, переднюю и заднюю крышки, на стол и тщательно очистите каждый компонент.

Удалите весь старый уплотнительный материал, который может присутствовать, и промойте детали теплой водой с водорастворимым моющим средством. Затем высушите их сжатым воздухом.

Шаг 2: Очистите блок цилиндров .Подготовьте блок и головки к повторной сборке, тщательно очистив их. Как и в случае с деталями, удалите весь старый прокладочный материал, который может присутствовать, и очистите блок теплой водой с водорастворимым моющим средством, насколько это возможно. Во время чистки осмотрите блок и головки на предмет возможных повреждений. Затем высушите их сжатым воздухом.

Шаг 3. Осмотрите стенки цилиндра . Когда блок высохнет, тщательно осмотрите стенки цилиндра на предмет каких-либо следов царапин или задиров.

Если обнаружены какие-либо признаки серьезных повреждений, рассмотрите возможность двойной проверки в механическом цехе и, при необходимости, обработайте стенки цилиндра.

Если стенки в порядке, установите инструмент для хонингования цилиндров на сверло и слегка заточите стенки каждого цилиндра.

Хонингование стенок облегчит приработку и посадку поршневых колец при запуске двигателя. После шлифовки стен нанесите тонкий слой водоотталкивающей смазки, чтобы стены не ржавели.

Этап 4. Замените стопорные свечи двигателя . Приступите к снятию и замене каждой стопорной свечи двигателя.

Используйте латунный пробойник и молоток, чтобы постучать по одному краю замораживающей пробки внутрь. Противоположный край пробки замораживания должен подняться, и вы сможете вытащить ее плоскогубцами.

Установите новые заглушки для замораживания, осторожно вставив их на место, убедившись, что они устанавливаются на блок заподлицо и ровно. На этом этапе сам блок двигателя должен быть готов к повторной сборке.

Шаг 5: Установите новые поршневые кольца . Перед началом повторной сборки подготовьте свои поршни, установив новые поршневые кольца, если они входят в ваш ремонтный комплект.

• Совет : Тщательно следуйте инструкциям по установке, так как поршневые кольца предназначены для установки и функционируют очень специфическим образом. Неправильная их установка может в дальнейшем привести к проблемам с двигателем.

Шаг 6: Установите новые подшипники распределительного вала .Установите новые подшипники распределительного вала с помощью приспособления для установки подшипников распределительного вала. После установки нанесите обильный слой монтажной смазки на каждый из них.

Часть 8 из 9: Сборка двигателя

Шаг 1: Установите на место коренные подшипники, коленчатый вал, а затем крышки . Переверните двигатель вверх дном, а затем установите коренные подшипники, коленчатый вал, а затем крышки.

Обязательно смажьте каждый подшипник и шейку сборочной смазкой, а затем вручную установите каждую крышку коренного подшипника.

Крышка заднего подшипника также может иметь уплотнение, которое необходимо установить. Если это так, сделайте это сейчас.

После установки всех крышек затяните каждую крышку в соответствии со спецификацией и в правильной последовательности, чтобы избежать возможности повреждения коленчатого вала из-за неправильных процедур установки.

После установки коленчатого вала проверните его рукой, чтобы убедиться, что он вращается плавно и не заедает. Обратитесь к руководству по обслуживанию, если вы не уверены в деталях установки коленчатого вала.

Шаг 2: Установите поршни . На этом этапе вы готовы к установке поршней. Подготовьте поршни к установке, установив новые подшипники на шатуны, а затем установив поршни в двигатель.

Поскольку поршневые кольца предназначены для расширения наружу, как пружины, используйте инструмент для сжатия колец цилиндра, чтобы сжать их, а затем опустите поршень в цилиндр и на соответствующую шейку коленчатого вала.

После того, как поршень опущен в цилиндр и подшипник на шейке коленчатого вала, переверните двигатель вверх дном и установите соответствующую торцевую крышку шатуна на поршень.

Повторите эту процедуру для каждого поршня, пока не будут установлены все поршни.

Шаг 3: Установите распределительный вал . Нанесите обильный слой сборочной смазки на каждую шейку распредвалов и кулачки, а затем осторожно установите ее в блок цилиндров, стараясь не поцарапать и не задеть подшипники при установке распредвала.

Шаг 4: Установите компоненты синхронизации . После установки кулачка и кривошипа мы готовы к установке компонентов привода ГРМ, звездочек кулачка и кривошипа, а также цепи привода ГРМ.

Установите новые звездочки и синхронизируйте их в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к комплекту синхронизации или в руководстве по обслуживанию.

Для большинства двигателей с толкателем достаточно просто повернуть кулачок и коленчатый вал до тех пор, пока нужный цилиндр или цилиндры не окажутся в ВМТ, а метки на звездочках определенным образом не совпадут или не будут указывать в определенном направлении. Обратитесь к руководству по обслуживанию для уточнения деталей.

Этап 5: Проверить коленчатый вал . На этом этапе вращающийся узел должен быть полностью собран.

Проверните коленчатый вал вручную несколько раз, чтобы убедиться, что кулачковые и кривошипные звездочки установлены правильно, а затем установите крышку цепи привода ГРМ и заднюю крышку двигателя.

Обязательно замените все уплотнения или прокладки, запрессованные в крышки двигателя, на новые.

Шаг 6: Установите масляный поддон . Переверните двигатель вверх дном и установите масляный поддон. Используйте прокладку, входящую в комплект для восстановления, или сделайте свою собственную с помощью силиконовой прокладки.

Не забудьте положить тонкую полоску силиконовой прокладки вдоль всех углов или краев, где соприкасаются поддон и прокладки.

Шаг 7: Установите прокладки головки и головку . Теперь, когда нижняя часть собрана, мы можем приступить к сборке верхней части двигателя.

Установите новые прокладки головки блока цилиндров, которые должны быть включены в ваш ремонтный комплект, убедившись, что они установлены правильной стороной вверх.

После установки прокладок головки установите головки, а затем все болты головки, затянув их вручную.Затем выполните надлежащую процедуру затяжки болтов головки.

Обычно необходимо соблюдать спецификацию крутящего момента и последовательность, которые часто повторяются более одного раза. Обратитесь к руководству по обслуживанию для уточнения деталей.

Шаг 8: Установите на место клапанный механизм . После установки головок вы можете переустановить остальную часть клапана. Начните с установки подъемников, фиксатора направляющей, затем толкателей и коромысел.

• Совет : Не забудьте покрыть все компоненты сборочной смазкой при их установке, чтобы защитить их от ускоренного износа при первом запуске двигателя.

Шаг 9: Установите крышки и впускной коллектор . Установите клапанные крышки, заднюю крышку двигателя, а затем впускной коллектор.

Используйте новые прокладки, которые должны быть предоставлены в вашем ремонтном комплекте, не забудьте уложить полоску силикона вокруг всех углов или краев стыковочных поверхностей, а также вокруг водяных рубашек.

Шаг 10: Установите водяной насос, выпускные коллекторы и маховик . На этом этапе двигатель должен быть почти полностью собран, оставив для установки только водяной насос, выпускные коллекторы, гибкую пластину или маховик и аксессуары.

Установите водяной насос и коллекторы, используя новые прокладки, входящие в комплект для восстановления, а затем приступите к установке остальных принадлежностей в порядке, обратном порядку их снятия.

Часть 9 из 9: Установка двигателя на автомобиль

Шаг 1. Установите двигатель обратно на подъемник . Теперь двигатель должен быть полностью собран и готов к установке в автомобиль.

Установите двигатель обратно на подъемник, а затем в автомобиль в порядке, обратном порядку его снятия, как показано в этапах 6–12 части 3.

Шаг 2: Подсоедините двигатель и залейте масло и охлаждающую жидкость . После того, как двигатель установлен, снова подсоедините все шланги, электрические разъемы и жгуты в порядке, обратном тому, в котором вы их снимали, а затем залейте двигатель до уровня маслом и антифризом.

Шаг 3: Проверить двигатель . На этом этапе двигатель должен быть готов к запуску. Сделайте окончательные проверки, а затем обратитесь к руководству по обслуживанию, чтобы узнать о точных процедурах запуска и обкатки двигателя, чтобы обеспечить оптимальную производительность и срок службы восстановленного двигателя.

Учитывая все обстоятельства, восстановление двигателя — задача не из легких, однако при наличии подходящих инструментов, знаний и времени эту задачу вполне можно выполнить самостоятельно. Хотя YourMechanic в настоящее время не предлагает восстановление двигателя как часть своих услуг, всегда полезно получить второе мнение, прежде чем браться за такую ​​интенсивную работу, как эта. Если вам необходимо провести осмотр вашего автомобиля, YourMechanic проведет всесторонний осмотр, чтобы убедиться, что вы производите правильный ремонт вашего автомобиля.

Из каких частей состоит генератор? Компоненты и их назначение

Генераторы

чрезвычайно важны для различных отраслей промышленности, поскольку они обеспечивают электроэнергией удаленные и городские строительные площадки и обеспечивают электроэнергию в случае отключения электроэнергии. Чтобы лучше понять, как работают генераторы, а также какие типы генераторов и дополнительное оборудование доступны, мы составили глоссарий деталей, систем и компонентов генераторов.

Ищете запчасти для генератора? У нас есть тысячи деталей на складе и готовых к отправке

Новые излишки, восстановленные и хорошо использованные детали для дизельных и газовых двигателей.

Дополнительные детали для Caterpillar и других крупных производителей.

Обзор деталей Генераторы

Генераторы

представляют собой комплектные блоки, которые вырабатывают электроэнергию через двигатель. Двигатель и различные компоненты превращают источник топлива в полезную электроэнергию для большого количества применений.

Двигатель

Двигатель — это рабочая лошадка генератора. Двигатели генераторов обычно работают на дизельном или природном газе. Топливо вращает двигатель, и по мере того, как двигатель вращается, различные компоненты, включая генератор и аккумуляторную систему, превращают эту механическую энергию в электричество, используемое для вашего оборудования.Размер двигателя обычно определяет, сколько электроэнергии производит генератор.

A Дизельный двигатель Caterpillar.

Генератор / сторона генератора

Генератор генератора — это то, что превращает механическую энергию в электричество. Генератор соединен ремнем с коленчатым валом двигателя. Когда двигатель вращается, он перемещает ремень, который вращает вал ротора. Ротор — это, по сути, магнит, а область вокруг магнита — проводник, который называется статором.Эти компоненты работают вместе, создавая электричество в виде переменного (A / C) тока.

Топливная система

Топливная система является жизненно важным компонентом генератора. Без топлива двигатель не сможет работать. Это означает, что в генератор необходимо залить правильное топливо, а внутри генератора и на месте должно быть достаточно топлива, чтобы генератор работал. Перед запуском генератора рекомендуется проверить топливную систему и поток топлива, чтобы убедиться, что каждая его часть работает должным образом, и в топливных линиях нет перегибов или засоров, которые могут препятствовать попаданию природного газа или дизельного топлива в двигатель.

Популярные виды топлива для генераторов включают дизельное топливо, природный газ и пропан.

Панель управления

Панель управления генератора представляет собой пользовательский интерфейс. Это позволяет оператору генератора контролировать различные системы генератора и настраивать их по мере необходимости. Эти элементы управления включают количество напряжения, производимого генератором, электрический ток и частоту этого тока. Мониторинг системы обеспечивается различными датчиками и дисплеями, а настройки генератора регулируются с помощью ряда кнопок и / или переключателей.

Зарядное устройство

Как и в вашем автомобиле, генератор сначала запускается с помощью аккумулятора. Поскольку эта батарея должна быть заряжена, генератор также будет содержать зарядное устройство, которое заряжает батарею во время работы генератора.

Регулятор напряжения

Генератор переменного тока вырабатывает переменный ток. Это не тот ток, который нужен для зарядки аккумуляторной системы хранения или работы различного оборудования. Вместо этого необходим постоянный ток (D / C).Регулятор напряжения контролирует напряжение тока и изменяет его с A / C на D / C.

Основная рама / рама

Основная рама или рама — это корпус генератора, который удерживает на нем все части и компоненты. Основная рама или салазки могут быть спроектированы так, чтобы генератор мог располагаться на земле или бетонной площадке, или он может быть установлен на прицеп для облегчения транспортировки системы. Это также помогает гарантировать, что генератор должным образом заземлен или заземлен, что важно для эксплуатации имущества и безопасности системы.

Блок генератора для тяжелых условий эксплуатации.

Система смазки

Поскольку генераторы содержат движущиеся части, они должны иметь систему смазки. Система смазки помогает гарантировать, что движущиеся части не создают чрезмерного трения и перегрева, которые могут вызвать блокировку системы.

Дизель-генераторные установки

Дизель-генераторные установки — это законченные генераторные системы, которые предназначены для работы на дизельном топливе, что отлично подходит для удаленных мест.Дизель-генераторы надежны, требуют минимального обслуживания и работают эффективно, но при сгорании выделяют вредные газы. В последние годы правила, регулирующие выбросы, ужесточились, но достижения в области технологий означают, что дизельное топливо можно сжигать чище, чем раньше.

Генераторы природного газа

Генераторы природного газа предназначены для работы с природным газом, что отлично подходит для рабочих и строительных площадок, расположенных рядом с линиями природного газа, поскольку их можно просто подключить к существующим линиям.Сами по себе газовые установки дешевле, чем их дизельные аналоги, но, в зависимости от существующих линий подачи, установка газа может значительно увеличить стоимость. Поскольку они собирают газ из существующих трубопроводов, хранение топлива не представляет проблемы. Природный газ также горит чище, чем дизельное топливо.

Переносные генераторные установки

Переносные генераторные установки устанавливаются на прицепы для облегчения транспортировки на различные объекты и обратно. Размеры этих генераторов варьируются от небольших блоков мощностью 8 кВт до генераторов мощностью более 2500 кВт.Переносные генераторы могут работать как на природном газе, так и на дизельном топливе.

Судовые генераторные установки

Судовые генераторные установки специально созданы для использования вокруг водоемов, которые могут подвергаться воздействию открытого моря и непредсказуемых погодных условий. Они разработаны специально для использования на лодках и морских нефтяных вышках. Все эти генераторы соответствуют строгим требованиям для использования на море.

Двигатели

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели предназначены для использования в дизельных генераторах.Сам двигатель похож на двигатель, предназначенный для генераторов природного газа, хотя и немного проще. Основное отличие заключается в системе зажигания и компонентах.

В дизельном двигателе воздух сжимается поршнем внутри цилиндра, в результате чего воздух нагревается (до температуры не менее 1000 градусов по Фаренгейту). Дизельный туман попадает в цилиндр через систему впрыска топлива, и, поскольку воздух внутри настолько горячий, дизельное топливо мгновенно воспламеняется, что помогает вращать вал двигателя.

Двигатели, работающие на природном газе

Двигатели, работающие на природном газе, используют другую и более сложную систему зажигания по сравнению с дизельными двигателями. Здесь топливо и природный газ впрыскиваются и сжимаются вместе, что делает смесь воздуха и газа взрывоопасной. Затем свечи зажигания воспламеняют топливную смесь, чтобы повернуть коленчатый вал.

Судовые двигатели

Судовые двигатели приводят в действие судовые генераторы и обычно работают на дизельном или бензиновом топливе, поэтому системы зажигания будут различаться в зависимости от источника топлива.Судовые двигатели также предназначены для работы в морских условиях. Например, детали покрыты коррозионно-стойкими материалами, чтобы выдерживать более влажные условия.

Запчасти и аксессуары

Генераторы состоят из ряда отдельных частей и компонентов и могут использоваться вместе с рядом принадлежностей. Некоторые из них включают:

Блоки нагрузки

Блоки нагрузки рекомендуются для дизельных и газогенераторных систем. Они предназначены для помощи в проверке различных источников питания на надежность работы и электрического тока перед подключением генератора к реальной нагрузке.Они также могут помочь дизельным генераторам в процессе сгорания, чтобы обеспечить сгорание всего топлива.

Прицепной грузовой блок от Simplex.

Автоматические переключатели

Автоматические переключатели повышают безопасность генераторов. Эти переключатели помогают заземлять генератор и подавать питание на оборудование, обеспечивая единую точку подключения для генератора. Когда передаточный переключатель находится в рабочем состоянии, оборудование и здания можно подключить к безобрывному переключателю, а не напрямую к генератору.Автоматические переключатели передачи позволяют генератору запускаться автоматически при выходе из строя основного источника питания. При возобновлении подачи электроэнергии генератор отключится сам по себе.

Радиаторы

Радиаторы помогают поддерживать работу вашего генератора в рекомендуемых тепловых пределах, чтобы предотвратить перегрев.

Вентилятор и радиатор генератора, необходимые для отвода тепла от охлаждающей жидкости двигателя.

Прицеп

Малые и большие генераторы, устанавливаемые на прицеп, упрощают транспортировку генератора и полезны для мобильных проектов (например.грамм. строительство дорог или метро) и работы с несколькими потребностями в электроэнергии.

Корпус

Корпуса могут помочь защитить ваш генератор от непогоды. Корпуса генераторов обеспечивают защиту от атмосферных воздействий и шумоподавление. Всепогодные кожухи полностью водонепроницаемы, чтобы предотвратить повреждение водой и опасные ситуации, которые могут возникнуть при попадании воды в электрическую систему. Звукоизолирующие кожухи отлично подходят для населенных пунктов, где шум генератора нежелателен.

Встроенный кожух генератора дает больше места для обслуживания и ремонта генератора внутри.

Worldwide Power Products — лидер на рынке оборудования для производства электроэнергии. У нас есть большой инвентарь всех деталей и принадлежностей генераторов, о которых вы только что узнали, а также обширную коллекцию проверенных и испытанных новых и бывших в употреблении генераторных установок.

Компоненты дизельного двигателя и их функциональное применение

Введение

В общем, двигатели преобразуют тепловую энергию в механическую, используя газ на поршне и коленчатом валу в сборе.Количество энергии зависит от частоты вращения коленчатых валов согласно техническим условиям. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) более эффективен, чем паровой двигатель, потому что ДВС легко запускать и отключать. ДВС широко используется в сфере транспорта. Важные компоненты двигателей внутреннего сгорания: 1) Топливные системы
2) Системы смазки
3) Системы впуска воздуха
4) Выхлопные системы
5) Системы охлаждения
6) Электрические системы

Топливная система

В двигателе топливо попадает в отверстие цилиндра по следующему пути:

Топливный бак → Водоотделитель → Подающий насос → Фильтр → ТНВД → Форсунка → Цилиндр

· Топливный бак предназначен для хранения топлива.Обычно он изготавливается из листового металла. В большинстве топливных баков есть указатель уровня топлива для проверки уровня топлива и сливная пробка для слива топлива.

· Водоотделитель используется для отделения грязи и воды от топлива.

· Подающий насос используется для подачи топлива к фильтру и ТНВД.

· Топливная система должна создавать давление в топливе, чтобы открыть форсунку. Давление, необходимое для впрыска топлива в камеру сгорания для компенсации давления сжатия, обычно составляет от 350 до 450 фунтов на квадратный дюйм.Эту работу в основном выполняет ТНВД.

· Форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания. Сопло форсунки распыляет топливо, которое представляет собой дробление топлива на мелкие частицы. Топливо необходимо распылить, когда оно попадает в камеру сгорания. Распыление происходит при давлении от 1500 до 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Система смазки

Различные цели смазки включают:

1) Уменьшает износ и предотвращает заедание трущихся поверхностей

2) Уменьшает мощность, необходимую для преодоления сопротивления трения

3) Отводит тепло от поршня и др. детали

4) Разделяет поршневые кольца и цилиндры

5) Удаляет инородные материалы из двигателя

В этой системе детали двигателя смазываются под давлением.Масло хранится в масляном картере, откуда масляный насос пропускает масло через сетчатый фильтр и доставляет его через фильтр в главный канал. Из основной галереи масло поступает к коренным подшипникам. После смазки коренных подшипников часть масла возвращается в поддон, часть разбрызгивается на стенки цилиндра, а оставшееся масло проходит через отверстие к шатунной шейке. От шатунной шейки масло поступает к поршневому пальцу через отверстие в перемычке шатуна, где оно смазывает поршневые кольца.Для смазки распределительного вала и зубчатых колес масло подается через отдельный маслопровод из масляного канала. Смазка толкателей клапанов осуществляется путем соединения основного масляного канала с направляющими поверхностями толкателей через просверленные отверстия. Наш обзорный курс по механическому экзамену FE подробно объясняет фундаментальные концепции и функциональные применения деталей машиностроительного оборудования.

Масляный радиатор

Маслоохладитель используется для охлаждения смазочного масла. Более высокие температуры уменьшают вязкость масла, что вызывает образование вредной масляной пленки между движущимися частями.Для устранения этого используется маслоохладитель двигателя.

Система впуска

Воздух поступает в отверстие цилиндра по следующему пути:

Воздухоочиститель → Турбонагнетатель → Впускной коллектор → Впускной канал → Впускной клапан → Отверстие цилиндра

· Воздухоочиститель представляет собой фильтр, который предотвращает попадание пыли в отверстие цилиндра. Фильтры обычно имеют поры на поверхности, размер которых измеряется микронами. Самое низкое значение в микронах обычно обеспечивает лучшую фильтрацию.Набор фильтров содержит наружные и предохранительные фильтры в тяжелых дизельных двигателях для лучшей фильтрации.

· Нагнетатель клубней — очень важная часть двигателя, которая сжимает воздух из воздушного фильтра. Турбонагнетатели имеют две крыльчатки, закрепленные на одном валу. Эти рабочие колеса приводятся в движение отработанным воздухом. Обычно воздух, всасываемый воздушным фильтром, сжимается перед попаданием в канал цилиндра, что обеспечивает высокую эффективность. Вал будет вращаться со скоростью примерно 100 000 об / мин, что продлит срок службы двигателя.

· Впускной коллектор — это труба, по которой воздух от турбонагнетателя поступает к впускному отверстию.

· Впускной клапан — это клапан, который пропускает воздух в отверстие цилиндра. Открытие и закрытие клапана контролируется распределительным валом.

Выхлопная система

Выхлопные газы проходят по следующему пути в двигателе:

Отверстие цилиндра → Выпускной клапан → Выпускной канал → Выпускной коллектор → Турбокомпрессор → Глушитель

· Для снижения шума двигателя выхлоп пропускается через глушитель.Выхлопные газы имеют более высокое давление, чем атмосферное; если бы эти газы выбрасывались прямо в атмосферу, раздался бы громкий неприятный шум, похожий на звук выстрела из ружья. Глушитель используется для охлаждения выхлопных газов.

Система охлаждения

Охлаждение двигателя преследует множество целей, в том числе:

1) Поддержание оптимальной температуры для эффективной работы в любых условиях.

2) Чтобы избежать перегрева и защитить компоненты двигателя, включая цилиндры, головку цилиндров, поршни и клапаны.

3) Для сохранения смазывающих свойств масла.

Есть два типа охлаждения:

1) Воздушное охлаждение

2) Водяное охлаждение

Каждый цилиндр в двигателе окружен водяными рубашками. Вода в рубашках поглощает тепло цилиндров. Нагретая вода, проходящая через радиатор, помогает охлаждать воду.

Существует три типа методов водяного охлаждения:

1) Прямой или непрямой метод

2) Термосифонный метод

3) Метод принудительной циркуляции

Инженерам-механикам, готовящимся к экзамену FE, настоятельно рекомендуется изучить нагрев и системы охлаждения перед сдачей экзамена по механике FE.

Электрическая система

Электрическая система двигателя состоит из следующих частей:

1) Стартер
2) Генератор
3) Аккумулятор

· Стартер используется для вращения маховика. Стартер получает питание от аккумулятора. Шестерня стартера входит в зацепление с зубьями кольца маховика и вращается, а затем вращает коленчатый вал. Это вращение коленчатого вала приводит к перемещению поршней в цилиндрах.Поршень всасывает воздух и топливо в камеру сгорания, что приводит к запуску двигателя. После достижения определенных оборотов стартер снимает шестерню с маховика.

· Генератор закреплен на двигателе и имеет шкив. Ремень используется для привода вала генератора. Основная задача генератора — заряжать аккумуляторы.

· Обычно используются две батареи, каждая на 12 Вольт.

Вот что на самом деле задействовано в трансмиссии электромобиля

Похоже, электродвигатель готов заменить двигатель внутреннего сгорания в автомобиле.

• Великобритания и Франция завершили продажу легковых автомобилей с бензиновыми или дизельными двигателями, и Китай рассматривает аналогичные меры.

• Некоторые автопроизводители заявили, что их нынешнее поколение двигателей внутреннего сгорания может быть последним, что они разрабатывают.

• А на прошлой неделе на автосалоне во Франкфурте почти все автопроизводители активизировали свои планы по электрификации.

Переход от двигателей внутреннего сгорания к электродвигателям будет одним из крупнейших в отрасли. Более чем столетняя разработка и инвестиции в двигатель внутреннего сгорания теперь начнут замедляться, поскольку автопроизводители начнут проектировать, разрабатывать и, скорее всего, строить электродвигатели собственными силами.

Технологи, вероятно, уже думают о том, как переоборудовать моторные заводы с производства двигателей внутреннего сгорания на выпуск электродвигателей.

Хотя усовершенствования автомобильного двигателя внутреннего сгорания хорошо задокументированы, состояние электродвигателя менее известно — по крайней мере, среди тех из нас, кто занимается автомобильной промышленностью. В Automotive News мы редко писали о внутренней работе электродвигателя и технических проблемах, которые он ставит при переходе к массовому производству и использованию. Кажется, это изменится.

А пока я поговорил с Ларри Нитцем, исполнительным директором глобальных силовых установок General Motors.Совсем недавно Нитц возглавлял команду инженеров, которая проектировала электродвигатели для Chevrolet Volt и Bolt.

Эти двигатели не являются стандартными компонентами, покупаемыми у поставщиков, а были разработаны компанией GM с целью их оптимизации для их конкретных рабочих циклов. GM производит одни двигатели собственными силами и покупает другие, разработанные инженерами GM.

По сравнению с обычным четырехцилиндровым двигателем внутреннего сгорания, который имеет сотни движущихся частей, электродвигатель очень прост.Двигатели имеют ротор, статор, якорь, коммутатор, обмотки и подшипники. Хотя они могут быть намного менее сложными, чем бензиновые или дизельные двигатели, электродвигатели создают свои собственные проблемы. Некоторые из них, такие как стоимость, вес и плавность хода, такие же, как у двигателей внутреннего сгорания.

И, по словам Нитца, даже несмотря на то, что электродвигатели примерно вдвое эффективнее бензиновых двигателей, есть возможности для улучшения. «Возможны дополнительные улучшения в снижении содержания редкоземельных элементов в двигателях с постоянными магнитами», — сказал он.«Постепенные улучшения также возможны в асинхронных двигателях».

Инженеры также ищут традиционные способы улучшения электродвигателя.

«В автомобиле размер имеет значение. Масса имеет значение. Стоимость, производительность, эффективность и [шум, вибрация и резкость] имеют значение. Это прекрасное свойство автомобиля. Он объединяет почти все многофункциональные элементы», — сказал Нитц. меня. «Будь то двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель, все они должны быть оптимизированы. Цель состоит в том, чтобы перемещать людей, не занимая много места и массы, а также добиться огромной эффективности.»

Эффективность — ключевое слово. На данный момент в SAE International отсутствует стандартный способ измерения эффективности электродвигателя.

Это скоро изменится, — говорит Джон Тинтиналли, директор глобальной группы продуктов для наземной техники в SAE International. Он сказал, что SAE разрабатывает стандартный способ измерения эффективности электродвигателей, а также крутящего момента и мощности.

Chevrolet Volt имеет два электродвигателя: один имеет КПД 96 процентов, а другой — 94 процента.Нитц говорит, что эффективность электродвигателя в GM измеряется двумя способами.

Один путь — постоянный ток от аккумуляторной батареи к механическому отключению. В GM, по словам Нитца, измерения производятся путем включения инвертора, который меняет постоянный ток на переменный (переменный ток).

«Нам это нравится, потому что это эффективность системы», — сказал Нитц. «Эта энергия хранится в аккумуляторе и доставляет ее в дорогу».

Еще один способ измерить эффективность электродвигателя — это измерить входящий переменный ток в зависимости отмощность на валу двигателя.

Как и двигатель внутреннего сгорания, у электродвигателей есть то, что Нитц называет «островками эффективности» — определенные скорости и нагрузки, при которых электродвигатели работают наиболее эффективно. И инженеры могут настроить это в зависимости от автомобиля.

GM создала систему разработки электродвигателей, которая, по словам Нитца, столь же тщательна, как и система для двигателей внутреннего сгорания. Он сказал, что инженеры протестировали от 30 000 до 50 000 итераций электромагнетизма двигателей, прежде чем выбрать серийную версию.Большинство двигателей внутреннего сгорания имеют максимальную скорость около 6000 об / мин. Но электромотор автомобиля может вращаться со скоростью 9000 об / мин.

Нитц сказал, что скорость представляет собой инженерные проблемы. Центробежная сила внутри двигателя может вызвать изменение небольшого воздушного зазора между ротором и статором, поэтому должна быть механическая система, которая контролирует это движение.

«Определение геометрических размеров и допусков систем подшипников для удержания ротора и сохранения его концентричности, а также способ крепления статора к ротору, вероятно, является одной из самых сложных задач, о которых я могу думать», — сказал Нитц.«Это так же сложно, как и все, что мы делаем в трансмиссии, может, чуть больше».

Слушая, как Нитц описывает внутреннюю работу электродвигателей, идеально сочетается с тем, как изменится разговор об автомобильных трансмиссиях в ближайшие годы. Меньше разговоров о турбонагнетателях, 10-ступенчатых трансмиссиях, регулируемых фазах газораспределения, поршнях, системах впрыска и зажигания и больше о тяговых двигателях, инверторах, магнитах и ​​обмотках.

«Сложность и инженерные задачи электродвигателя» впервые появилось в Automotive News 20.09.2017.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Конфигурации двигателя Стирлинга

— обновлено 30 марта 2013 г. Конфигурации двигателя Стирлинга

— обновлено 30 марта 2013 г.

Глава 2а — Двигатели Альфа Стирлинга

Механическая конфигурация двигателей Стирлинга обычно делится на три группы, известные как Alpha , бета , и Гамма договоренности. Двигатели Alpha имеют два отдельных поршня. цилиндры, которые последовательно соединены нагревателем, регенератором и кулер.В двигателях Beta и Gamma используется поршневой вытеснитель. устройств, двигатель Beta имеет как вытеснитель, так и поршень в системе рядных цилиндров, в то время как двигатель Gamma использует отдельные цилиндры.

Движок Alpha концептуально простейший Однако конфигурация двигателя Стирлинга страдает недостатком что и горячий, и холодный поршни должны иметь уплотнения, чтобы удерживать рабочий газ. Существует ряд механических механизмов, которые позволяют этот тип двигателя для правильной работы с правильной фазировкой два поршня.Отличная анимация движка V-type Alpha разработан Ричардом Уилером ( Zephyris ) из Википедия показано ниже:

Энди Росс из Колумбуса, штат Огайо, проектировал и производство малых авиационных двигателей с 1970-х годов, в том числе чрезвычайно инновационный дизайн Alpha. Он является изобретателем классической Росс. Двигатель с коромыслом, а также сбалансированный механизм «Rocker-V», оба показаны ниже.

Обратитесь к восхитительной книге Энди Росса: Making Двигатели Стирлинга (Ross Experimental, 1993).Двигатель D-90 Yoke Drive Alpha Stirling описан в его Книга будет использована в качестве основного примера этого веб-ресурса. В Университет Огайо у нас есть лаборатория модель приводного двигателя Д-90 Хомут, который нагревается электрически для точного определения тепла входная мощность. Мэтт Кевени сделала анимационный показ четко принципы работы Росс коромысло-рычажный механизм . Этот оригинальный механизм для передачи движения двойного поршня в вращательное движение минимизирует боковые силы поршня, как правило встречался на штатном коленчатом механизме.

Совсем недавно Энди Росс придумал сбалансированный Конструкция механизма Rocker-V. Он опубликовал статью о модели. Локомотив кульминации, который он построил с использованием небольшого (20 куб. См) Rocker-V двигатель, и позволил мне сохранить копию этой статьи « A Локомотив кульминации класса А «. Номер из этих Rocker-V двигатель s были построены студентами для Старший Класс Design в Университете Огайо в 2001 году, и также будет использоваться в качестве примера этого веб-ресурса. Один из Многие видео Энди Росса на YouTube демонстрируют уникальное сбалансированное двойной V Двигатель Alpha , в котором не используется секция теплообменника, протянувшаяся поперек В.

Холодный Energy, Inc из Боулдера, штат Колорадо, имеют разрабатывает низкотемпературные (150 ° C — 400 ° C) Alpha Stirling системы двигатель / генератор с 2006 г. (См. их продукт История развития) . Это включало полная система когенерации солнечной энергии и тепла для домашнего использования из них эвакуированных трубчатые солнечные тепловые коллекторы , тепловые систем хранения, горячей воды и обогревателей, а также SolarHeart Двигатель / генератор Стирлинга. В настоящее время они концентрируясь на системах утилизации отходящего тепла (См .: Cool Обзор двигателя Energy ThermoHeart 25 кВт ) с использованием четырехцилиндрового двигателя Alpha, как описано в документе представлен на 2016 Международная конференция по двигателям Стирлинга, автор команда Cool Energy: 25 кВт Низкотемпературный двигатель Стирлинга для рекуперации тепла, солнечной энергии и биомассы Приложения ).

Многоцилиндровые двигатели Альфа Стирлинга

Движок Alpha можно также объединить в компактная многоцилиндровая конфигурация, обеспечивающая чрезвычайно высокую удельная выходная мощность. Принципиальная схема этой конфигурации показано ниже. Обратите внимание, что четыре цилиндра соединены между собой, поэтому что пространство расширения одного цилиндра соединено с пространство сжатия соседнего цилиндра через последовательно соединенные нагреватель, регенератор и охладитель. Поршни обычно приводятся в движение наклонная шайба, приводящая к чисто синусоидальному возвратно-поступательному движению имеющий разность фаз 90 градусов между соседними поршнями.

Пример 4-цилиндрового двигателя Alpha с наклонной шайбой показано ниже. Этот двигатель был первоначально разработан Stirling. Thermal Motors (позже STM Корпорация , однако, больше не в рабочем состоянии).

Во время 1970-е годы — NV Philips из Голландии и Ford Motor Company разработан экспериментальный автомобильный двигатель — четырехцилиндровый двигатель с наклонной шайбой, как показано на следующей фотографии:

Это двигатель Ford-Philips 4-215 используется в качестве примера в книга И.Уриэли и Д. М. Берховиц — Двигатель цикла Стирлинга Анализ (Адам Хильгер, 1984), страницы 25 — 31. Это будет один из тематические исследования этого учебного ресурса, и поскольку книга отсутствует print, эти страницы были добавлены сюда для удобства: Ford-Philips.pdf .

Уильям Бил из Sunpower, Inc придумала интересный конфигурация, сочетающая в себе четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель Alpha с выходным каскадом газовой турбины, как показано на следующей схеме диаграмма:

Четыре цилиндра физически скомпонованы с 90 степень разности фаз с каждым поршнем, подключенным к газу компрессор.Затем газовые компрессоры используются для привода газовой турбины. расширитель, как показано. Главное преимущество этой системы — обещание высокой удельной мощности и, самое главное, высокой надежности и срок службы из-за отсутствия сильно нагруженных движущихся частей, так как на подшипники скольжения отсутствуют боковые нагрузки.

На эскизе показаны газовые компрессоры одностороннего действия для простота, однако реальная машина будет использовать двойное действие компрессоров так, чтобы на турбине было восемь импульсов газа для каждый цикл четырехцилиндровой машины.

______________________________________________________________________________________

Анализ машины цикла Стирлинга Израиль Уриэли под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Соединенные Штаты Лицензия

.