Двигатели Audi EA828

Все тексты написаны мной, имеют авторство Google, занесены в оригинальные тексты Yandex и заверены нотариально. При любом заимствовании мы сразу же пишем официальное письмо на фирменном бланке в поддержку поисковых сетей, вашего хостинга и доменного регистратора.

Далее подаем в суд. Не испытывайте удачу, у нас более тридцати успешных интернет проектов и уже дюжина выигранных судебных разбирательств.

Кандидаты в «проходные» моторы: трехцилиндровый downsizing под капотом!

Если не это, то следующее десятилетие можно будет назвать декадой малолитражных двигателей — производительные турбомоторчики всего о трех цилиндрах и скромных размеров медленно, но верно начинают вытеснять привычные «шестерки» и «четверки» под капотом! Предлагаем вашему вниманию обзор новых трехцилиндровых «малышей» объемом до 1,5 л, которые рано или поздно «пропишутся» под капотами многих «проходных» автомобилей.

Экономическая ситуация и постоянно ужесточающиеся экологические нормативы по токсичности выхлопа вынуждают разработчиков двигателей ломать голову над тем, как сделать силовые агрегаты максимально экономичными, но без потерь в «лошадином поголовье» и крутящем моменте, «снятых» с литра рабочего объема. Мотористы уменьшают число цилиндров, снабжая двигатель производительными турбинами (в некоторых случаях их число может доходить до трех!), — такова вкратце суть даунсайзинга.

Этот самый даунсайзинг, прогрессирующий с каждым годом, привел к тому, что теперь трехцилиндровые моторчики оказываются не такими уж и скромными и могут похвастать сопоставимыми с «четверками» большего объема характеристиками, обладая при этом лучшей паспортной топливной экономичностью и экологичностью.

Об эффективности новых «троек» свидетельствует тот факт, что инженеры Nissan, например, новой бензиновой «тройкой» оборудовали лемановский прототип ZEOD RC: 1,5-литровый моторчик дополняет электродвигатель болида, отличается предельно компактными габаритами, весит всего 40 кг, но развивает при этом. 400 л.с. и 380 Нм крутящего момента.

То есть по показателю удельной мощности (10 л.с./кг) «тройка» Nissan даже превосходит новые турбированные V6, которые используются в нынешнем сезоне Формулы-1. Правда, «в 24 часах Ле-Мана» этого года ZEOD RC сошел уже на 23-й минуте гонки — подвела коробка передач.

Что касается серийных Nissan, то еще в 2011 году японцы начали устанавливать на хэтчбек Micra трехцилиндровый турбодвигатель объемом 1,2 л, работающий по термодинамическому циклу Миллера. В свое время с такими моторами экспериментировала Mazda, но на Nissan схему дополнили непосредственным впрыском. Цикл Миллера позволяет поднять КПД двигателя и снизить насосные потери при впуске, более эффективно используя энергию сгорания топлива. А еще моторчик оборудован механическим нагнетателем с многодисковой муфтой, отключающей его на малых нагрузках при движении в город, — заявленный средний расход топлива равен 3,8 л/100 км.

Самый успешный трехцилиндровый агрегат, по крайней мере так считают журналисты ведущих автомобильных изданий со всего мира, создали конструкторы Ford. Это компактный агрегат семейства EcoBoost с чугунным блоком, способным уместиться на листе бумаги формата A4, непосредственным впрыском и малоинерционным турбокомпрессором, способным раскручиваться до 250.000 об/мин, разработанный в технических центрах Ford в Дантоне (Великобритания) и Меркенихе (Германия) и выпускаемый на заводах в Кельне и Румынии.

При литре объема моторчик, устанавливаемый на Focus, Fiesta, B-MAX, C-MAX и Grand C-MAX, способен развивать от 100 до 140 л.с. на «трехдверках» Fiesta Red и Black Edition. Для сравнения: двухлитровая турбо-«четверка» на «пятидверке» Mercedes A 45 AMG и седане CLA 45 AMG выдает 360 л.с., так что по литровой мощности фордовский агрегат уступает детищу мотористов из Аффальтербаха не так уж и много.

«Свежий» ответ фордовскому EcoBoost соперников из Opel — разработанный совместно с китайским концерном SAIC, партнером General Motors, однолитровый трехцилиндровый турбированный агрегат семейства EcoTec с алюминиевым блоком, непосредственным впрыском и двумя вариантами мощности (90 и 115 л.с. при равном в обоих случаях показателе крутящего момента 170 Нм). Дебютирует китайско-немецкая «тройка» на городской «малютке» Adam и его псевдовнедорожном варианте Rocks — продажи хэтчбека с мотором 1.0 Ecotec начнутся в следующем году. Также новый моторчик получит и новая Corsa.

Этой весной на автосалоне в Женеве характеристики своих новых трехцилиндровых бензиновых моторчиков озвучила Renault — это однолитровый «атмосферник», развивающий 70 л.с. и 91 Нм крутящего момента, и турбомотор объемом 900 «кубиков» (90 л.с. и 135 Нм). Новые двигатели первым получил хэтчбек Twingo нового поколения — они устанавливаются в задней части автомобильчика, под полом багажника, прямо над задней осью.

Компания Toyota в июне этого года на своем моторном заводе в Польше начала выпуск модернизированного трехцилиндрового двигателя, предназначенного для установки под капот нового Aygo и рестайлингового Yaris.

Бензиновый агрегат подвергся доработкам, призванным сделать его еще более экономичным: 69-сильный моторчик стал легче, получил увеличенную степень сжатия (11,5:1) и интегрированный в головку блока цилиндров выпускной коллектор.

К расширению линейки «трехцилиндровых» моделей приступили и в Volkswagen. Так, для обновленного хэтчбека Polo, европейские продажи которого начались весной, базовым является трехцилиндровый алюминиевый агрегат объемом 1 л и мощностью 60 л.с., доставшийся ему от сити-кара Up! и доступный также в 75- и 90-сильном вариантах. Версии Polo на тяжелом топливе обзавелись трехцилиндровыми дизелями 1.4 TDI мощностью 75, 90 и 105 л.с. В скором времени «тройки» пропишутся под капотами супермини Audi A1, а также старшей по рангу A3.

Итак, турбомоторы всего с тремя «котлами» и объемом около литра? Пока они являются уделом главным образом милых городских «букашек», но пройдет всего несколько лет — и «облепленная» несколькими турбинами «тройка» со скромным «аппетитом» станет нормой на полноразмерном седане или кроссовере.

Четырёхцилиндровый двигатель

: неверное или отсутствующее изображение

Рядный четырёхцилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением четырёх цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I4 («ай-фор») или L4 («Straight-4», «In-Line-Four»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-4 (/4) — например, двигатель автомобиля «Москвич-412».

Конфигурация I4 для четырехтактного двигателя является несбалансированной, но проста в производстве (для двухтактного двигателя с чередованием работы цилиндров через 90° в порядке 1-3-4-2 или 1-2-4-3 такая конструкция сбалансированная). Поэтому она находит применение обычно в автомобилях экономкласса с относительно небольшим рабочим объёмом двигателя. Современные I4 имеют рабочий объём обычно от 0,7 до 2,3 литров. С ростом рабочего объёма уровень вибраций значительно возрастает, поэтому на современных двигателях конфигурации I4 с рабочим объёмом более 2,0 л. как правило используются дополнительные балансировочные (успокоительные) валы, позволяющие приблизить уровень вибраций к рядным шестицилиндровым двигателям аналогичного рабочего объёма.

В прошлом, однако, I4 бо́льших рабочих объёмов не были редкостью.

В начале XX века существовали гоночные автомобили с рядными четырёхцилиндровыми двигателями рабочим объёмом 10-17 литров, например, De Dietrich. Мощность этих двигателей, однако, была весьма невелика — обычно, порядка 70-100 л.с., а максимальные обороты составляли около 1500 об/мин.

В довоенные годы четырёхцилиндровые автомобильные двигатели большого объёма не были редкостью, особенно на грузовиках. Сюда можно отнести, например, советские ГАЗ М-1, ГАЗ-АА и их производные (3285 см³).

Из относительно недавних примеров, западногерманская фирма Porsche выпускала автомобили с 2990-кубовыми I4. Двигатель американского Pontiac Tempest модели 1961-63 годов имел рабочий объём 3188 см³ и не имел балансировочных валов. Советские и российские автомобили «Волга» и УАЗ в течение длительного периода времени (с 1957 по начало 2000-х, УАЗ до сих пор) использовали I4 производства ЗМЗ и УМЗ объёмом 2,445 литра, имелась версия объёмом 2,9 литра, балансировочные валы также отсутствовали.

Все эти двигатели были достаточно малооборотными и относительно тяжёлыми, что, наряду с особыми мерами при конструировании и при правильной настройке, практически сводило на нет нежелательные вибрации по сравнению с I4 меньшего объёма. Хотя, скажем, двигатель «Понтиака» оказался очень чувствителен к настройке карбюратора.

В настоящее время [когда?] одними из наибо́льших по рабочему объёму четырёхцилиндровых бензиновых двигателей являются Toyota 3RZ-FE (Toyota Land Cruiser Prado и другие модели, объём 2,7 л). Четырёхцилиндровые дизели такого и большего объёма не являются редкостью и часто используются на грузовиках и тракторах, для которых уровень вибраций не является определяющим фактором.

V-образный четырёхцилиндровый двигатель — весьма редкая конфигурация. Изредка применялся в начале XX-века на мотоциклах, гоночных автомобилях и самолетах. Массовыми реализациями такой конфигурации в отечественном автопроме были лишь двигатели Мелитопольского моторного завода МеМЗ-965, МеМЗ-966, МеМЗ-968, применявшиеся на автомобилях «Запорожец» и ЛуАЗ. Такая конфигурация была выбрана из соображений достижения компактности силового агрегата как в длину, так и в ширину и упрощения его системы воздушного охлаждения. Однако конфигурация V4 полностью несбалансированная и имеет неравномерное чередование вспышек в цилиндрах. По этой причине автомобили «Запорожец» издают при работе характерный неприятный тарахтящий звук (на самом деле в основном из-за системы воздушного охлаждения, для «водяных» V4 это вовсе нехарактерно, по звуку и характеру работы они несколько напоминают V6, с которыми обычно и унифицированы). В мировой практике V4 водяного охлаждения в своё время находили широчайшее применение в модельном ряду европейского филиала Ford Motor Company, в частности на моделях Ford Taunus и Ford Granada, а также (тот же двигатель) на автомобилях SAAB, на которые он ставился вместо двухтакного трёхцилиндрового, опять же, благодаря компактности.

Оппозитный четырехцилиндровый двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между рядами цилиндров составляет 180 градусов. В автомобильной и мототехнике оппозитный двигатель применяется для снижения центра тяжести, вместо традиционного V-образного. Оппозитный двигатель в отличие от других четырехцилиндровых двигателей, самый сбалансированный. Коленчатый вал оппозитного двигателя испытывает меньшие нагрузки, что позволяет развивать большие обороты двигателя, и снимать большую удельную мощность не увеличивая массу.

По сравнению с рядным четырехцилиндровым двигателем имеет (как и V-образный двигатель) более сложную конструкцию.

Наиболее широкое распространение оппозитный двигатель получил в модели Volkswagen Käfer выпущенной за годы производства.

Компания Porsche использует его в большинстве своих спортивных и гоночных моделей, таких как Porsche 997, Porsche 987 Boxster и другие.

Оппозитный двигатель является также отличительной чертой автомобилей марки Subaru, который устанавливается практически во все модели Subaru c 1963 года. Большинство двигателей этой фирмы имеют оппозитную компоновку, которая обеспечивает очень высокую прочность и жёсткость блока цилиндров.

Volkswagen Transporter T1 — T3 бензиновые версии моторов также были оппозитными. Малая высота двигателя позволяла устанавливать его под полом салона.

Оппозитный четырехцилиндровый двигатель устанавливался на Т-26 и некоторые машины Pz I.

Рядные пятицилиндровые турбодизели Audi 2,5 TDI

Электронный ТНВД

В связи с этим топливный насос высокого давления (ТНВД) получил управляющую электронику, отвечавшую за момент впрыска и позволявшую четко дозировать количество впрыскиваемого топлива. Поэтому новому двигателю удалось сохранить такие характеристики старых дизельных моторов, как высокую тяговитость и низкий удельный расход топлива и, одновременно, в разы превысить их динамические показателям, фактически сравнявшись по таковым с бензиновыми силовыми агрегатами. Дебютировавшая инновационная система впрыска топлива получила фирменное обозначение TDI (Turbo Diesel Injection).

Вместо резюме

Надежность, экономичность и отличная разгонная динамика автомобилей Audi 100/А6 обусловленная установленными на них рядными турбодизелями 2,5 TDI являются причиной устойчиво высоких цен на эти уже немолодые машины. Ведь при должном обслуживании и соблюдении заводского регламента по эксплуатации, «пятерки» 2,5 TDI без разорительных для владельца вложений способны осилить пробег и в 700-800 тыс.км.

Кроме того, «железо» пятицилиндровых турбодизелей 2,5 TDI оказалось настолько удачным, что на его базе была разработана целая линейка конструктивно схожих 2,5-литровых дизельных моторов, использовавшихся подразделением Volkswagen Nutzfahrzeuge для установки на семейство микроавтобусов VW Т4, а также и на легких грузовичках VW LT. Но, это, как говорится, уже совсем другая история.

Износ ТНВД

Еще одна возрастная проблема рядных «пятерок» 2,5 TDI – падение производительности ТНВД вследствие его естественного износа. «Симптомы болезни»: снижение тяги двигателя, перебои в его работе, затрудненный пуск «на холодную». Причина этого кроется в том, что на ТНВД с большими пробегами происходит падение давления впрыска вследствие износа встроенного в агрегат насоса подкачки, а также внутреннего износа самого корпуса ТНВД. В любом случае решение проблемы дело серьезное – из вариантов: достаточно дорогой ремонт ТНВД с заменой корпуса насоса на новый и использованием ремкомплекта, или же поиск агрегата б/у, что также достаточно обременительно в финансовом плане.

Сам по себе роторно-распределительный ТНВД Bosch VE37 весьма надежен и при условии использования нормального дизельного топлива и своевременной замене топливного фильтра способен пройти до ремонта те же 500 тыс. км, что и сам турбодизель.

Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.

В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

• Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на: карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
• инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
• дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Схема устройства двигателя.

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала. Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Схема работы двигателя.

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

1. Впуск топлива;
2. Сжатие топлива;
3. Сгорание;
4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Ремень ГРМ: рвется из-за халатности владельца.

Вопреки устоявшемуся мнению рядные турбодизели 2,5 TDI не прощают пренебрежения предписанным производителем интервалом замены ремня ГРМ. Да, действительно привод ГРМ конструктивно несложен, а ролики ГРМ весьма долговечны и зачастую способны «ходить» значительно дольше самого ремня. (Вследствие, чего многие владельцы принимают решение о необходимости их замены непосредственно после визуального осмотра роликов, и меняют их через раз.) Тем не менее, надо помнить, что заводской интервал замены деталей привода ГРМ составляет 120 тыс. км, а в наших условиях эксплуатации – не более 90 тыс. км пробега. Экономия на интервале замены и запчастях чревата катастрофой – обрыв ремня приводит к «дружеской встрече» клапанов и поршней, влекущей за собой капитальный ремонт турбодизеля или же поиск контрактного мотора б/у.

Работа цилиндров двигателя на разных типах моторов: порядок работы цилиндров

Как известно, на автомобили устанавливаются несколько различных типов ДВС. При этом кроме общеизвестного деления на бензиновые и дизельные силовые агрегаты, необходимо учитывать и то, что моторы отличаются по количеству цилиндров и расположению цилиндров. Если коротко, в подавляющем большинстве двигатели на авто ставятся рядные и V-образные моторы. Намного реже встречаются оппозитные двигатели и роторные двигатели.

Указанные моторы могут иметь заметные отличия в плане конструкции и общего количества цилиндров. Так или иначе, в ряде случаев необходимо знать, какой порядок работы цилиндров двигателя применительно к тому или иному ДВС. Далее мы рассмотрим порядок работы 4-х цилиндрового двигателя, V-образного мотора, оппозитного и т.д.

Порядок работы двигателя

Итак, порядок работы цилиндров наиболее распространенных автомобильных двигателей отличается. Если сравнивать порядок работы однотипных 4, 6, а также 8 цилиндровых моторов, порядок работы цилиндров таких двигателей будет заметно отличаться. Другими словами, 4 цилиндровый двигатель и его цилиндры будут работать не в том порядке, в котором работает, например, 8-и цилиндровый аналог. Давайте разбираться.

• Прежде всего, порядок работы цилиндров будет зависеть от чередования воспламенения топливной смеси в цилиндрах двигателя, а также угла чередования тактов. Так вот, рабочий цикл рядного четырехтактного мотора на 4 цилиндра проходит за 2 полных оборота коленчатого вала или же за 720 градусов. При этом чередование тактов осуществляется через 180 градусов.

Если же мотор 4-тактный, V-образный, 6-цилиндровый, рядный, рабочий цикл такого двигателя также проходит за 2 полных оборота коленвала или 720 градусов, однако чередование тактов осуществляется через 120 градусов. Рабочий цикл рядного 8-цилиндрового V-образного мотора получает чередование тактов через 90 градусов.

• Более наглядно начнем рассмотрение с рядной четверки. Например, для таких ДВС распространен порядок 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Другими словами, фактически, это и есть порядок зажигания двигателя. Если же рассматривать рядный 6-цилиднровый мотор, для рядной шестерки порядок 1-5-3-6-2-4.

Экономия на моторном масле и ее последствия

Несмотря на общую неприхотливость, эти моторы весьма требовательны к качеству и соблюдению интервалов замены моторного масла. Лить камазовскую «веретенку» не получится – даже двигателям с пробегами под миллион положена «синтетика» с вязкостью 5w-40 по SAE.

Игнорирование данного требования приводит к преждевременной смерти гидрокомпенсаторов клапанов, которые на этих моторах способны служить и до 300 тыс. км пробега. Длительное игнорирование «убитых» стучащих гидротолкателей приводит к повреждению в ГБЦ их седел. В этом случае заменой относительно недорогих компенсаторов уже не отделаться – придется искать ГБЦ б/у в хорошем состоянии.

Еще одна проблема, возникающая при экономии на качестве применяемого моторного масла – коксование и выход из строя маслосъемных колпачков. Впрочем, до появления действительно критического «масложора» многие владельцы игнорируют эту проблему, тем более, что первоначально убийственных последствий для самого двигателя она не несет.