Avtoargon.ru

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

Газовый двигатель внутреннего сгорания – меняет ли топливо принцип действия

Газовый двигатель внутреннего сгорания – меняет ли топливо принцип действия?

Первый газовый двигатель внутреннего сгорания был разработан немецким изобретателем Н. Отто. Принцип его работы заключался в том, что горючая смесь предварительно подвергалась сильному сжатию в верхней точке положения поршня. На создание экономичного двигателя, КПД которого достигал 15 %, изобретателю потребовалось около 15 лет, он получил название четырехтактного, поскольку рабочий цикл в нем протекал за четыре хода поршня.

Газовый двигатель внутреннего сгорания – общее описание агрегата

Современные двигатели такого рода работают на природном и попутном газах, а также на сжиженном пропан-бутане, доменном газе и других. Преимущество таких двигателей заключается в меньшем износе основных узлов и деталей, что достигается путем создания качественной горючей смеси и ее эффективного сжигания. К тому же, в выхлопах практически отсутствуют вредные примеси.

КПД современных двигателей на таком топливе достигает порядка 42 %. Наиболее широко они применяются в газовой и нефтяной промышленности в качестве приводных устройств на газоперекачивающих установках. В последнее время перестали быть новинкой такие агрегаты и в автомобиле.

В отличие от них первый двигатель Отто был достаточно низкооборотным и обладал большой массой. При увеличении оборотов вала до 180 об/мин происходили перебои в его работе, а также ускоренный износ золотника. В качестве бака для хранения газа использовался большой резервуар, поэтому установка его на автомобили была попросту невозможной, однако его стали широко применять на различных заводах и фабриках.

Система питания газовых двигателей и общая схема устройства

Система питания газовых двигателей внутреннего сгорания, которая устанавливается на автомобилях – это дозирующая система, позволяющая использовать вместо бензина сжиженный газ. В ее комплект входят:

  • топливный баллон, который может иметь различную форму;
  • переключатель вида топлива, вмонтированный в салон автомобиля;
  • редуктор-испаритель, который предназначен для подогрева и испарения сжиженного топлива;
  • газовый клапан (электромагнитный), перекрывающий подачу топлива во время стоянки автомобиля;
  • электромагнитный бензиновый клапан или эмулятор форсунок, служащий для перекрытия подачи бензина во время использования газа;
  • заправочное устройство (выносное);
  • мультиклапан, который предотвращает утечку газа.

Работает такое оборудование практически так же, как и бензиновое. Вначале сжиженный газ по топливной магистрали поступает в клапан-фильтр, где проходит предварительную очистку от различных взвесей и смол. Далее очищенный газ поступает в редуктор-испаритель, в котором его давление понижается до 1 атмосферы, после чего через дозатор подается в смеситель.

В оборудовании для инжекторных двигателей не применяется бензиновый клапан, вместо него устанавливается эмулятор форсунок.

Газовый двигатель своими руками – реально ли это?

В настоящее время на автомобилях применяются две схемы подключения оборудования:

  • классическая – газ подается непосредственно в карбюратор или инжектор;
  • последовательная – топливо поступает в форсунки, которые установлены параллельно с бензиновыми.

Классическая схема считается менее затратной, отличается простотой установки, но имеет существенный недостаток. При переключении режимов образуется смесь низкого качества, в результате чего двигатель быстро изнашивается. На сегодняшний день последовательная система хоть и является более дорогостоящей, но отличается более качественной подачей газа.

Основные достоинства применения такого оборудования:

  1. Возможность легко создать газовый двигатель своими руками, то есть смонтировать установку на автомобиле самостоятельно.
  2. Низкая стоимость топлива.
  3. Высокое октановое число.
  4. Отсутствие вредных выбросов.
  5. Более качественная работа двигателя.
  6. Благодаря применению газа значительно увеличивается ресурс двигателя.
  1. Снижение динамики разгона автомобиля.
  2. Существенно возрастает нагрузка на клапаны газораспределительного механизма.
  3. Все оборудование занимает слишком много места.
  4. Сложности с использованием оборудования в зимнее время.

Газобаллонное оборудование (ГБО), которое дополнительно может встраиваться своими руками в уже существующую топливную систему автомобиля, приобретается на рынке, каждой модели двигателя соответствует своя модель ГБО. Заправочный баллон с комплектующими (клапан и испаритель) крепится в какой-нибудь нише, чаще всего это место для «запаски».

Следом подсоединяется выносное заправочное устройство, отверстие которого будет выходить на внешнюю сторону кузова. А затем на двигателе устанавливаются клапаны против утечки газа, для перекрывания бензина при включении газа. А в салоне автомобиля располагается переключатель бензин-газ. Если вы сомневаетесь в своих знания о традиционном устройстве мотора, то не рискуйте к нему присоединять ГБО, лучше обратитесь к специалистам.

Двигатель Renault H4M

Благодаря совместным усилиям моторостроителей известных автоконцернов Ниссан и Рено увидел свет новый силовой агрегат, пришедший на смену широкоизвестному K4M.

Описание

Двигатель H4M разработан и запущен в производство в 2004 году. Предназначался для оснащения популярных моделей Renault и Nissan. В последствии получил более широкое распространение. Удачное конструкторское решение сделало этот мотор не только удачным, но и востребованным. Его выпуск производится по настоящее время.

Силовой агрегат H4M представляет собой четырехцилиндровый рядный бензиновый двигатель объемом 1,6 литра, мощностью 114 л. с и крутящим моментом 153 Нм.

Двигатель устанавливался на автомобили Renault:

На автомобили Nissan:

С 2019 года его можно встретить под капотом автомобилей Лада (ВАЗ):

  • Веста (седан, Кросс, СВ2181);
  • Х-рей (хэтчбек, Кросс).

Установка производится по сегодняшний день.

Блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава. Основная причина отказа от чугунного блока – улучшение динамики автомобиля и снижение общего веса как ДВС, так и авто в целом. Внутри блока запрессованы «мокрые» гильзы.

Для снижения внутреннего трения цилиндры выполнены со смещением.

Поршни стандартные с двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами.

Шатуны литые, облегченные.

Шейки распределительных и коленчатого валов отшлифованы по специальной технологии. В результате значительно снижена сила трения в сопряженных с ними узлах.

ГБЦ так же алюминиевая. В ней располагаются два распредвала и 16 клапанов (DOHC). Гидрокомпенсаторы не предусмотрены, поэтому тепловой зазор приходится регулировать вручную, путем подбора толкателей.

Для справки: существует 26 типоразмеров стаканов клапанов с шагом 0,02 мм. Поэтому подбор нужных толкателей без специального оборудования практически не возможен. Регулировка теплового зазора клапанов осуществляется в автосервисах. Периодичность от 80 до 100 тыс. км.

Привод ГРМ цепной. По заявлению производителя ресурс цепи составляет не менее 150 тыс. км пробега. По имеющимся сведениям, при аккуратной эксплуатации мотора ее ресурс превышал 250 тыс. км.

Обратите внимание! При установке ГБО периодичность регулировки клапанов сокращается, а срок их службы заметно снижается. Это связано с ухудшением условий охлаждения клапанов.

Агрегаты навесного оборудования (помпа, генератор, компрессор ГУР) приводятся во вращение ремнем.

На впускном распредвале установлен фазовращатель. Автоматически регулируя моменты открытия-закрытия клапанов, он играет существенную роль как в изменении тягово-скоростных характеристиках ДВС, так и в экономии топлива.

Система питания топливом так же имеет некоторые инновационные решения. Так, каждый цилиндр оснащен двумя форсунками. Такое нововведение позволило несколько увеличить мощность мотора, снизить обороты холостого хода, что в свою очередь привело к снижению расхода топлива и одновременно способствовало повышению экологических норм Евростандарта (снижена токсичность выброса отработанных газов).

Значительно усовершенствована электрическая часть двигателя. Надежные высоковольтные катушки, свечи зажигания провода теперь автовладельцам не доставляют хлопот. Отмечается добротность генератора, который поставляется японской компанией Mitsubishi Electric.

Технические характеристики

ПроизводительYokohama Plant
Dongfeng Motor Company
АвтоВАЗ
Объем двигателя, см³1598
Мощность, л. с114 (110)*
Крутящий момент, Нм153
Степень сжатия9,5 (10,7)*
Блок цилиндровалюминий
Конфигурация блокарядный
Количество цилиндров4
Порядок работы цилиндров1-3-4-2
ГБЦалюминий
Диаметр цилиндра, мм78
Ход поршня, мм83.6
Количество клапанов на цилиндр4
Привод ГРМцепь
Гидрокомпенсаторынет
Турбонаддувнет
Клапан ЕГРесть
Регулятор фаз газораспределенияесть (на впуске)
Система питания топливоминжектор, многоточечный впрыск
Топливобензин АИ-95
Экологические нормыEuro 5
Ресурс, тыс. км250
Расположениепоперечное

*для двигателей H4Mк (сборка АвтоВАЗ).

h2>Надежность, слабые места, ремонтопригодность

Надежность

H4M зарекомендовал себя очень надежным силовым агрегатом. Это наглядно подтверждает длительный срок его производства. Не маловажное значение в этом вопросе играет отсутствие значительных и серьезных слабых мест.

Читать еще:  Высокие обороты двигателя при переключении передач автомат

Отзывы о двигателе в основной массе только положительные. Например, serega 0607 пишет: «…у меня в Ниссане этот же мотор, расход масла 600-800 грамм на 10000 км, это при пробеге 240тыс+. Клапана ни разу никто не трогал, и нет даже мысли туда лезть. Я больше скажу, кто все-таки лазил в эти моторы говорят, что клапана практически всегда в допуске».

Надежность мотора значительно повышается при соблюдении рекомендаций производителя. Не секрет, что в погоне за незначительной экономией, некоторые автолюбители заправляют свое авто бензином АИ-92. Двигатель, конечно, работает и на нем. Но ведь известно, что низкооктановый бензин снижает компрессию, способствует залипанию форсунок, является причиной возникновения детонации.

При рекомендации использовать АИ-95, АИ-92 обходится дешевле, но до поры, до времени.

Опять же об экономии – вместо бензина система питания переводится на газ (см. Описание двигателя). Результат – прогорание клапанов. Причина – очередное отклонение от рекомендаций производителя.

Таким образом иногда сами автовладельцы снижают надежность двигателя.

Слабые места

Они присущи любому двигателю. Не избежал этой участи и H4M. Наиболее существенными являются не очень надежное реле блока зажигания и прогорание прокладки приемной трубы глушителя.

В случае неисправности реле двигатель неожиданно прекращает работать (глохнет). По поводу этой неисправности автоконцерном Nissan проводился отзыв автомобилей для замены дефектного блока.

В случае прогорания прокладки приемной трубы единственный способ устранения неисправности – ее замена.

Остальные слабые места не критичны, но и не приятны. Автолюбители отмечают свистящий шум ремня привода агрегатов навесного оборудования. Проблема решается натяжением ремня или его заменой.

Зимой наблюдается плохой запуск двигателя. При низких температурах перед пуском нужно разогревать мотор. При гаражном хранении машины эта проблема решается легко. Ну, а тем, кто хранит свое авто на улице, выход остается один – установить подогреватель. Например, Вебасто. Резонно заметить, что у тех владельцев машин, которые неукоснительно соблюдают все рекомендации производителя, таких нюансов с мотором не возникает.

Не редко появляется повышенная вибрация двигателя. В большинстве случаев причина в этом случае единственная – разрушение правой опоры ДВС. Придется менять.

И, пожалуй, последняя неприятность. Некоторые автовладельцы замечают незначительные рывки мотора, оснащенного вариатором CVT. Пока что внятного объяснения такого явления нет. Большинство мнений склоняется к производственному дефекту или конструктивному просчету.

Ремонтопригодность

Вопросы ремонтопригодности двигателя обладают определенной сложностью. Прежде всего ремонт блока цилиндров. Как правило, алюминиевые блоки считаются одноразовыми, и восстановлению не подлежат. Несмотря на это, примеры замены гильз имеются. Другими словами, можно сказать, что капитальный ремонт H4M все-таки возможен.

Учитывая определенные нюансы понятно, что такой ремонт в гараже не делается. Особенно важным моментом является строгое соблюдение технологического процесса ремонта. Здесь так же предостаточно подводных камней.

Например, при замене свечей зажигания нужно полностью снимать впускной коллектор. И вот здесь возникает ряд неожиданных, но обязательных к выполнению моментов.

Это промывка коллектора, перед выкручиванием свечей обязательная очистка (промывкой с последующей продувкой) свечных колодцев, обязательная замена всех уплотнительных прокладок, обязательное закрытие оголившихся отверстий в ГБЦ и т. д. Кстати, свечные колодцы узкие и глубокие.

Мощности гаражных компрессоров для их продувки не хватает. Вот и первая проблема, решить которую при самостоятельном ремонте практически невозможно.

Подобных нюансов, повторюсь, множество. Еще пример. Простая затяжка свечей при их установке с превышением допустимого момента затягивания приводит к разрушению ГБЦ.

Даже по этим простейшим операциям ремонта мотора видно, что знания его устройства недостаточно для проведения квалифицированного восстановления. Вывод единственный – ремонт и обслуживание должны делать специалисты автосервиса.

Еще одно неудобство самостоятельного ремонта заключается в дороговизне запчастей.

Поэтому перед началом восстановительных работ нужно тщательно просчитать возможные затраты. Если они получатся слишком высокими, то лучше всего будет рассмотреть вариант приобретения контрактного двигателя.

Тюнинг

Некоторых автолюбителей не устраивает мощность ДВС – «маленькая». И они начинают искать способы ее повышения, вплоть до изменения конструкции мотора. К слову, находят. При этом не все отдают отчет, что подобные вмешательства сокращают ресурс двигателя, но для таких водителей это, видимо, не главное.

Чип-тюнинг

Наиболее часто применяемый способ повышения мощности без изменения конструкции двигателя. В этом случае осуществляется перепрошивка ЭБУ под спортивную версию. Такая операция дает увеличение мощности до 5% от заявленной.

После калибровки процент чуть снизится. Реально увеличение мощности двигателя на 3-5 л. с вряд ли станет ощутимым. Правда, и вреда мотору такое вмешательство не нанесет. Ну, а автовладельцу придется расстаться с некоторой суммой «кровно заработанных».

С минимальными доработками (замена выпускного коллектора на 4-2-1, изменение выхлопа на прямоточный, увеличение диаметра труб выхлопной трассы и еще ряд изменений) можно повысить мощность до 125 л. с.

Турбонаддув

Дальнейшее повышение мощности мотора возможно только лишь при установке турбины. При установке малопроизводительной турбины, например, VW K03 с интеркуллером достаточно изменить выпускной коллектор и выхлопную трассу. После настройки возможно возрастание мощности до 160 л. с.

Установка более производительной турбины, мощного топливного насоса, замена поршневой группы и форсунок позволят поднять мощность ДВС до 200 л. с. Не забывайте, при этом ресурс двигателя будет значительно снижен.

Ни переделки двигателя, ни перепрошивки ЭБУ

Некоторые автолюбители отмечают «вялую» реакцию двигателя на педаль газа. Особенно в неординарных случаях – при трогании по сигналу светофора, обгоне и других подобных ситуациях. Считают, что это происходит из-за недостаточной мощности мотора (хотя причина такого явления абсолютно с мощностью не связана).

Для повышения комфортности управления автомобилем достаточно установить бустер педали газа DTE Systems – PedalBox.

Для подключения системы вносить какие-либо коррективы в конструкцию двигателя или его менять настройки ЭБУ нет необходимости. Бустер подключается в цепь управления педалью газа (соответствующие разъемы в автомобиле уже имеются).

Установить и настроить систему DTE PEDALBOX самостоятельно сможет каждый водитель. В результате возрастание мощности двигателя почти не ощущается, но машина ведет себя так, как будто мотор стал намного сильнее.

Полностью устраняется задержка при нажатии на педаль газа, сокращается время разгона с места до 80 км/час, управление машиной становится комфортным и предсказуемым.

Зачастую установка этой опции отбивает желание форсировать двигатель в ущерб его надежности и долговечности.

Таким образом, можно сделать вывод: H4M вполне надежный и неприхотливый при разумной эксплуатации и своевременном проведением ТО. Для увеличения ресурса специалисты советуют сокращать сроки обслуживания в полтора-два раза.

«Теория ДВС» на практике. Видеоблогер — специалист по моторам рассказал о заправке подсолнечным маслом и дизелях от BMW

Сейчас на канале видеоблогера Евгения Травникова более 180 тысяч подписчиков. Обладатель «серебряной кнопки» YouTube стал таковым благодаря роликам на довольно узкую тематику — строение, работа, поломки и ремонт двигателей внутреннего сгорания. Украинец приехал в Минск ради эксперимента. За небольшую сумму он купил дизельный «корч» Lancia Prisma только для того, чтобы проверить, как машина поедет на «отработке» и подсолнечном масле, а потом на деле узнать, что такое гидроудар. Ну и конечно, чтобы выяснить, что после таких опытов станет с ДВС. В перерыве между опытами видеоблогер встретился с корреспондентами Onliner.by, чтобы поговорить о практике тюнинга двигателей внутреннего сгорания, спиртовых агрегатах и моторах, которых следует избегать.

Недавно Евгений Травников вновь подтвердил на практике, что дизельный мотор и подсолнечное масло — вещи вполне совместимые. Можно много рассказывать о работе дизельного двигателя, процессе сгорания топлива, но лучше один раз увидеть.

Примечательно, что у видеоблогера нет специализированного образования, он самоучка. Ныне известный в автомобильных кругах человек не учился ни в вузе, ни в техникуме, ни в ПТУ. Вся его карьера механика и знатока ДВС построена исключительно на самообразовании. Отец Евгения занимался обслуживанием машин в гараже и научил сына азам. В начале 2000-х у Травникова-старшего появились проблемы со здоровьем и недавний школьник вынужден был пойти работать. По словам видеоблогера, он просто увлекся миром двигателей: «Меня никто не заставлял учиться, я сам этого хотел, потому что мне было интересно. И если какие-то моменты мне были непонятны, то я разбирался до конца, чтобы понимать весь процесс, а не просто получить зачет. Читал книги по ремонту, теории и строению, покупал их на барахолках».

Идею снимать ролики киевлянину подсказали на одном из байкерских слетов. В распоряжении мотоциклистов оказался Harley Davidson WLA 1942 г. в. Мотор у раритета не работал, Евгений вызвался починить, а его друзья попросили снять процесс на видео — чтобы потом на международных тусовках показывать. «Идея так и не получила воплощение, но мысль меня не покидала, — вспоминает блогер. — Решил начать с простого — ремонта „жигулевского“ карбюратора. Причем не просто гайки на видео крутить, но и объяснить, что как устроено и как работает. Взял камеру у друзей, подключил быстрый интернет — и поехало. Поначалу думал, ролики станут рекламой, обо мне узнают, в гараже появится больше клиентов. Ну а после преодоления планки в 13 тысяч подписчиков видеоблог стал приносить деньги. Если честно, я не перестаю удивляться, почему мой канал с такой узкой тематикой стал таким популярным. В то же время при обучении в автошколах есть пробелы — тема ДВС там фигурирует лишь вскользь. Может, она покажется кому-то сложной, но ведь мне удается объяснить все понятным языком. Почему же в автошколах не смогут?»

Мы пригласили Евгения Травникова в офис Onliner.by, чтобы более предметно, без налета мишуры маркетологов, обсудить современные тенденции в мире агрегатов.

Читать еще:  Starline a91 заблокировала двигатель что делать

— По версии американских изданий, в топ-10 лучших двигателей (внутреннего сгорания) прошлого года вошли 3.0 TFSI Supercharged V-6 от Audi S5, 3.0 Turbodiesel I-6 от BMW 535d и 2.7 H-6 boxer от Porsche Cayman. Все же выходит, что немцы больше других преуспели в создании моторов?

— Я соглашусь с этим утверждением только по поводу дизелей. Немцы очень давно их используют. Потому успели добиться успехов, натренировались на грузовиках. Лучше других производителей приспособили дизель к легковому автомобилю, сделав его максимально комфортным, представители Mercedes. Я говорю о 123-й модели 1976—1984 годов. Она имела оптимальный расход топлива, ресурс. С нее и началась эра дизельных агрегатов в легковом автопроме. Потом подтянулась Volkswagen. А вот первые дизели от BMW были просто ужасны. Без преувеличения — одни из худших в истории человечества: маломощные, неэкономичные. Их почему-то хватало весьма ненадолго: трескались головки, рассыпались блоки. Сейчас-то они уже исправились. Но, по-моему, Mercedes до сих пор остается лидером дизелей. Хотя я предпочитаю бензиновые моторы — больше нравится активная езда, люблю «наваливать», как у нас говорят. К тому же такие двигатели проще ремонтировать.

В целом потенциальным покупателям советую не ориентироваться на топы агрегатов новых машин, опубликованные в СМИ. Это чистый маркетинг. Как можно сказать, что ДВС работает хорошо, если он не отъездил и года?

— В таком случае на что стоит ориентироваться при выборе автомобиля? Наши люди в поисках модели на вторичном рынке смотрят на кузов. Редко кто ориентируется на неубиваемость и продуктивность моторов.

— Кузов — самая большая деталь машины, на ее ремонт уходит много денег и времени. А двигатель меняется за сутки. Сейчас на рынке столько автомобилей, что ремонтом моторов вскоре перестанут заниматься — проще поставить работающий б/у. Потому все и ориентируются на отсутствие жучков и коррозии. В этом вопросе глупо и неправильно было бы говорить о главенстве двигателей. Покупателям могу посоветовать ориентироваться на ландшафт страны-изготовителя. Скажем, в той же Италии необходимость заезжать в горы отразилась на характеристиках агрегатов. Для Беларуси двигатели «итальянцев» с этой сугубо прагматичной позиции подходят меньше немецких. Такие факты стоит учитывать, хотя на деле в списке требований к машине они значатся далеко после пунктов «нравится» и «не бита», что тоже верно. Как сказал Генри Форд, самый лучший автомобиль — это новый.

Исходя из моего опыта, могу посоветовать при выборе машины с опаской посматривать на аутсайдеров моторостроительства. Конкретные бренды называть не буду. Намекну: например, VTEC придумали на Honda, брать «копию» этой технологии неразумно. Многие конкуренты понимали, что это классная вещь, очень хотели ее повторить. Но из-за юридических норм они не могли поставить в свои автомобили точно такую же конструкцию — у японцев же патент. Другие автопроизводители начинают делать что-то свое, добавляют «лишние болтики». Это невероятно распространено на современном рынке. Потом наши автовладельцы ругают инженеров: мол, такие умные, а не могут сделать ДВС, способный прослужить более двух лет. У каждого агрегата найдется набор типичных болезней, но все они определяются не тупостью инженеров, а скорее не всегда удачным воплощением чужих идей.

Любителям дизелей хочу напомнить: читайте заводские требования. Часто автовладельцы жалуются, мол, агрегат слишком быстро ломается. А в регламенте прописано: раз в 50—100 тысяч километров пробега снимать топливную аппаратуру (насос, форсунки), проверять их на стенде и чуть что — менять. Почти никто так не делает, только приносят на СТО рассыпавшиеся моторы. Так что беда дизелей — исключительно человеческий фактор.

— Пагубное влияние на европейские двигатели нашего топлива — не миф?

— Дело не в самом топливе, а в том, что продается на АЗС. В крупных городах контроль доставки бензина или дизеля поставлен четко, слить практически невозможно. А вот на мелких АЗС в поселках или на трассе шанс наткнуться на разбавленный продукт велик. По крайней мере, такова система в Украине. Чтобы скрыть слив, разбавляют растворители, присадки, даже резину. Еще одна проблема — масло. Опять же, не знаю, как в Беларуси, но в Украине на заправках масло лучше не покупать. Несоответствие банки и этикетки содержимому — обычная вещь.

А к добавкам в масло, присадкам я отношусь нормально. Уже более полугода провожу тесты с одним питерским брендом. Могу сказать, что ресурс мотора действительно продлевается, пользоваться можно. Говоря о доработках агрегатов, нельзя не сказать про чип-тюнинг. Тот, кто знаком со строением двигателя, понимает, что одним чипом разогнать со 150 «лошадей» до бешеных мощностей в 210 л. с. невозможно. На самом деле это не доработка, а снятие заводских ограничений. То есть производители выпустили агрегат мощностью в 210 «лошадок», но потом для улучшения экологических показателей «придавили» его до 150 л. с., уменьшив таким образом количество вредных выбросов. «Чиперы» освобождают эту мощность — кто ж у нас думает об экологии?

— Может, знаете ответ на загадку 21-го века: почему современные моторы «съедают» масло?

— Такова «политика партии» автопроизводителей. Они рассчитывают, что новая модель проедет примерно 100 тысяч километров без поломок. Мы шутим, мол, компании хотят, чтобы на 101-й тысяче у машины отвалились колеса, рассыпался двигатель, развалился кузов и у них появился новый клиент, желающий купить автомобиль. «Съедание» масла — один из факторов так называемого запрограммированного старения.

Примером могут служить японские модели конца 80-х — начала 90-х. Чтобы закрепиться на рынке, японцы делали очень качественные двигатели. Могу сказать, по качеству сборки ДВС до сих пор никто еще не сделал лучше. Мне попадаются такие агрегаты после 300 тысяч пробега. Проверяю по мануалу — размеры зазоров совпадают. Сейчас выпускать долговечные автомобили производителям не выгодно. Если полистать мануалы старых «японцев», можно найти фразу «считается нормой расход масла, который не превышает 1 литра на 1000 километров». Во второй половине 90-х словосочетание «не превышает» в документах заменили на «может превышать». Вот вам и ответ на загадку.

Читать еще:  Acea a5 для каких двигателей

— Вы, как сторонник ДВС, отвергаете, что будущее за электромобилями?

— Абсолютно нет. Электрокары весьма перспективны, но пока у них есть большая проблема — не придумали скоростную зарядку аккумулятора. Однако пока есть нефть и газ, будет и ДВС. Он останется и после истощения запасов нефти. Есть множество горючих веществ — например, этиловый спирт. В производстве он копеечный, является самым экологически чистым топливом, а ехать автомобиль будет лучше, чем на бензине.

Двигатель внешнего сгорания- Принцип работы и достоинства

Паровые двигатели, широко используемые в девятнадцатом веке, не обеспечивали достаточной безопасности при их эксплуатации. Механизмы обладали множественными конструктивными недостатками, не выдерживали высокого давления пара, что приводило к разрывам котлов. Двигатель внешнего сгорания, запатентованный в 1816 году священником из Шотландии по имени Роберт Стирлинг, стал удачным решением для того времени. Его уникальность состояла в применении специального очистителя (регенератора) в, известных ранее, «двигателях горячего воздуха».

На представленной схеме в доступной форме проиллюстрировано устройство поршневого механизма и порядок его работы.

Суть изобретения Стирлинга

На схеме тепловой двигатель состоит из двух цилиндров компрессионного и рабочего. Левая и правая стороны удлиненного цилиндра разделены теплоизоляционной стенкой. Внутри ходит специальный вытеснительный поршень, который не соприкасается с боковыми стенками.

  1. К левой стороне устройства подводится тепло, к правой – охлаждение.
  2. Когда поршень движется влево, горячий воздух вытесняется в холодную правую зону и охлаждается.
  3. При этом газ уменьшается объеме.
  4. Рабочий поршень втягивается влево.
  5. При движении вытеснительного поршня вправо холодный воздух вытесняется в горячую зону, где нагревается и расширяется.
  6. Толкает рабочий поршень вправо.
  7. Рабочий и вытеснительный поршни связаны между собой через коленчатый вал с углом смещения 90 градусов.

Важно: Тепловой двигатель – это механизм поршневого типа с подводом тепла от внешнего источника. Рабочее тело устройства постоянно находится в замкнутом пространстве и не подлежит замене. Для поставки необходимого количества тепла могут быть использованы следующие источники:

  • электричество;
  • солнце;
  • ядерная энергия и пр.

История развития двигателей внешнего сгорания

В отличие от двигателей внутреннего сгорания (ДВС), где энергия выделяется в результате расширения объема воздуха при сгорании топливных смесей, здесь нагрев рабочего материала осуществляется через наружные стенки цилиндра. Отсюда произошло название «Двигатель внешнего сгорания».

Благодаря появлению в конструкции двигателя регенерирующего элемента, тепло надолго сохраняется в зоне действия при охлаждении рабочего тела, что способствует значительному повышению производительности двигателя. Изобретение позволило увеличить эффективность механизмов, его стали широко применять в промышленном производстве.

С течением времени, устройства Стирлинга утратили популярность, но по инерции продолжали применяться на некоторых немногочисленных производствах. Паровые двигатели уступили лидирующую ступеньку механизмам нового поколения:

  • двигателям внутреннего сгорания;
  • паровым машинам;
  • электрическим двигателям.

О достоинствах тепловых устройств снова стали вспоминать только в двадцатом веке. Внедрением двигателей Стирлинга в современные разработки занимаются лучшие инженерные коллективы известных производителей Америки, Швеции, Японии и пр.

Как работает тепловая машина Стирлинг

Принцип работы двигателя внешнего сгорания заключается в постоянной смене режимов – нагревание/охлаждение рабочего материала, находящегося в замкнутом пространстве. Исходя из законов физики, при нагревании газа, его объем увеличивается, а при снижении температуры, он уменьшается соответственно. Количество вырабатываемой энергии зависит от коэффициента изменения объема рабочего тела.

Под термином «рабочее тело» подразумеваются следующие вещества:

  1. Воздух.
  2. Пар.
  3. Газ (гелий, водород, фреон, двуокись азота).
  4. Жидкость (вода, сжиженный бутан или пропан).

Сфера применения двигателей внешнего сгорания

В результате последующих усовершенствований конструкции мотора, газ нагревается/охлаждается при постоянном давлении в системе (вместо сохранения объема). Это изобретение инженера из Швеции по имени Эриксон, позволило создавать двигатели, предназначенные для использования работниками шахт, типографий, судов и пр. В пассажирских экипажах того времени тепловые двигатели не применялись, т. к. обладали сравнительно большим весом.

Двигатели внешнего сгорания часто использовались для приведения в действие генераторов в районах, где отсутствовала подача электроэнергии.

Интересно: В 1945 году изобретатели-энтузиасты компании Philips придумали обратное применение тепловых устройств. При раскручивании вала электрическим двигателем, головка цилиндра охлаждается до минус 190°С. Это дало возможность использовать усовершенствованный поршневой двигатель внешнего сгорания Стирлинга в холодильных агрегатах.

Можно ли использовать двигатели Стирлинга вместо ДВС

Компания General Motors со второй половины ХХ века начала заниматься внедрением в производство V-образных стирлингов для кривошипно-шатунных механизмов. При испытаниях двигателей внешнего сгорания было замечено, что они идеально работают без звуков и шума. Здесь отсутствуют карбюратор, система зажигания, форсунки, требующие высокое давление, свечи, клапаны и пр. Для создания достаточного давления в цилиндрах двигателя не нужно взрывать топливо, как в ДВС. При использовании автомобилей, оснащенных двигателями внешнего сгорания, можно решить проблему, связанную со снижением шума в больших городах.

В результате проведенных испытаний были выявлены следующие достоинства и недостатки двигателей внешнего сгорания.

  • Преимущества данных устройств:
  • бесшумная работа (нет необходимости устанавливать глушитель);
  • отсутствие вибраций;
  • нет необходимости в создании высокого давления в системе;
  • универсальность, способность работать от различных источников тепла;
  • легкость регулировок.

К недостаткам двигателей относятся:

  • сравнительно большой вес конструкции;
  • малая экономичность;
  • высокая себестоимость механизма.

Упрощенная схема V- образного двигателя внешнего сгорания:

Один из цилиндров двигателя является рабочим (1), другой, соответственно, компрессионным (7). В каждом из них расположен свой поршень (2). В центральной части схемы размещены: охладитель (6), теплообменник (4), нагревательный элемент (3). При максимальной скорости одного из поршней, другой в это же время находится в неподвижном состоянии, его скорость равна нулю. Угол смещения фаз равен 90°, благодаря взаимно перпендикулярному расположению цилиндров.

Как работает и где применяется двигатель внешнего сгорания

Несмотря на то, что двигатели Стирлинга были забыты на некоторый период, в современном производстве при создании новых модификаций выдающееся изобретение набирает новую популярность. Народные умельцы по достоинству оценили преимущества двигателей внешнего сгорания и сооружают самостоятельно в домашних условиях различные приспособления, основанные на их применении. Для изготовления теплового двигателя своими руками в домашних мастерских используются различные материалы и подручные средства:

  1. Большие и средние емкости, позаимствованные из домашнего хозяйства.
  2. Подшипники от старых механизмов.
  3. Диски.
  4. Металлические стержни различного диаметра для осей, стоек.
  5. Листы из металла, древесных плит для изготовления платформы.

Данные устройства используются в домашнем хозяйстве для выполнения самых различных работ:

  1. Вырабатывание электрической энергии в мелких масштабах.
  2. Создание тепловой энергии.

Количества мощности некоторых образцов самодельных двигателей Стирлинга, достаточно для обустройства электрической сети и обеспечения теплом частных домов, небольших школ, лечебных корпусов, спортивных сооружений, производственных мастерских и пр.

Двигатели, созданные своими руками, функционируют от различных источников тепла:

  • природный газ;
  • дрова;
  • уголь;
  • торф;
  • пропан и прочие виды топлива местного производства или полезных ископаемых.

Благодаря простоте конструкции, тепловые устройства, изготовленные своими руками, не нуждаются в регулярном техническом обслуживании агрегата. Сжигание топлива осуществляется за пределами корпуса цилиндра, поэтому рабочее тело не загрязняется продуктами сгорания, на внутренних стенках оборудования не скапливаются вредные отложения.

В сравнении с ДВС, в состав данной конструкции входит вдвое меньше подвижных узлов и деталей. Здесь требуется намного меньше смазки для ухода за быстро изнашиваемыми элементами. Требования к качеству смазочных материалов – минимальны.

Для подведения электросети к потребителям не требуется приобретать дорогостоящее оборудование. Подсоединение проводов к электрической сети осуществляется простыми привычными методами.

Двигатели внешнего сгорания, произведенные в бытовых условиях, легко монтируются на ровных площадках, покрытых гравием, без прочной фиксации. Данные установки не подвержены вредным атмосферным воздействиям. Для обеспечения бесперебойной стабильной работы двигателю не требуется специальный защитный корпус.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector