Двс внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания. Классификация и принцип работы двигателей внутреннего сгорания

Общие характеристики двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

В наши дни на автомобили в основном устанавливается двигатель внутреннего сгорания. Специалисты-профессионалы отмечают достаточно сложное его устройство. Для того чтобы остановить свой выбор, при покупке автомобиля, на какой-то конкретной версии, необходимо использовать технические характеристики двигателя внутреннего сгорания для анализа устройства всего автомобиля.

Теперь есть два возможных решения: инвестировать в исследования и находить новые батареи с большей емкостью, то есть иметь возможность хранить больше энергии при одинаковом весе или уменьшать вес автомобиля. Увеличение количества батарей на борту не является жизнеспособным решением, потому что батареи весит взрыва, а зарядка увеличивает вес автомобиля, что приводит к потере производительности.

Как мы можем уменьшить вес автомобиля? Помимо батареи, большая часть веса автомобиля - сталь кузова. Как уже упоминалось, снижение веса особенно важно для электромобилей, потому что вместе с емкостью аккумулятора вес является основным фактором, ограничивающим автономию автомобиля. При ускорении каждый килограмм лишнего веса ощущается в виде более высокого потребления. А в городе, где часто происходят ускорения и торможения, есть боли. Иначе говоря, чем меньше вес автомобиля, тем меньше потребляется топлива и, следовательно, увеличивается автономия.

Самый главный показатель поршневого двигателя внутреннего сгорания - это количество цилиндров. Их может быть, на серийных автомобилях, от 1 до 16. Этот фактор влияет на конструктивное устройство двигателя, а так же на мощность, она может быть различной при одинаковом количестве цилиндров.

Цилиндры могут располагаться рядно и под углом друг к другу. Когда они расположены под углом, относительно коленчатого вала с обеих сторон, то на характеристики двигателя влияет угол развала. При увеличении угла смещается вниз центр тяжести двигателя, что улучшает работу систем охлаждения и смазки, наблюдается улучшение динамических показателей, повышается инерционность. При уменьшении угла снижается вес и инерционность, но ухудшается температурный режим.

Во времена дорогой нефти неудивительно, что усилия автомобильной промышленности сосредоточены на снижении веса, ожидая лучших батарей. Очевидно, это не должно быть в ущерб безопасности: деревянная доска с четырьмя колесами, несомненно, будет потреблять мало, но первый случай передается в лучшую жизнь. Задача передовых материалов для автомобилей заключается в следующем: уменьшить вес транспортных средств при сохранении неповрежденной производительности и, возможно, без затрат как на космический корабль.

Подача электромобиля выходит далеко за рамки прямой замены двигателя внутреннего сгорания электродвигателем. Электрификация включает в себя значительные изменения. Транспортные средства, предназначенные для питания от двигателей внутреннего сгорания и впоследствии преобразованные для работы на электричестве, как правило, не являются оптимальным решением. Фактически, преобразованные автомобили тяжелы и относительно скудны в безопасности и равновесии. Батарея весит взломать, и ее следует осторожно убрать, чтобы, например, сосредоточить слишком большой вес спереди или сзади, разбалансировать автомобиль при поворотах или когда вы пытаетесь избежать уклонения.

Применяется в автомобилестроении оппозитный двигатель, угол развала цилиндров которого составляет 180°, при этом максимально проявляются преимущества и недостатки ДВС. При W-образной схеме задействуется четыре и более цилиндра, и включаются они в общий привод. Очень редко применяется рядно-V-образный тип двигателей, это синтез двух типовых разновидностей. Располагаясь последовательно, несколько цилиндров наклонены под определенным углом относительно друг друга, это способствует улучшению температурных характеристик.

Приоритетом электромобилей является интеграция батареи, которая является самой большой и тяжелой частью конструкции транспортного средства, так что она безопасна с точки зрения эксплуатации и в случае аварии. Наиболее очевидная разница по сравнению с обычным автомобилем - отсутствие пространства, предназначенного для передачи, - которое поднимается между сиденьями, которые вынуждают пятый пассажир автомобиля путешествовать неудобно, с поднятыми ногами.

Система электропривода в целом намного компактнее, чем двигатель внутреннего сгорания, и в небольшом пространстве можно разместить электродвигатель, коробку передач, электронику и оси. Как сказано, модуль руководства модуля объединяет несколько функций в рамках одной структуры. Чтобы сделать его легким, но стойким, эта конструкция будет выполнена из алюминия. Сегодня алюминий используется для конструкционных деталей самолетов и только для некоторых неструктурных частей автомобилей, таких как крыши и спойлеры для автомобилей высокого класса.

Отличаются между собой эти типы двигателей весом и размерами. Увеличение количества цилиндров ведет к изменению всех характеристик: увеличивается рабочий объем двигателя, увеличивается его мощность, но и расход топлива увеличивается тоже.

Материалы, из которых изготавливают двигатели можно разделить на три основных группы:

Углеродные волокна сначала вплетены в ретикулярные структуры, а затем включаются в пластиковую матрицу для создания композитного материала. По мнению немецкой компании, эта новая модульная архитектура позволит использовать новые, более простые и гибкие производственные процессы, но пока еще слишком рано говорить.

Но если алюминий и углеродное волокно настолько дешевы по сравнению со сталью, почему они никогда не использовались в автомобилях раньше? По двум простым причинам: первая - это стоимость, вторая - предел объема производства. Производство высокотехнологичных материалов в масштабе массового рынка, таких как автомобиль, всегда считалось слишком дорогостоящим и еще недостаточно гибким. Например, алюминий стоит в четыре или пять раз больше, чем сталь, и по-прежнему не хватает надежных международных стандартов для переработки.

Чугун и другие сплавы железа - достигается большая прочность, но значительно увеличивается вес.

Алюминий и сплавы - дают малый вес и среднюю прочность.

Сплавы магния - малый вес при достаточно высокой прочности, но при этом значительно возрастает стоимость.

В основном работа двигателя внутреннего сгорания характеризуется тремя показателями: мощностью, крутящим моментом и числом оборотов коленчатого вала. Мощность обозначается лошадиными силами (л.с.), иногда выражается в киловаттах (кВт). Влияет она на общую динамику автомобиля, на его скорость и время разгона. Крутящий момент влияет на создание тягового усилия, обозначается ньютонометрами (нм), обеспечивает мягкость работы двигателя при переключении передач и обеспечивает ускорение автомобиля с низких оборотов. Показатель максимального числа оборотов коленчатого вала влияет на скоростной и динамический характер движения автомобиля.

С другой стороны, композитные пластмассы с высокоэффективным углеродным волокном являются дорогостоящими и требуют много времени для производства. По этим причинам их использование на массовом рынке всегда было нишей. Несколько дней назад была открыта установка из углеродного волокна в озере Моисей. После литиевых батарей, автопроизводители также выходят на рынок высокопроизводительных материалов.

Каковы прогнозы продаж для автомобиля? Это примерно соответствует производству достаточного материала для примерно 10 тысяч электромобилей в год. Конечно, не много, но даже не эпохальный переворот. Разумеется, эта сеть эффекта дорогого масла. Последнее слово, однако, принадлежит рынку.

Не менее важными являются такие характеристики:

тип применяемого топлива для двигателя внутреннего сгорания может быть бензин, газ или дизельное топливо. Марки топлива различаются октановым числом, оно должно соответствовать типу двигателя и его характеристикам. Использование несоответствующего топлива приводит к потере мощности и к снижению ресурса работоспособности двигателя;

Поэтому даже в случае незначительного ущерба весь двигатель заменяется тяжелыми расходами. Потребитель, очевидно, не знает этого, прежде чем покупать автомобиль, иначе он может решить другие продукты. В «возрасте запрограммированного устаревания и одноразового устаревания» все же можно сделать логичный выбор, который позволяет нам удерживать транспортное средство еще много лет, чем мы можем себе представить, ведь если человек может жить более 100 лет, может ли механическое средство, которое определенно более устойчиво, продлится всего четыре или пять лет?

расход топлива двигателя внутреннего сгорания разделяется на городской, загородный и смешанный. Обозначается количеством литров на сто километров пробега автомобиля;

расход моторного масла . Измеряется в литрах на тысячу километров пробега. Масла бывают синтетическими, полусинтетическими и минеральными, отличаются они густотой и вязкостью. Применение их регламентировано изменениями сезонных температур, зимой применяются масла с низкими обозначениями 0W40, 5W40, 10W40, а летом 15W40, 20W40. Трансмиссионные масла 70W90 или 95W100 использовать в двигатель нельзя, так как это приведет к его заклиниванию;

Для любителей своего автомобиля, для тех, кто любит, тем, кто все еще знает эти времена, амортизирует расходы и оптимизирует их поток денег, есть техника измельчения с использованием сложной техники, которую вы сможете наблюдать только в лучших мастерских механики точности, где вы можете принести свои двигатели так, чтобы они были готовы к второй жизни, еще раз характеризующейся оптимальной производительностью.

Скоро будет доступно описание и видео. Мы автономно поворачиваем наши видео с нашим оборудованием, чтобы обеспечить материал высокого качества при одновременном снижении затрат. Это требует ресурсов с точки зрения времени и обновления наиболее подходящих методов съемки, освещения, редактирования, графики движения и возможного компоновки. Поэтому мы доверяем вашему терпению.

ресурсная прочность - этот параметр определяет периодичность проведения технического обслуживания. Обычно работы по техническому обслуживанию двигателя проводятся в период между 5000 и 30000 километров пробега. Имеется гарантийный и послегарантийный периоды технического обслуживания.

Двигатели имеют ряд разнообразных особенностей конструктивного характера:

Головка представляет собой орган, который закрывает цилиндры двигателя сверху, где расположены клапаны и свечи зажигания, и к ним подключены впускные и выпускные коллекторы. открытые эксцентриками распределительных валов, которые воздействуют на толкатели или на коромысла. В свою очередь толкатели могут непосредственно управлять клапанами или действовать на стержнях, которые активируют клапаны с помощью рокеров.

Зоны между клапанами того же цилиндра и между выпускными клапанами соседних цилиндров наиболее трудны для охлаждения в головке цилиндров. Это части, подверженные довольно интенсивному тепловому потоку. Соблюдая этот параметр, на самом деле, можно удалить тепло из седел клапанов и свечи зажигания, избегая образования «горячих точек», которые способствуют аномальным воспламенениям. В дизельных двигателях, которые работают на сжатие топлива и последующее самовозгорание, высокие температуры могут считаться благоприятными для зажигания топлива, однако чрезмерные температуры ухудшают механическую прочность наиболее напряженных деталей.

топливная система - может быть бензиновая и дизельная. Бензиновые двигатели при большем числе оборотов колен вала развивают большую мощность, а дизельные имеют большой крутящий момент и отличаются устойчивой работой;

на современных двигателях внутреннего сгорания применяется электронная система впрыска бензина (инжекторная), она показывает лучшие технико-экономические показатели, чем карбюраторная система. Из-за плохого смешивания бензовоздушной смеси карбюраторная система имеет низкий КПД, труднорегулируемая механическая регулировка приводят к перерасходу топлива;

Нередко можно найти в цехах для шлифования двигателей, алюминиевых головок «тяговых» дизельных двигателей, которые имеют обильные «трещины» из-за значительных термических напряжений, которые они испытывают. Посмотрите видео о стрессах, которым подвергается газета.

Решение оказалось более удобным для 4-клапанных бензиновых двигателей для цилиндр - это «камера крыши», которая обеспечивает свечу в центральном положении и четыре клапана, расположенные на двух наклонных плоскостях. Головки с этим типом камеры сгорания для обозначения, называемого «крыша», являются называемый «поперечным потоком». Это означает, что линии всасывания находятся с одной стороны, а выхлопные трубы всегда находятся на противоположной стороне. Изучение различных форм камер сгорания осуществляется и исследовательских центров в целях сокращения потребления топлива и, как следствие, загрязняющих выбросов.

система бензинового впрыска может быть одноточечного и многоточечного типа. Недостатком одноточечной системы есть то, что при резком уменьшении нагрузки происходит увеличение расхода топлива. Многоточечный тип имеет прямую и распределенную систему впрыска. При этом создается равномернораспределенная смесь, что делает работу двигателя устойчивой на всех режимах. Но при прямом впрыске, хоть и наблюдается повышение мощности, ресурсной прочности и снижение расхода топлива значительно повышается стоимость, так как необходимо высококачественное топливо и наблюдаются провалы на малых оборотах в начале движения.

Чем выше тепловые, объемные и механические характеристики двигателя, тем ниже потребление будет при той же мощности. В этой задаче важную роль играют камеры сгорания. Они представляют собой уплотнительные элементы, которые вставляются между двумя плоскими поверхностями, такими как: головка и моноблок, головка и манифольды, толкатели головки и крышки и т.д. они могут быть изготовлены из бумаги, синтетического каучука, меди, алюминия, пробки, войлока. Выбор материала осуществляется на основе давления и температуры, которые должна выдерживать прокладка, и типа жидкости, для которой он должен запечатываться.

Эти недостатки исключаются применением комбинированного (двойного) впрыска. Системы используются одновременно, а электроника включает их по очереди, в зависимости от изменения нагрузочных и скоростных режимов.

Дизельные двигатели проще бензиновых по конструкции, однако, система впуска намного сложнее и построена по другому принципу. В ее состав входит топливный насос высокого давления (ТНВД), а так же форсунки, которые впрыскивают топливо, под высоким давлением, прямо в камеру сгорания. Работает эта совместная система достаточно устойчиво и стабильно, но требует тщательного технического обслуживания и профессиональной регулировки.

Чем выше тепловые, объемные и механические характеристики двигателя, тем ниже потребление будет при той же мощности. В этой задаче важную роль играют камеры сгорания. Они представляют собой уплотнительные элементы, которые вставляются между двумя плоскими поверхностями, такими как: головка и моноблок, головка и манифольды, толкатели головки и крышки и т.д. они могут быть изготовлены из бумаги, синтетического каучука, меди, алюминия, пробки, войлока. Выбор материала осуществляется на основе давления и температуры, которые должна выдерживать прокладка, и типа жидкости, для которой он должен запечатываться.

Используя комбинацию топливного насоса высокого давления с насос-форсунками на базе общей топливной рампы высокого давления, где дизельное топливо сжимается и попадает в камеру сгорания методом впрыска. На данное время эта система показывает лучшие характеристики и обеспечивает малый расход топлива.

Форсунки впрыска могут быть с механическим или пьезоэлектронным приводом. Они достаточно надежно работают, но пьезоэлектронные проще в обслуживании.

Клапана - часть газораспределительной системы, бывают впускные и выпускные. В разных конструкциях используется от 2 до 5 на каждый цилиндр. Чем больше клапанов, тем больше мощность, так как камера сгорания больше и быстрее наполняется топливом, это характеризуется увеличенным расходом топлива.

Дизельные двигатели бывают с наддувом и без. Без наддува - атмосферные двигатели не имеют компрессора или других устройств обеспечивающих создание повышенного давления воздуха в системе впуска. С наддувом бывают компрессорные и турбинные, отличаются друг от друга типом привода.

Компрессорный наддув имеет механический привод и получает вращение от коленчатого вала двигателя, в результате теряется часть мощности и увеличивается расход топлива. Турбонаддув имеет привод от системы крыльчаток, раскручивающихся под давлением выхлопных газов. Эта система надежнее, отличается простотой и почти исключает потери, но при этом снижается крутящий момент, ощутимо это на низких оборотах.

Система газораспределения двигателя внутреннего сгорания включает в себя распределительные валы и их приводы. Количество их зависит от конструкции двигателя, на каждый ряд один вал, но не более чем на 8 клапанов. Передача вращения от коленвала на распредвал осуществляется посредством цепи или ремня. Цепь создает много шума, но достаточно надежная, а ремень дешевле, но быстро изнашивается.

Фазы газораспределения - величина теоретически постоянная, и зависит от формы кулачка распредвала. По мере износа кулачка изменяются фазы, падает мощность и уменьшается моторесурс двигателя внутреннего сгорания.

Автомобильные поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) обладают множеством показателей – мощность, крутящий момент, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных параметров.
Типы двигателей

Двигатель - устройство, преобразующее энергию сгорания топлива в механическую работу. Практически все автомобильные двигатели работают по циклу, состоящему из четырех тактов:
впуск воздуха или его смеси с топливом;
сжатие рабочей смеси,
рабочий ход при сгорании рабочей смеси;
выпуск отработавших газов.

Наибольшее распространение в автомобилях получили поршневые двигатели - бензиновые и дизели.

Бензиновые двигатели имеют принудительное зажигание топливо-воздушной смеси искровыми свечами. Различаются по типу системы питания:
в карбюраторных смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей снижается из-за низкой экономичности и несоответствия современным экологическим нормам;
в впрысковых двигателях топливо может подаваться одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра (распределенный впрыск). В них возможно некоторое увеличение максимальной мощности и снижение расхода бензина и токсичности отработавших газов за счет более точной дозировки топлива электронной системой управления двигателем;
двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания, который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно уменьшается расход топлива и выброс вредных веществ.

Дизели - двигатели, в которых воспламенение смеси топлива с воздухом происходит от повышения ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми эти двигатели обладают лучшей экономичностью (на 15-20%) благодаря большей (в два и более раз) степени сжатия (см. ниже), улучшающей процессы горения топливо-воздушной смеси. Достоинством дизелей является отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент (см. ниже) дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала (в обиходе - "тяговиты на низах").

Дизели устаревших конструкций обладали по сравнению с бензиновыми двигателями и рядом недостатков:
большей массой и стоимостью при одинаковой мощности из-за высокой степени сжатия (в 1,5-2 раза больше), увеличивавшей давление в цилиндрах и нагрузки на детали, что заставляло изготавливать более прочные элементы двигателя, увеличивая их габариты и вес;
большей шумностью из-за особенностей процесса горения топлива в цилиндрах;
меньшими максимальными оборотами коленвала из-за более высокой массы деталей, вызывавшей большие инерционные нагрузки. По этой же причине дизели, как правило, менее приемисты - медленнее набирают обороты.

Роторно- поршневой двигатель (Ванкеля) - в нем ротор-поршень совершает не возвратно-поступательное движение, как в бензиновых двигателях и дизелях, а вращается по определенной траектории. Благодаря этому он обладает хорошей приемистостью - быстро набирает обороты, обеспечивая автомобилю хорошую динамику разгона. Из-за конструктивных особенностей степень сжатия ограничена, поэтому работает только на бензине и обладает худшей экономичностью из-за формы камеры сгорания. Раньше его недостатком был меньший ресурс, а теперь и невысокие экологические показатели, которым сейчас уделяется большое внимание.

Гибридная силовая установка представляет собой комбинацию поршневого двигателя (как правило, дизеля), электродвигателя, генератора и тяговых (тяговая аккумуляторная батарея, в отличие от стартерной, рассчитана на разряд большими токами (50-100 А) в течение 30-60 минут) аккумуляторных батарей. Работа этой установки происходит в различных режимах в зависимости от характера движения автомобиля. При интенсивном разгоне вместе работают поршневой и электрический двигатели. Во время торможения двигателем за счет энергии замедления генератор заряжает аккумуляторные батареи. При движении в городском цикле может работать только электродвигатель. Все это позволяет, сохраняя (или даже улучшая) динамику разгона, значительно повысить экономичность и снизить выброс вредных веществ.

Компоновка поршневых двигателей

Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

Рядный двигатель (рис. 1, а) - компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (2, 3, 4, 5 и 6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной.

V-образный двигатель (рис. 1, б) - цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала. Наиболее часто такое размещение цилиндров применяется для шести- и восьмицилиндровых двигателей и обозначается V6 и V8 соответственно. Такая компоновка позволяет уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину.

Оппозитный двигатель (рис. 1, в) имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок.

VR-двигатель (рис. 1, г) обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата.

W-двигатель (рис. 1, д) имеет два варианта компоновки - три ряда цилиндров с большим углом развала или как бы две VR-компоновки (рис. 1, е).Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

Конструктивные параметры двигателей

Любой двигатель характеризуется следующими конструктивно заданными параметрами (рис. 2), практически неизменными в процессе эксплуатации автомобиля.

Объем камеры сгорания - объем полости цилиндра и углубления в головке над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке - крайнем положении на наибольшем удалении от коленвала.


Рабочий объем цилиндра - пространство, которое освобождает поршень при движении от верхней до нижней мертвой точки. Последняя является крайним положением поршня на наименьшем удалении от коленвала.

Полный объем цилиндра - равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.

Рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров.

Степень сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Для бензиновых двигателей определяет октановое число применяемого топлива.

Показатели двигателей

Показателями двигателя называют величины, характеризующие его работу. Помимо конструктивных параметров, они зависят от особенностей и настроек систем питания и зажигания, степени износа деталей и пр.

Давление в конце такта сжатия (компрессия) является показателем технического состояния (изношенности) цилиндро-поршневой группы и клапанов.

Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).

Крутящий момент увеличивается с ростом:
рабочего объема. Поэтому двигатели, которым необходим значительный крутящий момент, обладают большим объемом;
давления горящих газов в цилиндрах, которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно называется "стуком поршневых пальцев") или ростом нагрузок в дизелях.

Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в технической документации.

Мощность двигателя - величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) приблизительно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в минуту, умноженное на определенный коэффициент).

Двигатели большей мощности производители получают увеличением:
рабочего объема, что, в свою очередь, приводит к росту габаритов двигателя и ограничению допустимых максимальных оборотов из-за значительных сил инерции увеличившихся деталей;
оборотов коленчатого вала, число которых ограничено инерционными силами и увеличением износа деталей. Высокооборотный двигатель одинаковой мощности (при прочих равных условиях - конструкции двигателя, технологии изготовления, применяемых материалах и т.д.) с низкооборотным обладает меньшим сроком службы, так как в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет совершать больше оборотов;
давления в цилиндре путем повышения степени сжатия либо наддувом воздуха посредством турбо- или механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и снижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув позволяет, например, сохранить мощность при меньшем рабочем объеме.

Номинальная мощность - гарантируемая производителем мощность при полной подаче топлива на определенных оборотах. Именно она, а не максимальная мощность, указывается в технической документации на двигатель.

Удельный расход топлива - это количество топлива, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. Является показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более эффективно используется энергия сгорающего в цилиндрах топлива.

Характеристики двигателей

При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики - зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.

Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рис. 4), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.


Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.

Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.

Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению - сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.

Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике (см. рис. 4). Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.

Пунктирной линией на графике показаны более оптимальные характеристики двигателя.