Меню Рубрики

Силовая установка для легковых автомобилей

Назначение силовой установки

Силовая установка (СУ) любого ТС предназначена главным образом для получения механической энергии, обеспечивающей преодоление внешних сил сопротивления движению машины. Силовая установка состоит из двигателя и обслуживающих его агрегатов и систем.

В традиционном двигателе (имеется в виду ДВС) тепловая энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую энергию вращения его основного вала. В наиболее перспективном экологически чистом двигателе, в настоящее время работающем на топливных элементах, химическая реакция соединения кислорода и водорода, обратная электролизу, сопровождается выработкой электрической энергии, которая потребляется электродвига-телями, приводящими в движение ТС.

Агрегаты и системы, обслуживающие традиционный двигатель, обеспечивают его питание топливом и воздухом, охлаждение, смазку, подогрев и пуск, а также выпуск отработавших газов.

К двигателю — главному агрегату СУ — предъявляются следующие основные требования:

  • экономичность (минимальный расход топлива, смазочного масла и других эксплуатационных жидкостей);
  • хорошие экологические показатели (малая токсичность отработавших газов, низкий уровень вибрации и шума);
  • высокий КПД;
  • высокая удельная мощность (отношение максимальной мощности двигателя к его массе или рабочему объему);
  • надежность и значительный ресурс в заданных условиях эксплуатации;
  • технологичность в производстве и, следовательно, невысокая стоимость;
  • простота и низкая стоимость технического обслуживания и ремонта.

В некоторых случаях могут предъявляться и другие, дополнительные требования (например, возможность использования двигателя в качестве тормоза-замедлителя, многотопливность и т.д.).

Эксплуатационно-технические характеристики и качество агрегатов и систем, обслуживающих двигатель, во многом определяют его надежность, экономичность и эффективность при различных режимах и условиях эксплуатации. Эти агрегаты и системы в любых климатических и дорожных условиях должны обеспечивать:

  • получение от двигателя максимально возможной мощности;
  • его экономичность;
  • приемистость (быстрое увеличение частоты вращения основного вала под нагрузкой);
  • надежную и эффективную очистку топлива и воздуха, поступающих в двигатель;
  • поддержание оптимального теплового режима работы;
  • надежную и эффективную смазку всех трущихся деталей двигателя;
  • быстрый подогрев и пуск двигателя;
  • выпуск отработавших газов с минимальными потерями мощности и уменьшение их токсичности;
  • удобство эксплуатации и технического обслуживания.

источник

Двигатель автомобиля: назначение и виды силовых агрегатов современных транспортных средств

Двигатель, пожалуй, можно назвать самой важной частью автомобиля. Ведь без двигателя автомобиль не сдвинется с места, но и без колес тоже далеко не уедешь, поэтому не будем делить автомобильные системы по важности, а просто попробуем узнать чуточку больше, об автомобильном двигателе.

Двигатель – это силовая установка, источник энергии автомобиля. Он используется для того чтобы машина могла выполнять свою основную функцию – перевозку грузов и пассажиров, но кроме этого, энергия, вырабатываемая двигателем, используется для обеспечения функционирования всех вспомогательных систем, например для работы кондиционера.

Впрочем, все вспомогательные системы, как правило, работают от электричества, вырабатываемого генератором или забираемой от аккумуляторов. А вот генератор как раз приводится в действие с помощью двигателя, передавая ему механическую энергию вращения вала.

Для обеспечения движения автомобиля так же используется механическая энергия вала двигателя, которая передается от двигателя на колеса через трансмиссию.

То есть, по сути, двигатель нужен для того, чтобы преобразовать какой-либо вид энергии в механическую энергию вращения вала, которая через систему механических связей передается на колеса, заставляя автомобиль двигаться.

Двигатель внутреннего сгорания

Когда мы говорим о двигателе автомобиля, то чаще всего представляем себе двигатель внутреннего сгорания, в качестве топлива для которого используется бензин, дизельное топливо, газ, а в последнее время пробуют и водород.

В двигателе внутреннего сгорания, как несложно догадаться, происходит преобразование энергии, выделяемой при сгорании легковоспламеняющихся веществ в механическую энергию. Конструкции двигателей внутреннего сгорания могут отличаться, бывают поршневые двигатели, роторные и газотурбинные.

Но принцип их работы остается неизменным. Энергия, выделяемая при сгорании топлива, в конечном итоге преобразуется в механическую энергию вращения вала двигателя и через систему механических связей передается на колеса, заставляя их вращаться.

Основной недостаток двигателей внутреннего сгорания их неэкологичность. При сжигании топлива выделяется много вредных веществ. Исключение в этом составляет водород, продуктом горения которого является обыкновенная вода, но проблема с его использованием на сегодняшний день заключается в дороговизне, хотя вероятно, что в будущем это будет основной вид топлива.

Но двигатели внутреннего сгорания – не единственные автомобильные двигатели.

Электро-двигатель

Существуют машины, которые используют в качестве исходной энергии – электричество. Наиболее популярный и близкий к автомобилю вид транспорта, работающий на электричестве – это всем известный троллейбус.

Но полноценным автомобилем его не назовешь, поскольку двигаться троллейбус может только лишь вдоль натянутых проводов, от которых он запитывается электричеством.

Но вы наверняка слышали о машинах, которые называются электромобилями. Электромобили – это автомобили, в которых в качестве силового агрегата используется электродвигатель.

Читайте также:  Установка автосигнализаций и шумоизоляция автомобиля

Электродвигатель, как вы понимаете, работает от электрической энергии, которую он получает, как правило, от аккумуляторных батарей.

Электромобили, по сравнению с автомобилями, использующими двигатели внутреннего сгорания, имеют массу преимуществ.

Они экологичны, практически бесшумны (что не всегда плюс), быстро набирают скорость, им не нужна коробка скоростей можно даже обойтись без трансмиссии, если поставить двигатели на каждое из колес. То есть такие автомобили могли бы быть намного дешевле, чем автомобили с ДВС, если бы стали массовыми.

Но есть два существенных момента, которые очень сильно ограничивают применение электродвигателей на современных автомобилях. До сих пор не придумали аккумуляторов, которые бы могли запасти в себе достаточное количество электрической энергии.

То есть запас хода электромобиля сегодня ограничен несколькими десятками километров. Если не включать фары, магнитолу, кондиционер, то можно и до сотни километров проехать, но все равно это очень мало. Примерно в 5-6 раз меньше, чем на одной заправке бензином. Впрочем, над этим разработчики постоянно работают и возможно, что когда вы читаете эти строки, уже существует электромобиль с запасом хода более 500 км.

Но даже малый запас хода был бы не так страшен, если бы не время, требуемое на перезарядку аккумуляторов. Если заправка бензином, дизтопливом или газом занимает 5-10 минут, то аккумуляторы придется заряжать часов 12, а то и сутки.

Поэтому, пока электромобили могут использоваться лишь для непродолжительных поездок по городу, после чего всю ночь на зарядке.

Гибридные силовые агрегаты

Но преимущество электродвигателей над ДВС настолько велико, что желание их использовать хотя бы частично привело к появлению гибридных силовых установок, которые сегодня достаточно активно используются на автомобилях.

Гибридные силовые установки – это объединенные на одном автомобиле двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель (как правило, их 4, по одному на каждое колесо). Такие автомобили называют гибридными.

Существуют три схемы гибридных установок.

В первой энергия ДВС используется исключительно для выработки электрической энергии при помощи генератора. А уже от генератора энергия передается на зарядку аккумуляторов и на электродвигатели, обеспечивающие вращение колес.

Но более популярна другая схема. Во второй схеме привод на колеса осуществляется как от ДВС, так и от электродвигателей. ДВС и электродвигатели могут использоваться как самостоятельно, так и вместе.

Третий вариант – это сочетание первого и второго.

Вот такие они двигатели автомобиля, разнообразные и неоднозначные. Более подробно свойства, принцип работы, детали мы разберем в будущих публикациях.

источник

8 лучших дизельных моторов

Моторы с воспламенением от сжатия широко используются на легковых машинах. Самые надежные дизельные двигатели для автомобилей отличаются низким расходом топлива и способны пройти более 500 тыс. км без проведения капитального ремонта. Для повышения мощности и улучшения экономичности силовые агрегаты оснащаются турбокомпрессорами с регулируемой производительностью и индивидуальными насос-форсунками.

Лучшие моторы на дизеле

В число лучших дизельных двигателей для легковых автомобилей входят:

  • OM602 и OM611 от немецкого концерна Mercedes Benz;
  • 1,9-литровый агрегат серии EA188 от Volkswagen;
  • серия силовых установок M57, разработанная BMW;
  • 1,6-литровый дизель D4FB от южнокорейского концерна Hyundai-Kia;
  • моторы 1ND от Toyota;
  • 2,0-литровая силовая установка DV10 от французского концерна PSA;
  • шведские двигатели D5, разработанные Volvo.

Mercedes Benz OM602

Рядные 5-цилиндровые автодизели поколения ОМ602 имели по одному впускному и выпускному клапану на цилиндр, для подачи горючего использовался механический насос высокого давления от компании Bosch.

Силовые агрегаты встречаются на вторичном рынке, пробег достигает 500-600 тыс. км, некоторые коммерческие автомобили прошли по 1,3-1,4 млн км без вмешательства в конструкцию двигателя. Обслуживание заключается в замене масла и фильтров в соответствии с регламентом, регулировке топливной аппаратуры и текущем ремонте навесных агрегатов (например, помпы системы охлаждения, натяжных роликов или генератора).

Mercedes Benz OM611

Семейство Mercedes Benz OM611 дебютировало в 1997 г., рядные 4-цилиндровые движки использовались на седанах поколений W210 и W202. В конструкции применяется 4-клапанная схема газораспределения с 2 валами в головке блока. Силовые агрегаты оснащаются системой подачи топлива Common Rail и турбокомпрессором с промежуточным охладителем сжатого воздуха. В выхлопном коллекторе находится каталитический нейтрализатор.

Двигатели ранних серий имели рабочий объем 2,151 л и развивали мощность от 102 до 125 л.с. В 1999 г. была проведена модернизация, в ходе которой объем снизился до 2,148 л при мощности до 143 л.с.

В 2000 г. появилась 82-сильная модификация для фургонов Sprinter, мотор стал использоваться на седанах нового поколения W203. Последние автомобили с OM611 были собраны в 2006 г.

Volkswagen EA188 1 9 TDI

Дизель поколения EA188 рабочим объемом 1,9 л был представлен в 1998 г., в конструкции использованы чугунный блок и головка с 2 клапанами на цилиндр. Завод Volkswagen предлагал несколько разновидностей силовых установок, имеющих степень сжатия от 18 до 19 ед. Моторы оснащались турбокомпрессорами Garrett, в зависимости от избыточного давления и настройки системы подачи топлива мощность составляет от 75 до 160 л.с. В 2010 г. на конвейер попали усовершенствованные 2-литровые дизели поколения EA288, которые ставятся на Volkswagen Tiguan или Golf.

Читайте также:  Установка аккумулятора на автомобиль в багажник

BMW M57

Семейство BMW M57 выпускалось с 1998 по 2008 гг., мощность агрегатов варьировалась от 163 до 286 л.с. Помимо седанов и внедорожников, BMW-двигатели использовались компанией Range Rover. Моторы отличаются хорошим качеством изготовления и способны пройти до 350-400 тыс. км без капитального ремонта или замены деталей цилиндро-поршневой группы (при условии соблюдения регламента технического обслуживания). Последние партии дизельных агрегатов были собраны в 2010 г.

Дизельные моторы BMW M57 построены на основе рядного 6-цилиндрового блока, имеющего рабочий объем от 2497 до 2993 см³. Блоки изготовлены из серого чугуна, существуют модификации с алюминиевыми деталями. Головка блока оснащается 2 распределительными валами, на каждый цилиндр установлено по 2 впускных и 2 выпускных клапана. Для подачи воздуха используются нагнетатели Garrett или BorgWarner, предусмотрен радиатор для промежуточного охлаждения сжатого газа.

Для привода газораспределительного механизма используется роликовая цепь с автоматической коррекцией износа. Впрыск топлива производится при помощи форсунок Common Rail, в каналах подачи воздуха предусмотрены заслонки, которые отключают впуск через один клапан на низких оборотах.

За счет введения заслонок удалось снизить расход топлива и устранить дымность выхлопа в режиме холостого хода. Предусмотрена система рециркуляции выхлопных газов, управляется двигатель электронным контроллером Bosch.

Hyundai-Kia D4FB 1 6 CRDI

Рядный 4-цилиндровый дизель D4FB от южнокорейского концерна Hyundai-Kia оснащается головкой блока с 2 распределительными валами и 4 клапанами на цилиндр. Мотор входит в семейство силовых установок рабочим объемом от 1,1 до 1,7 л, имеющих унифицированную конструкцию. Серийный выпуск дизелей начался в 2006 г. на сборочном заводе, расположенном в Словакии. Мощность агрегатов находится в диапазоне от 90 до 136 л.с. (зависит от года выпуска и давления наддува).

Для подачи горючего применена рейка Common Rail, работающая в паре с насосом высокого давления. Впускной коллектор имеет вихревые заслонки, отключающие по 1 клапану впуска на режиме низких оборотов. Подача воздуха производится регулируемым турбокомпрессором GT1544V. Дополнительной особенностью конструкции стало использование 2 роликовых цепей в приводе газораспределительного механизма.

Слабым местом моторов первых лет выпуска являлась турбина, которая выходила из строя из-за масляного голодания при пробегах от 30 до 100 тыс. км. Позднее завод модернизировал систему смазки, а поставщик компрессоров начал изготовление улучшенных узлов.

Нарекания вызывают датчик давления наддува и регулятор напора топлива, который установлен на рампе. При поломке деталей нарушается нормальная работа мотора.

Toyota 1ND TV 1 4 D 4D

Семейство Toyota 1ND TV включает в себя несколько разновидностей двигателей мощностью от 72 до 90 л.с., построенных на основе 4-цилиндрового блока рабочим объемом 1364 см³. Агрегаты оснащаются головкой блока с 2 клапанами на цилиндр, геометрическая степень сжатия варьируется в диапазоне от 16,5 до 18,5 ед. Мотор встречается на компактных автомобилях Auris и Corolla. Применен прямой впрыск топлива Common Rail, который имеет оригинальное обозначение D4D, агрегаты с аналогичной системой используются на Toyota Land Cruiser Prado и других машинах.

В конструкции газораспределительного механизма не предусмотрены гидравлические компенсаторы зазоров, владельцу необходимо корректировать настройки при помощи шайб через 100-120 тыс. км пробега. Распределительный вал вращается цепью (ресурс до 250 тыс. км), с 2001 по 2008 гг. использовались магнитные форсунки впрыска топлива, позднее стали устанавливать распылители пьезоэлектрического типа. Последние дизели серии 1ND TV были собраны в 2017 г., отдельные экземпляры двигателей прошли до 500 тыс. км без капитального ремонта.

PSA DV10 2 0

Концерн Peugeot-Citroen начал производство 2-литрового дизеля DV10 с рампой Common Rail и 16-клапанной головкой блока цилиндров в 2005 г. Мотор поставлялся на сборочные конвейеры заводов Ford, FIAT, Lancia и Volvo. Для привода газораспределительного механизма используется ремень, который вращает вал выпускных клапанов. Для передачи крутящего момента к валу впускных клапанов используется короткая цепь. Степень сжатия составляет 18 ед., базовая модификация развивает мощность 136 л.с.

Недостатком двигателя являются пьезоэлектрические форсунки, которые поставлялись компаниями Siemens и Delphi. Не рекомендуется приобретать детали с пробегом, поскольку распылительные элементы невозможно отремонтировать и очистить от отложений. В приводе клапанов используются гидравлические компенсаторы, которые начинают стучать при износе. Обрыв ременного привода распределительных валов приводит к контакту поршней и клапанов, но от удара разрушаются рокеры. После замены деталей и ремня работоспособность дизеля восстанавливается.

Читайте также:  Установка активных антенн на автомобиль

Volvo D5

Рядный 5-цилиндровый дизель D5 от компании Volvo появился на рынке в 2001 г. Всего было создано 23 модификации двигателя, которые имеют мощность от 136 до 230 л.с. Топливо подается рейкой Common Rail, предусмотрена установка турбокомпрессора с регулируемой геометрией. Ранние версии мотора соответствовали нормам Евро 3, в конструкции впускного коллектора не предусмотрены заслонки, в выхлопной системе отсутствует сажевый фильтр.

С 2006 г. двигатели стали соответствовать стандарту Евро-4, в конструкции появился компрессор с электронным управлением и охлаждением маслом и антифризом. Изменился клапан рециркуляции отработавших газов, который получил заслонку с электрическим приводом. Доработкам подвергся и впускной коллектор, в котором появились заслонки для регулирования потоков воздуха.

Двигатели D5 отличаются надежностью, но требуют своевременной замены масла и фильтров. Гидравлические компенсаторы зазоров начинают постукивать через 350-400 тыс. км пробега, детали рекомендуется заменить комплектом. На агрегатах выпуска после 2007 г. используется 3 ремня для привода навесного оборудования, натяжной ролик генератора быстро выходит из строя.

источник

Бесплатный
Дистанционный конкурс «Стоп коронавирус»

Приглашаем к участию
учеников 1-11 классов

Документ «Лучшая силовая установка для автомобиля «

Лучшая силовая установка для автомобиля”

Глава 1. Виды существующих двигателей установленных на автомобили и история их создания.……………………. 3

Глава 1.1 Двигатель внутреннего сгорания………………………. … 3

Глава 1.2 Электродвигатель………………………. ………..………… 5

Глава 1.3 Гибридная силовая установка……………………………… 6

Глава 2. Доказательство эффективности той или иной силовой установки…………………………………………………………………… 8

Список использованной литературы …………………….…………… 14

В наше время автомобиль повсеместно используются в нашей жизни. Это удобное средство передвижения и перевозки грузов. Но, к сожалению, многие из них наносят большой вред нашей экологии. Поэтому наша задача выбрать оптимальный вариант силовой установки для автомобиля, которая не будет наносить большого вреда экологии, будет экономична и доступна.

Строение, история создания автомобильных силовых установок .

Бензиновый и дизельный ДВС .

Бензиновый двигатель изобрели после того как в 19 веке началось развитие нефтедобычи. Бензиновый двигатель (двухтактный) был изобретен в 1878 году, но только четырехтактные стали ставить на самодвижущиеся экипажы. Рабочую модель создал в 1883 году немецкий инженер Готлиб Даймлер. Но первый автомобиль с ДВС построил в 1885 году другой немец, Карл Бенц (рис.1). Это была трехколесная повозка с одноцилиндровым двигателем мощностью 3 л.с и цеппным приводом (рис.2). Вскоре 1888 году это транспортонное средство получило патент , после чего стало. продаватся

Инженер Рудольф Дизель модорнезировал бензиновый двигатель для использования на нем дизельного топлива. Такой двигатель был сложнее устроен из-за того что то топливо воспламинялось от сжатия ,а не от искры , но при этом выдавал больше мощности и крутящего момента.

Способ работы ДВС очень прост. Двигатель состоит из полостей куда входят поршни , присоединенные шатуном к коленвалу. Также сверху двигателя установлены свечи , поджигающие топливную смесь и клапаны ,впускающие топливо и выпускающие отработанные газы.

A впуск, B сжатие, C рабочий ход, D выпуск.(рис.3)

В 1812 году английский физик Майкл Фарадей провел опыты , доказывающие возможность создания электрического двигателя. Первый рабочий двигатель построил американец Джозеф Генри (рис.4). Спустя столетие электродвигатели стали устанавливать на автомобили.

Силовая установка электромобиля состоит из аккумуляторов и электродвигателей. При движении электрический ток попадает в мотор, заставляя его крутить колеса автомобиля.

На создание электрических автомобилей ученных подтолкнуло глобальное ухудшение экологии ( в частности из-за автомобильных выбросов ) и вопрос о эконномии ресурсов нашей планеты. Электро-кары хороши тем что имеют высокий КПД , а следовательно максимально экономят энергию и при этом имеют нулевой уровень выбросов.

Гибридная силовая установка.

Первым гибридным автомобилем считается Lohner — Porshe , разработанный в 1900-1901 годах, Фердинандом Порше (рис.5).Этот автомобиль был интересен тем , что имел четырехцилиндровый ДВС запасавший энергию в аккумуляторы , которые питали электромоторы установленные прямо на колесах.

Гибридная силовая установка это одна из передовых систем в автомобилестроении. Она интересна тем , что вобрала в себя лучшее от двс и электро двигателей. Такая система позволяет возрасти КПД до 90% при этом имея большой запас хода.

Способ работы: Гибридная силовая установка состоит из ДВС ,электродвигателя (уже описанных в предыдущих главах) и аккумуляторов. При движении с помощью ДВС, торможении, движении накатом , накапливается электроэнергия , которая может использоваться для увеличения мощности , движения на малых оборотах или вместо основного вида топлива. Благодаря такой системе кпд двс возрастает до 80-90% (по сравнению 35-45% двс ).

Есть несколько систем работы :

Максимальное увеличение мощности (все системы работают вместе).

Увеличение запаса хода (вся энергия полученная во время движения будет использоваться вместо основного топлива).

Экономия топлива (электроэнергия будет запасаться рекуперацией и использоваться при ускорении и движении на малых оборотах).

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector