Потужний двигун стірлінга своїми руками
Двигун Стірлінга, колись відомий, був надовго забутий через широкого поширення іншого мотора (внутрішнього згоряння).…
Двигуни внутрішнього згоряння повинні були замінити промислову парову машину. Однак ентузіасти, які працювали над створенням двигуна, змогли відчути потенціал, який закладений в нього. Винахідникам вдалося відшукати способи, які дозволили в значних межах збільшити потужність агрегату без істотного збільшення маси. Так, Ніколаус Отто зіграв одну з головних ролей в цьому проекті. Він створив найперший чотиритактний двигун внутрішнього згоряння.
Агрегат, винайдений ученим на ім`я Альфонс Бо де Роша, а потім побудований німецьким інженером Николаусом Отто в 1867 році, в ті роки вважався максимумом технологічності і практично досконалістю. Аналогів для нього просто не існувало. Мотор був дуже недорогим в експлуатації, мав компактні розміри, а також йому не потрібно було часте обслуговування.
Робота чотиритактного двигуна була побудована за чітким алгоритмом. Сьогодні його називають «циклом Отто». У 1875 р Ніколаус Отто в своїй компанії випускав більше, ніж 600 двигунів за рік.
У команді інженерів, які працювали над створенням агрегату, був один талановитий хлопець - Готліб Даймлер.
Він тоді горів ідеєю створення на базі цього мотора справжнього автомобіля. Але Отто не бажав модернізувати вже наявний успішний мотор. Даймлер був змушений піти з проекту, але бажання побудувати автомобіль нікуди не поділося.
У підсумку разом зі своїм другом і однодумцем в 1889 році Даймлер таки збирає автомобіль, в основі якого лежить бензиновий чотиритактний двигун, що функціонує за алгоритмом Отто.
Цикл роботи ДВС - це кілька процесів, які спрямовані на отримання порції сили, яка буде впливати на колінвал. Цикл цей складається з вприскування палива, стиснення, запалювання паливної суміші, розширення газів, випуску.
Такт в двигуні внутрішнього згоряння - це один хід поршня або вгору, або вниз. У двотактному моторі за один оборот коленвала відбувається два такту. Коли гази розширюються, поршень виконує корисну роботу.
Агрегати, де робочий хід відбувається в два такту, називають двотактними. А якщо за два оберти колінчастого вала відбувається чотири такту, то це вже чотиритактний двигун.
І ті, і інші можуть бути як бензиновими, так і для дизельного палива. Щоб зрозуміти особливості конструкції і експлуатації, відмінності між різними моторами, потрібно розглянути принципи їх роботи.
Головна відмінність 4-тактного ДВС від 2-тактного - в роботі газорозподілу. Так, є окремі фази для впуску та випуску. Цими фазами завідують впускні і випускні клапани, які розташовуються в голівці блоку циліндрів. Відкриваються і закриваються клапани за допомогою розподільного валу, який приводиться в дію від обертання колінчастого вала.
На першому такті здійснюється впуск. У цей самий момент поршень починає свій рух вниз зі своєї верхньої мертвої точки. У циліндрі внаслідок цього створюється розрядження. Тим часом відкривається впускний клапан. Паливна суміш всмоктується в порожнину циліндра. Коли поршень досягає свого крайнього нижнього положення, клапан впускання закриватся і впускна фаза повністю завершується.
Це другий такт. Тут поршень рухається вгору, а клапани повністю закриті. У цей момент паливно-повітряна суміш стискається, тим самим нагріваючись. Це потрібно для більш ефективного згоряння суміші.
Поршень не доходить до свого крайнього верхнього положення. У бензинових агрегатах - від свічки, а в дизельних - від стиснення паливна суміш спалахує. Гази від згоряння дуже різко розширюються, сила впливає на поршень, і він йде вниз. Так чотиритактний двигун робить роботу.
Після того як поршень зробив свою корисну роботу, він знаходиться в крайньому нижньому положенні. Тепер потрібно видалити з порожнини циліндра відпрацьовані гази. Це виконується через випускний клапан. Гази виштовхуються з циліндра в той момент, коли поршень йде вгору.
Порядок або алгоритм в дизельних двигунах відрізняється тільки тим, що в момент стиснення в порожнину циліндра подається лише повітря. Дизельне паливо подається в камеру тільки в кінці такту стиснення палива за допомогою форсунок.
Серед основних відмінностей, як уже говорилося, виділяється різна система газообміну. Двигун внутрішнього згоряння має для цього спеціальний газорозподільчий механізм, який відповідає за відкриття і закриття клапанів в потрібний момент циклу.
У двотактному ж моторі і процес заповнення камери згоряння, і її очищення здійснюються разом з тактом стиснення і розширення. Для цього в циліндрі є спеціальні технологічні отвори для впуску суміші і викиду газів. В агрегатах з такою конструкцією немає механізму ГРМ, що робить ці мотори набагато простіше і легше.
Мотори цієї конструкції дуже поширені. Їх можна знайти не тільки в автомобілях, але і в мотоциклах, скутерах, тракторах, мотоблоки. У Китаї виробляють літрові двигуни, які використовуються для роботи з мотоблоками.
Одне з головних достоїнств таких ДВС - це дуже маленьке відношення площі камери згоряння до обсягу. Це дає мінімальні втрати теплової енергії. ККД в таких двигунах дуже високий.
Пристрій аналогічно багатоциліндрові двигунів. Нічого нового тут немає. Все ті ж чотири робочих такту.
Цей чотиритактний двигун призначений для застосування в утилітарних мотоциклах, мопедах, скутерах.
Під час роботи двигуна створюються дуже високі температури. Деталі, які працюють в парах тертя, повинні періодично прохолоджуватися і добре змащувати. Зазори між вузлами потрібно промивати, щоб видалити продукти зносу. Також гарне масло відмінно відводить тепло від поверхонь, які працюють найбільш інтенсивно.
Також потрібно подбати про гарну додаткової системі охолодження. У мотоциклах і скутерах охолодження найчастіше повітряне.
Так, ці мотори дуже популярні серед виробників хороших, серйозних мотоциклів. Основна відмінність - це дизайн. Якщо в автомобілях двигун захований під капотом і дизайн його особливо не розробляли, то в світі мотоциклів зовнішній вигляд силового агрегату має серйозне значення.
Ось уже понад 15 років в моді двоциліндровий чотиритактний двигун мотоцикла, представлений сьогодні безліччю моделей з різним обсягом. Відрізнити такі двигуни можна по характерному звуку.
Однак серед мотоциклістів особливою популярністю користуються рядні чотирициліндрові агрегати. Ці мотори лише трохи випереджають автомобільні ДВС. Наприклад, схема на чотирьох клапанах лише недавно отримала визнання в будівництві автомобілів. А на мотоциклах вона використовувалася ще з 70-х.
Для мотоцикла четирехтактніков є більш актуальним. Так, ці ДВС економічніші, ефективні, екологічні, ніж двотактні агрегати. Це - переваги даних двигунів на мотоциклах. Також двигуни для мотоциклів зроблені таким чином, щоб працювати на високих оборотах. Максимальна потужність видається на оборотах до 14-16 тисяч на сучасних моделях.
З того самого моменту, як винайшли чотиритактний двигун, він постійно вдосконалювався. Багато новинок довелося на механізм ГРМ. Приміром, зараз число клапанів на циліндр може доходити і до 5-ти. Сучасні виробники також застосовують особливі системи зміни фаз розподілу газів.
Відбулися зміни і в системі живлення. Сучасні мотори більше не використовують карбюратор - всюди інжектори і електроніка.
Щоб поліпшити наповнюваність камер згоряння повітрям, застосовують системи наддуву. Це дозволяє збільшити потужність при малому обсязі, а також знизити витрату палива.
Але при всьому цьому принцип дії ДВС залишається все тим же, яким і був.
Основний і "жирний" плюс таких агрегатів - це економічність. До того ж вони не надто галасливі. Застосування разом з ними каталізаторів дозволяє знизити токсичність викиду відпрацьованих газів.
Ще одна перевага - це, звичайно ж, висока надійність. Ресурс може доходити до мільйона кілометрів, і це далеко не межа. Ремонт чотиритактного двигуна потрібно робити не так часто.
Серед недоліків - складна конструкція, дороге виробництво, вимогливість в експлуатації. Цим агрегатів обов`язково потрібно якісне паливо і масло. Здійснити ремонт самостійно практично неможливо.
Щоб з цими моторами ніколи не було проблем, «годуєте» їх тільки якісним бензином. І тоді вони будуть працювати довго, надійно і справно. Конструкція, яка стільки років не змінюється, - це показник надійності і ефективності.
Двигун Стірлінга, колись відомий, був надовго забутий через широкого поширення іншого мотора (внутрішнього згоряння).…
Турбореактивний двигун є одним з найважливіших механізмів, який винайшли в двадцятому столітті. Поговоримо про те, що…
Для того щоб розібратися, що таке октанове число, необхідно мати хоча б мінімальне уявлення про принципі функціонування…
За останні десять років дизельні технології стрімко розвивалися. Велика частина сучасних автомобілів, які виробляються…
Теплові двигуни - це машини, які виробляють механічну роботу завдяки обміну тепла з іншими зовнішніми тілами.…
У переважній більшості автомобілів використовуються в якості палива для двигунів похідні нафти. При згорянні цих…
Безліч людей, які тільки збираються купити свій перший автомобіль, ще не знають навіть найелементарніших понять, які…
З винаходом двигуна внутрішнього згоряння прогрес у розвитку автомобілебудування ступив далеко вперед. Незважаючи на…
За останні роки технології дизельних двигунів пройшли значний шлях розвитку. Майже половина всіх легкових машин, які…
Двигун 406 проводився з 1996 року. Він встиг себе зарекомендувати як простий і досить надійний силовий агрегат. За…
Піддається ремонту поршнева група в різних випадках: при значному зносі деталей, що труться, внаслідок чого знижується…
У легковому автомобілі двигун не зможе функціонувати належним чином без чіткої і злагодженої роботи ГРМ. Він відповідає…
Автомобіль як механізм сам по собі не може функціонувати без кількох обов`язкових умов. Одним з таких вимог є наявність…
Коли автолюбителі вибирають собі автомобіль, читають характеристики новинок в різних виданнях, то в першу чергу їм…
Ступінь стиснення являє собою розрахункову величину, яка демонструвала б зміна обсягу до і після стиснення. А компресія…
1ZZ-двигун найбільш поширений сьогодні. Буквально щодня в нашу країну ввозять все більше і більше автомобілів з цими…
Двигун для автомобіля - це все одно що серце для живої істоти. Завдяки йому підтримується вся робота. І якщо з…
Якщо провести аналогію з людським організмом, двигун - серце будь-якого транспортного засобу. Без нього неможливо не…