Почти все о двигателях

Как и все двигатели внутреннего сгорания, двухтактный двигатель засоряет окружающую среду вредными выбросами. Однако по отношению к прочим своим собратьям он довольно прост конструктивно.
Почему же применение их на автомобилях всегда было довольно ограничено, а сегодня практически отсутствует? Объяснить это можно тем, что при высоких требованиях к экономичности топлива и чистоте отработавших газов, двухтактные двигатели становятся неконкурентноспособными. Для того, чтобы добится приемлемой по отношению к четырехтактному двигателю экономичности и токсичности, двухтактный должен быть дооборудован настолько, что его преимущество - простота конструкции - сводится к нулю.

Свое название этот тип двигателя получил из-за того, что рабочий процесс-процесс преобразования тепловой энергии сгоревшего топлива в крутящий момент - происходит за два оборота коленчатого вала, то есть за четыре перемещения поршня вверх или вниз. К зтим тактам относятся:

1. Впуск. При этом поршень идет вниз, впускной клапан открыт, а цилиндр заполняется горючей смесью.
2. Сжатие. Поршень идет вверх, оба клапана закрыты, горючая смесь сжимается.
3. Рабочий ход. В конце сжатия горючая смесь воспламеняется, топливо сгорает, а образовавшиеся при этом нагретые до высокой температуры газы с огромнейшей силой давят на поршень вниз, заставляя его совершать полезную работу. При этом поршень идет сверху вниз при закрытых клапанах.
4. Выпуск. После рабочего хода пространство над поршнем занимают продукты сгорания - отработавшие газы. В конце рабочего хода открывается выпускной клапан, а движущийся вверх поршень очищает объем для нового рабочего цикла, выталкивая отработавшие газы через выпускной клапан наружу.

Помимо типов, перечисленных ранее, следует отметить другие разновидности двигателей, которые выпускаются реже, например, двигатель Ванкеля, двигатели с турбо наддувом и т.д. Двигатель Ванкеля - попытка избавить поршневой двигатель от одного из главных недостатков - возвратно - поступательного движения поршней. Ванкель заменил поршень на ротор - вращающуюся по сложной траектории деталь, передающую силу расширения газов в камере сгорания на эксцентриковый вал. Однако применение этих двигателей ограничено неудовлитворительными топливно - экономическими параметрами и малой долговечностью уплотнений камеры сгорания.

Казалось бы, что наиболее подходящим для автомобиля является электромотор, поскольку он легко настраивается на нагрузку. Если она повышается, а число оборотов снижается, мотор начинает сильнее потреблять ток и вырабатывает достаточно большой крутящий момент. После преодоления нагрузки частота вращения нарастает, сила тока и вращающий момент уменьшается. Они почти автомотически решают проблему привода автомобилей. Это упрощает передачу мощности, поскольку исключается такой узел как коробка передач. Однако питание электромотора происходит от аккумуляторной батареи. Достаточный запас энергии может предоставить только очень большая и тяжелая аккумуляторная батарея. В настоящее время уже имеются примеры технического решения этой проблемы - достаточно емкий и легкий по массе аккумулятор сделать можно, но по цене и долговечности он не может конкурировать с бензином или дизельным топливом.


РАБОЧИЙ ОБЪЕМ двигателя - основной параметр, характеризующий его размеры. Это нечто вроде весовой категории для спортсмена. Рабочий объем определяется диаметром цилиндра и ходом поршня. Хотя увеличение рабочего объема имеет своим результатом повышение МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ двигателя, значительно возрастают также вес двигателя, его цена и расход топлива. Чем больше число оборотов двигателя при данном объеме, тем лучше, так как мощность двигателя быдет выше. Следовательно эти высокооборотистые двигатели более выгодны для автомобиля, поскольку имеют меньше габариты и вес. Повышение мощности двигателя достигается также за счет увеличения степени сжатия. Чем выше СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ, тем выше максимальное давление, создаваемое после воспламенения горючей смеси и тем большим будет выход отработавших газов во время такта рабочего хода. В зависимости от уменьшения камеры сжатия уменьшается также теплопоглощающая поверхность камеры сгорания. Тем самым будут меньшими потери тепловой энергии через систему охлаждения

ВЫВОДЫ:

- Автомобили высшего класса "люкс" оснащаются двигателями большого рабочего объема с относительно невысокой степенью сжатия, поскольку соображения экономичности отступают на второй план по отношению к комфортности езды и бесшумной работе двигателя.
- Эластичные двигатели лучше всего подходят для внедорожных автомобилей. Важными являются небольшое число оборотов при более высоком вращающем моменте, посколику таким образом исключается пробуксовывание задних колес при езде в гору.
- Автомобили для каждодневной езды оборудуются двигателями с меньшим рабочим объемом и относительно высокой степенью сжатия, поскольку более важными являются экономичность и динамичные ходовые качества. Поэтому, эти автомобили оснащаются многоступенчатой трансмиссией.
- Двигатели автомобилей спортивного типа (чисто спортивные машины, автомобили класса "Гран-туризмо", модели прототипы) могут сочетать в себе преимущества любых типов двигателя. Такой автомобиль может иметь двигатель, как с большим рабочим объемом, так и с высокой степенью сжатия, что обеспечивает значительный прирост мощности.

На главную
Мастерская
История автомобильных компаний
Основатели и изобретатели
Как правильно выбрать б/у автомобиль