Как пишется сокращенно двигатель

Автомобильные аббревиатуры, сокращения и их расшифровки!

Автомобильные аббревиатуры на русском языке:

АБС
Анти Блокировочная система — устройство препятствующее блокировке колес автомобиля при торможении. Имеет созвучное произношение со своим аналогом на английском языке — ABS — Antilock Brake System и на немецком языке — ABS — AntiBlockier System.

АЗС
Авто-заправочная станция — станция для заправки автомобилей продуктами нефтепереработки — бензин и дизельное топливо.

АГЗС
Авто-газо-заправочная станция — станция для заправки автомобилей использующих для двигателя в качестве горючей смеси сжиженный газ.

АКБ
Аккумуляторная батарея — источник прямого электрического тока в автомобиле.

АКПП
Автоматическая коробка переключения передач — один из основных агрегатов автомобилей. Вкупе с другими узлами, АКПП передает кинетическую энергию от двигателя на колеса, позволяя использовать эту энергию максимально эффективно. Это становится возможно благодаря применению нескольких наборов зубчатых передач (наборов различного диаметра дисков с зубьями — шестеренок), сменяя которые, при работе двигателя в определенном диапазоне количества оборотов, достигается разная скорость движения автомобиля. В АКПП переключение передач происходит автоматически. Сегодня также применяются коробки ручного переключения передач — КПП

АМТС
АвтоМотоТранспортное Средство — обобщающая автомобильная аббревиатура, в основном используется для сокращения в ПДД и других нормативно-правовых документах. Широкого применения не имеет.

ВУ
Водительское удостоверение — документ подтверждающий права и возможности человека для управления транспортным средством. Сокращение словосочетания. В обиходе «Права».

ГАИ
Государственная автомобильная инспекция — аббревиатура сокращающая утратившее силу название подразделения органов внутренних дел, занимающегося вопросами дорожного движения.

ГБО
Газовое баллонное оборудование (газо-баллонное оборудование) — специализированное оборудование позволяющее использовать в качестве топлива для двигателя автомобиля не традиционные продукты нефтепереработки, а сжиженный газ (метан, смесь пропана-бутана. Для автомобилей с ГБО предусмотрены специальные заправочные станции — АГЗС.

ГРМ
Аббревиатура означает механизм газораспределения в двигателе внутреннего сгорания – «ГазоРаспределительный механизм»

ГТО
Государственный технический осмотр — служит следующим задачам: проверка соответствия технического состояния и оборудования транспортных средств требованиям нормативных правовых актов, правил, стандартов и технических норм в области обеспечения безопасности дорожного движения; контроль допуска водителей к участию в дорожном движении; предупреждение и пресечение преступлений и административных правонарушений, связанных с эксплуатацией транспортных средств; выявление похищенных транспортных средств, а также транспортных средств участников дорожного движения, скрывшихся с мест дорожно-транспортных происшествий; государственный учет показателей состояния безопасности дорожного движения.

ГУР
Аббревиатура сокращает длинное название одного из узлов автомобиля — «гидравлический усилитель руля». В настоящее время появились более совершенные механизмы облегчающие водителю взаимодействие с рулевым колесом, например, «электрический усилитель руля», но аббревиатура «ЭУР» достаточно сложна в произношении и восприятии, поэтому часто в обозначении электроусилителя руля также используют аббревиатуру ГУР.

ДВС
Двигатель внутреннего сгорания — наверное, самый распространенный на сегодня тип двигателей, по крайней мере пока. Это мотор, работа которого заключается в сгорании внутри него горючей смеси (внутри специальных камер сгорания). За счет воспламенения топливной смеси, высвобождается определенное количество энергии давления, которая, с помощью определенного набора механизмов переходит в механическую энергию, которая и используется для приведения чего-либо (например, автомобиля) в движение. Есть несколько типов и множество видов ДВС, самые известные из них это поршневые двигатели.
Несмотря на то, что пытливые умы человечества, скорее всего, раньше изобрели двигатели внешнего сгорания, аббревиатура ДВС используется исключительно для обозначение двигателей внутреннего сгорания.
На английском аббревиатура обозначающая двигатель внутреннего сгорания ICE.

ДТП
Сокращение используемое повсеместно, в том числе в законодательстве Республики Казахстан, для обозначения термина «Дорожно-транспортное происшествие».

ДХО
Дневные ходовые огни — огни головного света, работа которых подразумевается только в дневное время суток.
Отличие ДХО от ближнего света фар состоит в том, что при работе первых на автомобиле не работают (не включаются автоматически) задние габаритные световые сигналы, что не создает лишний раз путаницу с работой световых сигналов торможения.

КПП
Коробка переключения передач — один из основных агрегатов автомобиля. Чаще аббревиатурой КПП обозначается тип коробок с ручным переключением передач (не автоматические). Аналогично АКПП, КПП также передает кинетическую энергию от двигателя на колеса, их функциональное отличие заключается лишь в процессе переключения скоростных передач, в КПП он происходит не автоматически, а водителем вручную, в зависимости от скоростных показателей и потребностей движения автомобиля. Про агрегат АКПП.

ПДД
Правила дорожного движения — сокращение используется широко, в том числе в законодательстве Республики Казахстан.

ПТФ
Не так часто употребляемая аббревиатура, но все равно важная, означает «ПротивоТуманные Фары».

РТС
Система Распределения Тормозных Сил. Описание и принцип работы см. под заголовком «EBV».

СТО
Эта аббревиатура расшифровывается как «станция технического обслуживания».

ТНВД
Топливный насос высокого давления — одна из самых важных, сложных и хрупких деталей, механизмов, дизельного двигателя. Благодаря этому узлу обусловливается работа двигателя. ТНВД под определенным высоким давлением подает топливную смесь в цилиндры дизельного мотора.

ТС
Сокращение сочетания слов, термина — «транспортное средство». Используется часто, в том числе и в нормативных документах.

ЭУР
Электрический усилитель руля (рулевого управления) — система имеющая такое же назначение, что и система ГУР, но построенная на несколько другом принципе и уже более совершенная, например, с системой адаптации к скоростному режиму.

Автомобильные аббревиатуры на английском (и других) языках:

AFU
Система помощи при экстренном торможении — система посредством датчика скорости нажатия на педаль тормоза распознает ситуацию экстренного торможения. После чего действует непосредственно на тормозную систему, обеспечивая максимальную силу торможения. AFU, как и многие другие вспомогательные тормозные системы, работает в не посредственном взаимодействии с системой ABS. Максимальное давление тормозных колодок на тормозные диски и действие системы ABS поддерживается до тех пор, пока водитель полностью не отпустил педаль тормоза (ABS в этом случае отключается при полной остановке автомобиля). Система помощи при экстренном торможении позволяет гораздо быстрее и эффективнее использовать всю силу тормозов для уменьшения тормозного пути автомобиля в экстренных случаях.

ASR
Аббревиатура имеет два варианта оригинальных звучаний: Automatic Slip Regulation и Acceleration Slip Regulation, в переводе на русский язык: антипробуксовочная система. Это активная система безопасности, которая работает в тесном прямом взаимодействии с системами ABS и EBD, и призвана предотвращать пробуксовку ведущих колес автомобиля вне зависимости от дорожного покрытия и динамики разгона. Система считывает информацию с датчиков ABS и путем регулировки количества оборотов двигателя и притормаживанием отдельных колёс восстанавливает их сцепление с дорожным покрытием. Имеет другие общепринятые аббревиатуры, например: TRC (Tracktion Regulation Control). В документации к автомобилям концерна VAG аббревиатура имеет название — контроль тягового усилия.

CDI
Чаще пишется как «cDi» — common diesel (direct) injection — см. DCI.

CRDI
Чаще пишется как «crDi» — common rail diesel (direct) injection — см. DCI.

CVT
Continuously variable transmission, или постоянно изменяющаяся трансмиссия, в обиходе «Вариатор». В отличие от традиционного автомата (гидравлической АКПП) бесступенчатые трансмиссии не имеют внутри набора разных шестерен, что означает отсутствие зацепляющихся друг с другом зубчатых колес. Самый распространенный вариатор CVT работает на замысловатой системе из шкивов, позволяющей реализовывать бесконечное количество передаточных чисел между максимальными и минимальными значениями без дискретных шагов или переключений. Один, или оба шкива (ведущий и ведомый) оборудованы раздвижными боковинами; зазор между боковинами шкивов, в самом простом случае, определяется центробежным регулятором. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается.
Принцип постоянно изменяющейся трансмиссии был сформулирован более 500 лет назад великим инженером Леонардо да Винчи.

DSG
Direct-Shift Gearbox (нем. Direkt-Schalt-Getriebe) – Преселективная коробка передач. Больше известная в обиходе как автоматическая коробка передач с двойным сцеплением. Аналоги у разных производителей могут звучать по разному: PDK, SST, DCG, PSG, S-tronic. Принцип работы механизма такого типа заключается в том, что в одном агрегате работают две коробки передач — одна для нечетных передач, вторая для четных. Пока автомобиль двигается на первой передаче, вторая уже включена и разгоняется параллельно с первой. В момент достижения максимального количества оборотов на первой передаче, подключается вторая коробка (с разогнавшейся второй передачей). Передачи как бы «подхватывают» друг друга на ходу, без потерь количества оборотов. Для чего это сделано? Основная задача — свести к минимуму потери энергии, происходящие в момент переключения передач – переключение происходит плавно и незаметно. Как следствие обнаружились и другие положительные характеристики при их использовании, например, снижение расхода топлива. Технология данной системы была придумана еще в 1935 году немецким изобретателем Адольфом Кегрессом, но применение получила только в наши дни.

ESP
Electronic Stability Program – электронная программа стабилизации автомобиля на дороге. Аналогичные программы у разных производителей могут звучать по разному: ESC, VDC, VSC, DSC, DSTC. Определяющее название — система курсовой устойчивости или система динамической стабилизации автомобиля. Система (программа) помогает водителю в критических ситуациях контролировать динамику автомобиля, уход автомобиля «в занос» и боковое скольжение. Система, как правило, работает в тесном взаимодействии с системой АБС (ABS).

TDI
Turbo Diesel Injection — обозначение дизельного двигателя оснащенного системой турбинного нагнетения топливной смеси (с турбонагнетателем). Может применяться с дополнительными аббревиатурами: TDI PD — Turbo Diesel Injection Pumpe Duse — двигатель TDI с системой впрыска «насос-форсунка». TDI CR — Turbo Diesel Injection Common Rail — двигатель TDI с системой прямого впрыска (Common Rail).

TSI
Иногда TSi — Twincharger Stratified Injection — двигатели концерна VAG оборудованные системами турбонагнетателей (система двойного нагнетения) и системой непосредственного (послойного) впрыска. На разных брендах концерна VAG аббревиатура может незначительно видоизменяться, например TFSI (Twincharger Fuel Stratified Injection) на автомобилях марки Audi.

---

Дви́гатель вну́треннего сгора́ния (сокращённо ДВС) — это тип двигателя, тепловой машины, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую энергию.

Несмотря на то, что двигатель внутреннего сгорания относится к относительно несовершенному типу тепловых машин (громоздкость, сильный шум, токсичные выбросы и необходимость системы их отвода, относительно небольшой ресурс, необходимость охлаждения и смазки, высокая сложность в проектировании, изготовлении и обслуживании, сложная система зажигания, большое количество изнашиваемых частей, высокое потребление горючего и так далее), благодаря своей автономности (используемое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы), ДВС очень широко распространены, — например, на транспорте.

История создания

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. В 1799 году он получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля, однако светильный газ годился не только для освещения.

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения, стремительно расширяясь, оказывали сильное давление на окружающую среду — таким образом, оставалось только найти способ использования выделившейся энергии. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора. Затем газовоздушная смесь поступала в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, так и не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

В последующие годы изобретатели из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной.

Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи. Решив возникшие по ходу проблемы (тугой ход и перегрев поршня, ведущий к заклиниванию) продумав систему охлаждения и смазки двигателя, Ленуар создал работоспособный двигатель внутреннего сгорания. В 1864 году было выпущено более трёхсот таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над дальнейшим усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто и получившим патент на изобретение своей модели газового двигателя в 1864 году.

В 1864 году немецкий изобретатель Августо Отто заключил договор с богатым инженером Лангеном для реализации своего изобретения — была создана фирма «Отто и Компания». Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. Цилиндр двигателя Отто, в отличие от двигателя Ленуара, был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Принцип действия: вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разреженное пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разрежение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени. Кроме того, двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Несмотря на это, Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре была применена кривошипно-шатунная передача. Однако самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто получил патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.

Типы двигателей внутреннего сгорания

• Поршневые двигатели — камера сгорания содержится в цилиндре, где тепловая энергия топлива превращается в механическую энергию, которая из поступательного движения поршня превращается во вращательную с помощью кривошипно-шатунного механизма.

ДВС классифицируют:

а) По назначению — делятся на транспортные, стационарные и специальные.

б) По роду применяемого топлива — легкие жидкие (бензин, газ), тяжелые жидкие (дизельное топливо, судовые мазуты).

в) По способу образования горючей смеси — внешнее (карбюратор, инжектор) и внутреннее (в цилиндре ДВС).

г) По способу воспламенения (с принудительным зажиганием, с воспламенением от сжатия, калоризаторные).

д) По расположению цилиндров разделяют рядные, вертикальные, оппозитные с одним и с двумя коленвалами, V-образные с верхним и нижним расположением коленвала, VR-образные и W-образные, однорядные и двухрядные звездообразные, Н-образные, двухрядные с параллельными коленвалами, «двойной веер», ромбовидные, трехлучевые и некоторые другие.

Бензиновые

Бензиновые карбюраторные

Смесь топлива с воздухом готовится в карбюраторе, далее смесь подаётся в цилиндр, сжимается, а затем поджигается при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи. Основная характерная особенность топливо-воздушной смеси в этом случае — гомогенность.

Бензиновые инжекторные

Также, существует способ смесеобразования путём впрыска бензина во впускной коллектор или непосредственно в цилиндр при помощи распыляющих форсунок (инжектор). Существуют системы одноточечного и распределённого впрыска различных механических и электронных систем. В механических системах впрыска дозация топлива осуществляется плунжерно — рычажным механизмом с возможностью электронной корректировки состава смеси. В электронных системах смесеобразование осуществляется под управлением электронного блока управления (ЭБУ), управляющим электрическими бензиновыми вентилями.

Дизельные, с воспламенением от сжатия

Дизельный двигатель характеризуется воспламенением топлива без использования свечи зажигания. В разогретый от сжатия воздух (до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива) через форсунку впрыскивается порция топлива. В процессе впрыскивания топлива происходит его распыливание, а затем вокруг отдельных капель топлива возникают очаги сгорания. Т. к. дизельные двигатели не подвержены явлению детонации, характерному для двигателей с принудительным воспламенением, в них допустимо использование более высоких степеней сжатия (до 26), что благотворно сказывается на КПД данного типа двигателей, который может превышать 50% в случае с крупными судовыми двигателями.

Дизельные двигатели являются менее быстроходными и характеризуются большим крутящим моментом на валу. Дизельное топливо является более дешевым, нежели бензин. Также некоторые крупные дизельные двигатели приспособлены для работы на тяжелых топливах, например, мазутах. Запуск крупных дизельных двигателей осуществляется, как правило, за счет пневматической схемы с запасом сжатого воздуха, либо в случае с инверторными генераторными установками, от присоединенной электромашины, которая при обычной эксплуатации выполняет роль генератора.

Вопреки расхожему мнению, современные двигатели, традиционно называемые дизельными, работают не по циклу Дизеля, а по циклу Тринклера-Сабатэ со смешанным подводом теплоты.

Недостатки дизельных двигателей обусловлены особенностями рабочего цикла — более высокой механической напряженностью, требующей повышенной прочности конструкции и, как следствие, увеличения её габаритов, веса и увеличения стоимости за счёт усложнённой конструкции и использования более дорогих материалов. Также дизельные двигатели за счет гетерогенного сгорания характеризуются неизбежными выбросами сажи и повышенным содержанием оксидов азота в выхлопных газах.

Газовые

Двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся в газообразном состоянии при нормальных условиях:

• смеси сжиженных газов — хранятся в баллоне под давлением насыщенных паров (до 16 атм). Испарённая в испарителе жидкая фаза или паровая фаза смеси ступенчато теряет давление в газовом редукторе до близкого атмосферному, и всасывается двигателем во впускной коллектор через воздушно-газовый смеситель или впрыскивается во впускной коллектор посредством электрических форсунок. Зажигание осуществляется при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.
• сжатые природные газы — хранятся в баллоне под давлением 150—200 атм. Устройство систем питания аналогично системам питания сжиженным газом, отличие — отсутствие испарителя.
• генераторный газ — газ, полученный превращением твёрдого топлива в газообразное. В качестве твёрдого топлива используются:
  • уголь
  • торф
  • древесина

Газодизельные

Основная порция топлива приготавливается, как в одной из разновидностей газовых двигателей, но зажигается не электрической свечой, а запальной порцией дизтоплива, впрыскиваемого в цилиндр аналогично дизельному двигателю.

Роторно-поршневой

Предложен изобретателем Ванкелем в начале ХХ века. Основа двигателя — треугольный ротор (поршень), вращающийся в камере особой 8-образной формы, исполняющий функции поршня, коленвала и газораспределителя. Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. За один оборот двигатель выполняет три полных рабочих цикла, что эквивалентно работе шестицилиндрового поршневого двигателя. Строился серийно фирмой НСУ в Германии (автомобиль RO-80), ВАЗом в СССР (ВАЗ-21018 «Жигули», ВАЗ-416, ВАЗ-426, ВАЗ-526), в настоящее время строится только Маздой (Mazda RX-8). При своей принципиальной простоте имеет ряд существенных конструктивных сложностей, делающих его широкое внедрение весьма затруднительным. Основные трудности связаны с созданием долговечных работоспособных уплотнений между ротором и камерой и с построением системы смазки.

В Германии в конце 70х годов ХХ века существовал анекдот: «Продам НСУ, дам в придачу два колеса, фару и 18 запасных моторов в хорошем состоянии».

• RCV — двигатель внутреннего сгорания, система газораспределения которого реализована за счёт движения поршня, который совершает возвратно-поступательные движения, попеременно проходя впускной и выпускной патрубок.

Комбинированный двигатель внутреннего сгорания

•  — двигатель внутреннего сгорания, представляющий собой комбинацию из поршневой и лопаточной машин (турбина, компрессор), в котором обе машины в соотносимой мере участвуют в осуществлении рабочего процесса. Примером комбинированного ДВС служит поршневой двигатель с газотурбинным наддувом (турбонаддув). Большой вклад в теорию комбинированных двигателей внес советский инженер, профессор А. Н. Шелест.

Циклы работы поршневых ДВС

Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируются по количеству тактов в рабочем цикле на двухтактные и четырёхтактные.

Рабочий цикл четырёхтактных двигателей внутреннего сгорания занимает два полных оборота кривошипа, состоящий из четырёх отдельных тактов:

1. впуска,
2. сжатия заряда,
3. рабочего хода и
4. выпуска (выхлопа).

Изменение рабочих тактов обеспечивается специальным газораспределительным механизмом, чаще всего он представлен одним или двумя распределительными валами, системой толкателей и клапанами, непосредственно обеспечивающими смену фазы. Некоторые двигатели внутреннего сгорания использовали для этой цели золотниковые гильзы (Рикардо), имеющие впускные и/или выхлопные окна. Сообщение полости цилиндра с коллекторами в этом случае обеспечивалось радиальным и вращательным движениями золотниковой гильзы, окнами открывающей нужный канал. Ввиду особенностей газодинамики — инерционности газов, времени возникновения газового ветра такты впуска, рабочего хода и выпуска в реальном четырёхтактном цикле перекрываются, это называется перекрытием фаз газораспределения. Чем выше рабочие обороты двигателя, тем больше перекрытие фаз и чем оно больше, тем меньше крутящий момент двигателя внутреннего сгорания на низких оборотах. Поэтому в современных двигателях внутреннего сгорания всё шире используются устройства, позволяющие изменять фазы газораспределения в процессе работы. Особенно пригодны для этой цели двигатели с электромагнитным управлением клапанами (BMW, Mazda). Имеются также двигатели с переменной степенью сжатия (СААБ), обладающие большей гибкостью характеристики.

Двухтактные двигатели имеют множество вариантов компоновки и большое разнообразие конструктивных систем. Основной принцип любого двухтактного двигателя — исполнение поршнем функций элемента газораспределения. Рабочий цикл складывается, строго говоря, из трёх тактов: рабочего хода, длящегося от верхней мёртвой точки (ВМТ) до 20—30 градусов до нижней мёртвой точки (НМТ), продувки, фактически совмещающей впуск и выхлоп, и сжатия, длящегося от 20—30 градусов после НМТ до ВМТ. Продувка, с точки зрения газодинамики, слабое звено двухтактного цикла. С одной стороны, невозможно обеспечить полное разделение свежего заряда и выхлопных газов, поэтому неизбежны либо потери свежей смеси, буквально вылетающей в выхлопную трубу (если двигатель внутреннего сгорания — дизель, речь идёт о потере воздуха), с другой стороны, рабочий ход длится не половину оборота, а меньше, что само по себе снижает КПД. В то же время длительность чрезвычайно важного процесса газообмена, в четырёхтактном двигателе занимающего половину рабочего цикла, не может быть увеличена. Двухтактные двигатели могут вообще не иметь системы газораспределения. Однако, если речь не идёт об упрощённых дешёвых двигателях, двухтактный двигатель сложнее и дороже за счёт обязательного применения воздуходувки или системы наддува, повышенная теплонапряжённость ЦПГ требует более дорогих материалов для поршней, колец, втулок цилиндров. Исполнение поршнем функций элемента газораспределения обязывает иметь его высоту не менее ход поршня + высота продувочных окон, что некритично в мопеде, но существенно утяжеляет поршень уже при относительно небольших мощностях. Когда же мощность измеряется сотнями лошадиных сил, увеличение массы поршня становится очень серьёзным фактором. Введение распределительных гильз с вертикальным ходом в двигателях Рикардо было попыткой сделать возможным уменьшение габаритов и массы поршня. Система оказалась сложной и дорогой в исполнении, кроме авиации, такие двигатели нигде больше не использовались. Выхлопные клапаны (при прямоточной клапанной продувке) имеют вдвое большую теплонапряжённость в сравнении с выхлопными клапанами четырёхтактных двигателей и худшие условия для теплоотвода, а их сёдла имеют более длительный прямой контакт с выхлопными газами.

Самой простой с точки зрения порядка работы и самой сложной с точки зрения конструкции является система Фербенкс — Морзе, представленная в СССР и в России, в основном, тепловозными дизелями серий Д100. Такой двигатель представляет собой симметричную двухвальную систему с расходящимися поршнями, каждый из которых связан со своим коленвалом. Таким образом, этот двигатель имеет два коленвала, механически синхронизированные; тот, который связан с выхлопными поршнями, опережает впускной на 20—30 градусов. За счёт этого опережения улучшается качество продувки, которая в этом случае является прямоточной, и улучшается наполнение цилиндра, так как в конце продувки выхлопные окна уже закрыты. В 30х — 40х годах ХХ века были предложены схемы с парами расходящихся поршней — ромбовидная, треугольная; существовали авиационные дизели с тремя звездообразно расходящимися поршнями, из которых два были впускными и один — выхлопным. В 20-х годах Юнкерс предложил одновальную систему с длинными шатунами, связанными с пальцами верхних поршней специальными коромыслами; верхний поршень передавал усилия на коленвал парой длинных шатунов, и на один цилиндр приходилось три колена вала. На коромыслах стояли также квадратные поршни продувочных полостей. Двухтактные двигатели с расходящимися поршнями любой системы имеют, в основном, два недостатка: во-первых, они весьма сложны и габаритны, во-вторых, выхлопные поршни и гильзы в зоне выхлопных окон имеют значительную температурную напряжённость и склонность к перегреву. Кольца выхлопных поршней также являются термически нагруженными, склонны к закоксовыванию и потере упругости. Эти особенности делают конструктивное исполнение таких двигателей нетривиальной задачей.

Двигатели с прямоточной клапанной продувкой оснащены распределительным валом и выхлопными клапанами. Это значительно снижает требования к материалам и исполнению ЦПГ. Впуск осуществляется через окна в гильзе цилиндра, открываемые поршнем. Именно так компонуется большинство современных двухтактных дизелей. Зона окон и гильза в нижней части во многих случаях охлаждаются наддувочным воздухом.

В случаях, когда одним из основных требований к двигателю является его удешевление, используются разные виды кривошипно-камерной контурной оконно-оконной продувки — петлевая, возвратно-петлевая (дефлекторная) в разнообразных модификациях. Для улучшения параметров двигателя применяются разнообразные конструктивные приёмы — изменяемая длина впускного и выхлопного каналов, может варьироваться количество и расположение перепускных каналов, используются золотники, вращающиеся отсекатели газов, гильзы и шторки, изменяющие высоту окон (и, соответственно, моменты начала впуска и выхлопа). Большинство таких двигателей имеет воздушное пассивное охлаждение. Их недостатки — относительно невысокое качество газообмена и потери горючей смеси при продувке, при наличии нескольких цилиндров секции кривошипных камер приходится разделять и герметизировать, усложняется и удорожается конструкция коленвала.

Дополнительные агрегаты, требующиеся для ДВС

Недостатком двигателя внутреннего сгорания является то, что он развивает наивысшую мощность только в узком диапазоне оборотов. Поэтому неотъемлемым атрибутом двигателя внутреннего сгорания является трансмиссия. Лишь в отдельных случаях (например, в самолётах) можно обойтись без сложной трансмиссии. Постепенно завоёвывает мир идея гибридного автомобиля, в котором мотор всегда работает в оптимальном режиме.

Кроме того, двигателю внутреннего сгорания необходимы система питания (для подачи топлива и воздуха — приготовления топливо-воздушной смеси), выхлопная система (для отвода выхлопных газов), также не обойтись без системы смазки(предназначена для уменьшения сил трения в механизмах двигателя, защиты деталей двигателя от коррозии, а также совместно с системой охлаждения для поддержания оптимального теплового режима), системы охлаждения(для поддержания оптимального теплового режима двигателя), система запуска (применяются способы запуска: электростартерный, с помощью вспомогательного пускового двигателя, пневматический, с помощью мускульной силы человека), система зажигания (для воспламениня топливо-воздушной смеси, применяется у двигателей с принудительным воспламенением).

См. также

	Двигатель внутреннего сгорания на Викискладе?

• История создания двигателей внутреннего сгорания
• Запуск двигателя внутреннего сгорания
• Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания
• Филипп Лебон — французский инженер, получивший в 1801 году патент на двигатель внутреннего сгорания со сжатием смеси газа и воздуха.
• Роторный двигатель: конструкции и классификация
• Роторно-поршневой двигатель (двигатель Ванкеля)
• Турбокомпаундный двигатель
• Автомобиль с газогенератором

Примечания

Ссылки

• Анимация работы ДВС
• Бен Найт «Увеличиваем пробег»//Статья о технологиях, которые уменьшают расход топлива автомобильным ДВС
• Алгоритм действий если двигатель «молчит»
• Принцип работы двигателя внутреннего сгорания.

Дви́гатель вну́треннего сгора́ния (ДВС) — разновидность теплового двигателя, в котором топливная смесь сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. Продукты сгорания образуют рабочее тело. Такой двигатель является , химическим, и преобразует энергию сгорания топлива в механическую работу^[1]. Существует большое число разнообразных двигателей с внутренним сгоранием, отличающихся назначением, , и другими параметрами.

Мощные и лёгкие, двигатели внутреннего сгорания позволили создать не существовавшие до этого виды транспорта^[2] (автомобиль, мотоцикл, винтовой и реактивный самолёты, вертолёт, ракету, космический корабль, газотурбоход, судно на воздушной подушке), улучшить экономичность и экологичность^[3] корабельных силовых установок и локомотивов. Моторизация привела к ускорению темпа жизни людей, возникновению целой автомобильной культуры (США); в военном деле позволила разработать необычайно разрушительные машины смерти (танк, истребитель, бомбардировщик, ракеты с обычной и ядерной боеголовкой, подводную лодку с торпедами и другие)^[4]. Альтернативное семейство двигателей внешнего сгорания имеет раздельное топливо и рабочее тело, обуславливающее необходимость сравнительно медленной передачи тепла сгорания от продуктов сгорания рабочему телу — поэтому их удельная мощность значительно ниже.

История создания

Тепловые машины (в основном, паровые) с момента появления отличались большими габаритами и массой, обусловленными применением внешнего сгорания (требовались котлы, конденсаторы, испарители, теплообменники, тендеры, насосы, водяные резервуары и др.), в то же время основная (функциональная) часть паровой машины (поршень и цилиндр) сравнительно невелика^[5]. Поэтому мысль изобретателей всё время возвращалась к возможности совмещения топлива с рабочим телом двигателя, позволяющего значительно уменьшить габариты и вес, интенсифицировать процессы впуска и выпуска рабочего тела. .

В создание различных ДВС внесли наибольший вклад такие инженеры как Джон Барбер (изобретение газовой турбины в 1791), Роберт Стрит (патент на двигатель на жидком топливе, 1794 год), Филипп Лебон (открытие светильного газа в 1799, первый газовый двигатель в 1801), Франсуа Исаак де Риваз (первый поршневой двигатель, 1807), Жан Этьен Ленуар (газовый двигатель Ленуара, 1860), Николаус Отто (двигатель с искровым зажиганием и сжатием смеси в 1861 году, четырёхтактный двигатель в 1876-м), Рудольф Дизель (, 1897, с КПД 25 % в этом же году)^[6], Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах, Огнеслав Степанович Костович (, 1880-е), Густав Васильевич Тринклер (дизельные двигатели на жидком топливе, 1899), Раймонд Александрович Корейво, Фридрих Артурович Цандер, Вернер фон Браун (реактивные и турбореактивные двигатели, начиная с 1930-х и заканчивая Лунной программой)^[7][8][9].

Таким образом, ДВС развивались с отставанием от паровых машин (так, паровой насос для откачки воды был изобретён Томасом Севери в 1698 году), что было обусловлено отсутствием подходящего горючего, материалов и технологий. Сама идея ДВС была предложена Христианом Гюйгенсом ещё в 1678 году, в качестве топлива нидерландский учёный предлагал использовать порох^[1]. Англичанин Этьен Барбер пытался использовать для этого смесь воздуха с газом, полученным при нагреве древесины^[10].

Классификация ДВС

По устройству^[11]

• Поршневые двигатели — камерой сгорания служит цилиндр, возвратно-поступательное движение поршня с помощью кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращение вала. Некоторые типы поршневых ДВС не имеют кривошипно-шатунного механизма (дизель-молот, огнестрельное оружие, шайбовые ДВС).
• Газотурбинные двигатели — для преобразования энергии газов в крутящий момент служит ротор с лопатками специального профиля. Перед сгоранием в камере двигателя воздух сжимается компрессорной частью, топливо впрыскивается в камеру сгорания.
• Роторно-поршневые двигатели — камеру сгорания ограничивает треугольный ротор, выполняющий функцию поршня.
• Реактивные двигатели — развиваемая двигателем мощность сразу используется для поступательного движения ракеты или самолёта, дополнительное преобразование в крутящий момент и трансмиссия отсутствует (двигатель является также движителем)^[12]. Поэтому имеют наивысшие удельные мощностные показатели; являются единственными двигателями, способными выводить аппараты на орбиту. В одно время для военного применения российские военные обсуждали вопросы создания реактивного атомного двигателя, где ядерная реакция проходила бы внутри камеры ДВС^[13].
• Турбореактивные двигатели — разновидность реактивных, в качестве окислителя использует атмосферный воздух, предварительно сжимаемый компрессором. Ввиду этого может быть использован только в пределах земной атмосферы. Обычно их неточно называют просто реактивными, например, «самолёт с реактивным двигателем». Можно рассматривать турбореактивный двигатель и как разновидность газотурбинного, так как он имеет все основные его части, кроме выходного вала.
• Турбовинтовые двигатели — газотурбинный, приводящий в движение воздушный винт. Применяются в авиации, на умеренных скоростях имеют более высокий КПД, чем турбореактивные.

По другим критериям

• по назначению — на транспортные (автомобильные, судовые, самолётные), стационарные и специальные.
• по роду применяемого топлива — бензиновые и газовые двигатели, работающие на тяжёлом топливе дизели.
• по способу образования горючей смеси — внешнее (карбюраторные и инжекторные двигатели) и внутреннее (в цилиндре ДВС у дизелей и искровых с непосредственным впрыском).
• по объёму рабочих полостей и весо-габаритным характеристикам — лёгкие, средние, тяжёлые, специальные.
• устройству систем охлаждения (воздушное, жидкостное), и другим^[14].

Помимо приведённых выше общих для всех ДВС критериев классификации существуют критерии, по которым классифицируются отдельные типы двигателей. Так, поршневые двигатели можно классифицировать по тактности и рабочему процессу, по количеству и расположению цилиндров, коленчатых и распределительных валов, по типу охлаждения, по наличию или отсутствию крейцкопфа, наддува того или иного типа (атмосферный — без наддува), по способу смесеобразования и по типу зажигания, по количеству карбюраторов, по типу газораспределительного механизма, по направлению и частоте вращения коленчатого вала, по отношению диаметра цилиндра к ходу поршня, по степени быстроходности (средней скорости поршня)^[1][15].

Топливо ДВС

Каждому типу ДВС соответствует топливо, которое для него может быть использовано. Так, для двигателей с воспламенением от сжатия требуется солярка с достаточно высоким цетановым числом, определяющим воспламенение без значительной задержки^[16]. Чем дизель быстроходнее, тем выше требования к цетановому числу. С другой стороны, снижение цетанового числа можно частично скомпенсировать изменениями в конструкции двигателя: повышением степени сжатия, подогревом воздуха на впуске. Такое необходимо в конструкции многотопливных дизелей, устанавливаемых на танки и БМП, поскольку при нарушении снабжения подразделений, ведущих наступление, приходится использовать любое доступное топливо (керосин, бензин, лигроин)^[17]. Дизельное топливо не должно иметь значительное содержание серы, поскольку кроме экологического урона, образующийся в цилиндрах диоксид серы вызывает коррозию цилиндро-поршневой группы и износ подшипников. Фракционный состав дизельного топлива должен обеспечивать его незамерзаемость до нужных температур^[18].

Для газотурбинных, реактивных, и турбовинтовых двигателей требования к безопасности полётов требуют строгого применения авиационного керосина^[19].

Наиболее многочисленные бензиновые двигатели с искровым зажиганием требуют для нормального распространения фронта пламени необходимое (или более высокое) октановое число, определяющее стойкость бензовоздушной смеси к детонационному сгоранию. Быстрое (более 2 км/с) детонационное сгорание оставшейся части бензовоздушной смеси происходит в конце нормального сгорания (40-50 м/с), вызывает значительные ударные нагрузки, выкрашивание материалов поршня и головки цилиндров, поломку поршневых колец и/или перемычки между поршневыми канавками^[20]. Детонационное сгорание, увеличивая теплоотдачу в стенки и увеличивая число свободных радикалов, снижает экономичность, вызывает появление сажи и увеличивает температуру отходящих газов^[21]. Кроме октанового числа, обеспечивающего работу двигателя с высокой степенью сжатия (то есть, более мощного и экономичного), от бензинов также требуется минимальное содержание серы и ароматических компонент, что вместе обеспечивает уменьшение вредных выбросов. Диоксид серы в выхлопе бензиновых моторов даже при незначительном содержании вызывает газовую эрозию посадочных поясков выпускных клапанов (в отличие от дизельных, бензиновые двигатели имеют более жаростойкие тарелки клапанов из никелевого сплава, нестойкого к сере)^[22]. Требования к октановому числу топлива зависят не только от степени сжатия, но и от размерности двигателя (см. рисунок), быстроходности, способа впрыска топлива, коэффициента избытка топлива, метода охлаждения и металла деталей, образующих камеру сгорания, и ещё нескольких менее значительных факторов.

Таким образом, применяемое топливо обеспечивает работоспособность, достаточную мощность, ресурс, и экологические параметры соответствующих моторов. Его тип строго ограничен инструкцией по эксплуатации. Для специальной форсировки военных моторов на незначительное время (авиация) широко практиковалось применение водно-метальных^[23], бензольных, и других смесей^[24], поскольку снижение ресурса окупалось повышением боевых качеств в ходе краткого воздушного боя.

Преимущества и недостатки ДВС

По сравнению с двигателями внешнего сгорания ДВС:

Преимущества

• не имеет дополнительных элементов теплопередачи — топливо само образует рабочее тело; (Топливо рабочее тело не образует (им является нагреваемый воздух), а всего лишь при сгорании становится его частью.)
• компактнее, так как не имеет целого ряда дополнительных агрегатов, часто тяжелых и громоздких (паровой котел, конденсатор пара);
• по этим причинам легче и дешевле (удельная мощность намного выше);
• экономичнее по причине быстрого рабочего процесса с высокой температурой сгорания без дополнительной теплопередачи;

Недостатки

• потребляет топливо, обладающее весьма жёстко заданными параметрами (испаряемостью, температурой вспышки паров, плотностью, теплотой сгорания, октановым или цетановым числом), так как от этих свойств зависит сама работоспособность ДВС;
• не имеет возможности работать по замкнутому циклу (как двигатель Стирлинга), использование внешних источников теплоты и холода невозможно.
• не способен развивать крутящий момент вне рабочих чисел оборотов, и поэтому в подавляющем большинстве случаев нуждается в передаче, согласующей выходные параметры ДВС с нагрузкой, и в устройстве, обеспечивающем запуск (в отличие от паровой машины, имеющей максимум момента при трогании от нулевых оборотов).
• практически все виды топлива для ДВС — невозобновляемые ресурсы (природный газ и нефтепродукты). Исключения (этиловый спирт, биогаз, генераторный газ) используются реже, ввиду снижения выходных характеристик двигателя (крутящего момента, мощности, скорости вращения). Водород применяется из-за дороговизны и трудностей хранения в жидком виде по большей части для двигателей космических кораблей, применение в наземном транспорте распространения не получило^[25].

Поршневой ДВС с искровым зажиганием (двигатель Отто)

Является наиболее распространённым по количеству, поскольку число автомобилей в мире на 2014 год составляло более 1,2 млрд.^[26], и большая их часть приводится в движение двигателем Отто. Классический цикл Отто четырёхтактный, хотя раньше него возникли двухтактные моторы с искровым зажиганием. Но ввиду плохих экологических и экономических (расход горючего) показателей, двухтактные двигатели применяют всё реже. Наиболее распространены бензиновые двигатели Отто с подачей топлива инжектором.

Бензиновый двигатель

Является наиболее распространённым вариантом, установлен на значительной части транспортных машин (ввиду меньшей массы, стоимости, хорошей экономичности и малошумности). Имеет два варианта системы подачи топлива: инжектор и карбюратор. В обоих случаях в цилиндре сжимается топливо-воздушная смесь, подверженная детонации, поэтому степень сжатия и уровень форсирования такого двигателя ограничены октановым числом топлива^[25].

Карбюраторный двигатель

Особенностью является получение топливо-бензиновой смеси в специальном смесителе, карбюраторе. Ранее такие бензиновые двигатели преобладали; теперь, с развитием микропроцессоров, их область применения стремительно сокращается (применяются на маломощных ДВС, с низкими требованиями к выхлопу и расходу топлива).

Инжекторный двигатель

Особенностью является получение топливной смеси в коллекторе или открытых цилиндрах двигателя путём подачи инжекторной системой подачи топлива. В настоящий момент является преобладающим вариантом ДВС Отто, поскольку позволяет резко упростить электронное управление двигателем. Нужная степень однородности смеси достигается за счет увеличения давления форсуночного распыливания топлива. Одним из вариантов является непосредственный впрыск топлива, кроме высокой равномерности позволяющий повысить степень сжатия (а значит, и экономичность) двигателя. Впервые системы впрыска появились на авиационных двигателях, поскольку позволяли дозировать смесь в любом положении двигателя.

Роторно-поршневой

Предложен изобретателем Ванкелем в начале XX века. Основа двигателя — треугольный ротор (поршень), вращающийся в камере особой 8-образной формы, исполняющий функции поршня, коленвала и газораспределителя^{[источник не указан 648 дней]}. Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. За один оборот двигатель выполняет три полных рабочих цикла, что эквивалентно работе шестицилиндрового поршневого двигателя. Строился серийно фирмой НСУ в Германии (автомобиль RO-80), ВАЗом в СССР (ВАЗ-21018 «Жигули», ВАЗ-416, ВАЗ-426, ВАЗ-526), Маздой в Японии (Mazda RX-7, Mazda RX-8). При своей принципиальной простоте имеет ряд существенных конструктивных сложностей, делающих его широкое внедрение весьма затруднительным. Основные трудности связаны с созданием долговечных работоспособных уплотнений между ротором и камерой и с построением системы смазки, и потому — с выполнением экологических требований^[27].

RCV — двигатель внутреннего сгорания, система газораспределения которого реализована за счёт движения поршня, который совершает возвратно-поступательные движения, попеременно проходя впускной и выпускной патрубок

Обычно роторно-поршневые ДВС используют в качестве топлива бензин, но возможно и применение газа. Роторно-поршневой двигатель является ярким представителем бесшатунных ДВС, наряду с двигателем Баландина.^[28]

Газовые двигатели с искровым зажиганием

Это обычный поршневой ДВС, работающий по циклу Отто (с искровым зажиганием), использующий в качестве топлива углеводороды, находящиеся при в газообразном состоянии. Эти двигатели имеют широкое применение, например, в электростанциях малой и средней мощности, использующих в качестве топлива природный газ (в области высоких мощностей безраздельно господствуют газотурбинные энергоблоки). Могут работать по 2-тактному циклу, однако 4-тактный вариант распространён больше.

Особенности устройства газового двигателя:

• При использовании сжиженного газа (либо СУГ — хранятся в баллоне под давлением до 16 атм; либо СПГ — требует криогенного оборудования) система питания включает испаритель и газовый редуктор, после чего газ всасывается двигателем во впускной коллектор через воздушно-газовый смеситель или впрыскивается посредством форсунок. Во ряде случаев испаритель и газовый редуктор объединены в одном корпусе.
• При использовании в качестве топлива КПГ — газ хранится в баллонах под давлением 150—250 атм, имеется редуктор, но отсутствует испаритель.
• При работе на генераторном газе (полученном превращением твёрдого топлива в газообразное, где в качестве твёрдого топлива используются уголь, кокс, угольные брикеты, топливные пеллеты, дрова, древесный уголь, торф), газовое топливо для ДВС синтезируется в специальном газогенераторе, после чего газ охлаждают и фильтруют от абразивных примесей. Из-за меньшей теплоты сгорания горючей смеси обычно снижается мощность двигателя.

Поршневой ДВС с воспламенением от сжатия

В дизельном двигателе воспламенение топлива происходит иначе. В разогретый от адиабатического сжатия в цилиндре воздух через форсунку впрыскивается и распыляется порция топлива. При распыливании вокруг отдельных испаряющихся капель топлива возникают очаги сгорания, и по мере впрыскивания порция топлива сгорает в виде факела. Так как дизельные двигатели не подвержены детонации (из-за начала подачи и сгорания топлива после ВМТ такта сжатия), степень сжатия детонацией не ограничена. Повышение её свыше 15 практически роста КПД не даёт^[29], поскольку при этом максимальное давление ограничивают путём более длительного сгорания и уменьшением угла опережения впрыска. Однако малоразмерные вихрекамерные дизели^{<span title=»Статья «Вихрекамерный двигатель» в русском разделе отсутствует»>ru</span>}_de могут иметь степень сжатия до 26, для надёжного воспламенения в условиях большого теплоотвода и . Крупногабаритные судовые дизели с наддувом имеют степень сжатия порядка 11~14 и КПД более 50 %^[30]. Для облегчения пуска дизели могут иметь свечи накаливания, электрофакельные форсунки, либо другие устройства.

Дизельные двигатели обычно , поэтому при равной мощности с бензиновым характеризуются бо́льшим крутящим моментом на валу. Крупные дизельные двигатели приспособлены для работы на тяжёлых топливах, например, на мазуте. Запуск крупных дизельных двигателей осуществляется, как правило, сжатым воздухом, либо, в случае с дизель-генераторными установками, от присоединённого электрического генератора, который при пуске выполняет роль стартера.

Современные двигатели, называемые дизельными, работают не по циклу Дизеля, а по циклу Тринклера — Сабатэ со смешанным подводом теплоты. Недостатки их обусловлены особенностями рабочего цикла — более высокой механической напряжённостью, требующей повышенной прочности конструкции и, как следствие, увеличения её габаритов, веса и увеличения стоимости за счёт усложнённой конструкции и использования более дорогих материалов. Также дизельные двигатели за счет гетерогенного сгорания характеризуются неизбежными выбросами сажи и повышенным содержанием оксидов азота в выхлопных газах.

Газодизельный двигатель

Основная порция обедненного газовоздушного заряда приготавливается, как в любом из газовых двигателей, но зажигается не электрической свечой, а запальной порцией дизтоплива, впрыскиваемого в цилиндр аналогично дизельному двигателю. Обычно имеется возможность работы по чисто дизельному циклу. Применение: тяжёлые грузовики, автобусы, тепловозы (чаще маневровые). Газодизельные двигатели, как и газовые, дают меньше вредных выбросов, к тому же природный газ дешевле. Такой двигатель зачастую получают дооснащением серийного, при этом экономия дизтоплива (степень замещения газом) составляет порядка 60 %^[31]. Зарубежные фирмы также активно разрабатывают такие конструкции^[32].

Дизель-молот

Разновидность дизельного двигателя с отдачей энергии в виде поступательного движения поршня (бабы). Не имеет кривошипно-шатунного механизма, систем охлаждения и смазки. Распыление топлива в старых конструкциях происходит при ударе бабы в лунку шабота, в более новых распылением форсункой.

Свободно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

Разновидность дизельного двигателя с отдачей энергии в виде энергии сжатого газа. Колеблющийся в цилиндре поршень отдаёт энергию, сжимая газ в подпоршневом пространстве. Таким образом, исчезает необходимость в отдельном поршневом или центробежном компрессоре, а также кривошипно-шатунном механизме.

Комбинированный двигатель внутреннего сгорания

Комбинированный двигатель внутреннего сгорания представляет собой комбинацию из поршневой и лопаточной машин (турбина, компрессор), в котором обе машины в соотносимой мере участвуют в осуществлении рабочего процесса. Примером комбинированного ДВС служит поршневой двигатель с газотурбинным наддувом (турбонаддув). Большой вклад в теорию комбинированных двигателей внёс советский инженер, профессор А. Н. Шелест.

Наиболее распространённым типом комбинированных двигателей является поршневой с турбонагнетателем. Турбонагнетатель или турбокомпрессор (ТК, ТН) — это нагнетатель, который приводится в движение выхлопными газами. Получил своё название от слова «турбина» (фр. turbine от лат. turbo — вихрь, вращение). Это устройство состоит из двух частей: роторного колеса турбины, приводимого в движение выхлопными газами, и центробежного компрессора, закреплённых на противоположных концах общего вала. Струя рабочего тела (в данном случае, выхлопных газов) воздействует на лопатки, закреплённые по окружности ротора, и приводит их в движение вместе с валом, который изготовляется единым целым с ротором турбины из жаропрочного сплава. На валу, помимо ротора турбины, закреплён ротор компрессора, изготовленный из алюминиевого сплава, который при вращении вала нагнетает воздух в цилиндры ДВС. Таким образом, в результате действия выхлопных газов на лопатки турбины одновременно раскручиваются ротор турбины, вал и ротор компрессора. Применение турбокомпрессора совместно с промежуточным охладителем воздуха (интеркулером) ДВС (в современных турбированных двигателях используется именно такая схема). В некоторых схемах двигатели имеют две или более ступени наддува, обычно с промежуточным охлаждением, причём турбокомпрессоры регулируются (величина нагнетания ограничена), что позволяет в принципе получить разнообразные варианты зависимости мощности от оборотов (улучшение транспортной характеристики).

Двигатели с нагнетанием заряда до появления реактивных были единственно возможными в высотной авиации, ; имеют широкое применение в дизельных двигателях (позволяя повысить удельные показатели мощности до уровня безнаддувных искровых ДВС и выше), . Благодаря настройке турбонаддува (регулятор давления), а также настройкам газораспределительного механизма, которые вместе определяют наполнение цилиндров двигателя, можно улучшать его транспортную характеристику.

Реактивный двигатель

Развивает тягу посредством реактивной силы от продуктов сгорания, выбрасываемых через сопло. Для разгона рабочего тела используется как расширение газа за счёт разогрева при сгорании (тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (см. ионный двигатель).

Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем, то есть он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов.

Газотурбинный двигатель

Характеризуется сжатием рабочего тела в компрессорной части, после сгорания значительно увеличившиеся в объёме (за счёт теплового расширения) продукты сгорания проходят турбинную часть. В случае газотурбинного двигателя, мощность отдаётся на вал турбины, в случае турбореактивного — движение продуктов сгорания создаёт импульс двигателя.

Огнестрельное оружие

Является самой первой по времени изобретения разновидностью поршневого двигателя внутреннего сгорания^[33][34].

Особенностью огнестрельного оружия, как теплового двигателя, служит применяемое твёрдое топливо, имеющее высокие объёмную теплоту сгорания и скорость сгорания, обеспечивающее многократное увеличение объёма продуктов сгорания и эффективный разгон выбрасываемых из ствола (цилиндра) пуль или снарядов, служащих поршнем.

Как и другие двигатели, огнестрельное оружие может иметь воздушное и жидкостное охлаждение; в массивных орудийных установках применяют принудительную продувку, охлаждающую ствол, после каждого выстрела. Зажигание топлива производится ударом бойка по капсюлю. С каждым циклом работы такой двигатель разгоняет пулю или снаряд, поражающие цель на большой дистанции без физических усилий стрелка.

Системы ДВС

Кроме основных (функциональных) частей, обеспечивающих преобразование энергии горячего газа в крутящий момент или поступательное движение, ДВС имеют дополнительные системы: системы подачи топлива, смазки, охлаждения, запуска; смотря по конструкции двигателя — системы газораспределения, впрыска топлива, зажигания, и другие. Эффективность этих систем, особенно связанных с подачей горючего и воздуха, двигателя, характеристики же других (система запуска, смазки, охлаждения, система очистки воздуха) сказываются в основном на массогабаритных показателях и ресурсе^[35].

Характеристики ДВС

Потребительские качества двигателя (принимая за образец классический поршневой или комбинированный двигатель, отдающий крутящий момент) можно охарактеризовать следующими показателями:

1. Массовые показатели, в кг на литр рабочего объёма (обычно от 30 до 80) — удельная масса, и в кВт/кг — удельная мощность. Они важнее для транспортных, особенно для авиационных, двигателей.
2. Удельный расход топлива, г/л. с.*час (г/кВт*ч), или для конкретных видов топлив с разной плотностью и агрегатным состоянием, л/кВт*ч, м³/кВт*ч.
3. Ресурс в часах (моточасах). Некоторые применения ДВС (пусковые ДВС, двигатели ПТУР, торпед и дронов), и потому в их конструкции могут отсутствовать, например, фильтры для масла и воздуха. Ресурс таких специфических ДВС, как огнестрельное оружие, исчисляют в количестве выстрелов до смены ствола. Наиболее долговечные двигатели должны иметь ресурс в десятки и сотни тысяч часов (судовые и мощные стационарные), соответствующий ресурсу судна или силовой установки.
4. Экологические характеристики (), определяющие возможность его эксплуатации.
5. Транспортные характеристики, определяющие кривую крутящего момента в зависимости от числа оборотов. При работе двигателя по винтовой характеристике, обычно без трансмиссии, специальная корректировка транспортной характеристики не требуется, но в автомобилях и тракторах хорошая транспортная характеристика (высокий запас крутящего момента, ) позволяют уменьшить число передач в трансмиссии и облегчить управление.
6. Шумность двигателя, зачастую определяемая его применением в люксовых моделях автомобилей или . Для снижения шумности часто снижают жёсткость подвески двигателя, усложняют схемы выпуска газов (например, выпуск газов через винт в подвесных моторах), а также капотируют.

Скоростные характеристики

ДВС, отдающие мощность на выходной вал, обычно характеризуются кривыми крутящего момента и мощности в зависимости от частоты вращения вала (от минимально устойчивых оборотов холостого хода до максимально возможных, при которых ДВС может длительно работать без поломок)^[36]. Дополнительно к двум этим кривым может быть представлена кривая удельного расхода топлива^[37]. По результатам анализа таких кривых определяется коэффициент запаса крутящего момента (он же коэффициент приспособляемости), и другие показатели, влияющие на конструкцию трансмиссии^[38].

Для потребителей производители предоставляют внешние скоростные характеристики с нетто-мощностью ISO-1585, согласно региональному стандарту измерения мощности ДВС, который зависит от температуры, давления, влажности воздуха, применяемого топлива и наличия отбора мощности на установленные агрегаты. Двигатели производителей США до 1972 года испытывали по другому стандарту (SAE Gross), позднее по SAE Net (измерение мощности брутто и нетто соответственно).

Внешней эту характеристику называют потому, что линии мощности и крутящего момента проходят выше частичных скоростных характеристик, и нельзя получить мощность выше этой кривой никакими манипуляциями с органами подачи топлива (абсолютная скоростная — смотри ниже).

В публикациях 1980-х годов и более ранних приводятся скоростные характеристики, базирующиеся на измерении мощности брутто (кривая крутящего момента, соответственно, также располагается на графике выше). Эта мощность определяется без учёта потерь на приводы внешних агрегатов двигателя (вентилятор, водяной насос, генератор). Из приводимых коленвалом потребителей в таком случае остаётся только масляный насос и распределительный вал (валы).

Кроме полных, в расчётах транспортных трансмиссий активно используются частичные скоростные характеристики — эффективные показатели двигателя при промежуточных положениях регулятора подачи топлива (или дроссельной заслонки в случае бензиновых двигателей)^[38]. Для транспортных средств с гребными винтами на таких характеристиках приводят винтовые характеристики при различных положениях шага винта с регулируемым шагом^[39].

Существуют и другие характеристики, не публикуемые для потребителей, например, с кривыми индикаторной мощности, индикаторного расхода топлива и индикаторного крутящего момента и используемые при расчёте ДВС, а также абсолютная скоростная характеристика, показывающая максимально возможную мощность данного двигателя, которую можно получить при подаче большего количества топлива, чем на номинальном режиме. Для дизельных двигателей строится также , работа за которой не допускается^[40].

Работа на абсолютной характеристике практически (кроме пуска ДВС) не производится, поскольку при этом снижается экономичность и экологичность двигателя, сокращается ресурс (особенно для дизельных двигателей, у которых работа за линией дымления сокращает ресурс двигателя до считанных часов)^[41].

Характерное отличие скоростных характеристик дизельного и искрового двигателя (частичные скоростные характеристики второго резко снижаются в области больших оборотов) вызвано различным способом регулирования мощности: в газовых и бензиновых двигателях подача воздуха или горючей смеси ограничивается дроссельной заслонкой (), и при увеличении дросселирования наполнение цилиндра резко уменьшается с ростом оборотов, в дизельных же двигателях количество воздуха остаётся прежним (), и крутящий момент снижается примерно пропорционально подаче топлива за цикл^[42].

Это влечёт за собой два следствия: первое, бензиновые двигатели имеют более высокий , и потому автомобиль, оснащённый таким двигателем, может иметь меньшее число передач в коробке скоростей; второе, дизельные двигатели значительно меньше снижают свой КПД при работе на частичных скоростных характеристиках^[43]. В связи с этим, поздние модели двигателей с впрыском топлива в цилиндры (FSI) на неполных нагрузках дросселируют меньше, при этом в цилиндрах происходит так называемое послойное смесеобразование (очаг сгорания вокруг факела топлива в центре окружён воздухом). Одновременно с ростом КПД такой процесс сгорания снижает выбросы^[44]. Таким образом, эти двигатели будут иметь характеристики, промежуточные между упомянутыми.

С другой стороны, в последние десятилетия стали активно применять дросселирование дизельных двигателей, вводимое с целью улучшения транспортной характеристики. Наибольший эффект дросселирование даёт на дизелях, снабжённых турбонаддувом^[45].

Ресурс ДВС

В значительной степени определяется конструкцией и степенью форсировки. В последнее время, в связи с ростом экологических требований, предельно допустимый ресурс двигателя ограничен не только его снижением мощности и расхода топлива, но и ростом вредных выбросов.

Для поршневых и роторных ДВС ресурс в значительной степени обусловлен износом уплотнений поршня (поршневые кольца) или ротора (торцевые уплотнения), для газотурбинных и реактивных — потерей прочностных качеств материалом и деформацией лопаток. Во всех случаях происходит постепенный износ подшипников и уплотнений валов, а в связи с зависимостью основного механизма двигателя от вспомогательных агрегатов ресурс ограничен отказом первого из них.

Обычно двигатели имеют интервалы обслуживания, связанные с промывкой или сменой фильтров, также масла, свечей зажигания, зубчатых ремней или цепей. Смотря по конструкции, двигатели нуждаются в различных типах проверочных и регулировочных работ, гарантирующих следующий период безотказной работы мотора. Однако даже при соблюдении всех правил обслуживания, двигатель постепенно изнашивается. Кроме установленного заводом ресурса (обусловленного твёрдостью и притиркой изнашиваемых деталей и тепловым режимом), при прочих равных условиях двигатель значительно дольше служит на частичных мощностных режимах^[46].

Поломки и ремонт ДВС

Заложенный при проектировании ресурс из денежных соображений должен быть израсходован (при увеличении расчётной долговечности возрастает вес и стоимость мотора), однако вследствие естественного разброса условий эксплуатации некоторые двигатели могут выходить из строя раньше намеченного. Кроме полного отказа, причиной ухода в ремонт может быть нарушение экологических требований, снижение мощности, увеличение расхода топлива, ускоренный износ (стук, задиры) и т. д.

Ремонт ДВС классифицируют на текущий, промежуточный, и капитальный. Первый подразумевает оставление основных деталей без смены (для поршневых — без выема поршней и коленвала), второй — частичную смену основных деталей (для поршневых — замена поршневых колец, вкладышей вала без шлифования), капитальный же включает замену основных деталей и шлифование вала. Для газотурбинных установок промежуточный ремонт не осуществляется.

Высокие экологические требования вызвали смену политики многих моторостроительных заводов, оставлявших ранее много промежуточных размеров для ремонта, так что современные двигатели имеют либо малое количество ремонтных размеров, либо расточка их вовсе не предусмотрена. Это компенсируется увеличением ресурса до капитального ремонта (или полного ресурса). Во избежание преждевременного отказа двигателя из-за нарушений условий эксплуатации, их комплектуют устройствами контроля уровня масла, охлаждающей жидкости, температуры, вибрации (тензодатчики) и другими. Вкупе с электронным управлением подачи топлива и момента зажигания, современный двигатель становится всё более компьютеризованным устройством. Во многих случаях диагностика поломок производится с помощью так называемых мотор-тестеров, подключаемых к диагностическому разъёму траспортного средства. Однако при возникновении механических, а не программных или электронных поломок, двигатель всё-таки нуждается в частичном или полном (капитальном) ремонте.

Влияние ДВС на экологию, экологические требования к конструкции ДВС

Внутри ДВС, кроме сгорания топлива, происходит также образование окислов азота (NOx), моноокиси углерода (CO), и различных углеводородов (CxHy, чаще пишут CH). Дизельные двигатели также могут выбрасывать элементарный углерод в виде сажи (C). Количество образующихся веществ зависит в конечном счёте от протекающего рабочего процесса, в частности, температуры сгорания, количества топлива в прилегающих к стенкам камеры сгорания областях (зоны гашения пламени), времени сгорания, а также гомологии и элементарного состава топлива (так, водородное топливо не может давать выбросов CO, CH и C, поскольку не содержит углерода; бензины с большим содержанием ароматических углеводородов дают большие выбросы бенз-альфа-пирена, и так далее). Эти вещества наносят вред окружающей среде и человеку, и называются вредными выбросами^[2]. Уменьшение расхода топлива транспортным средством уменьшает и вредные выбросы, приходящиеся на километр пути. Отсюда видна важность топливной экономичности автомобилей, выбрасывающих более половины мировых загрязнений.

В первые десятилетия внедрения двигателей внутреннего сгорания вредным выбросам не уделялось достаточное внимание, поскольку автомобилей и собственно двигателей было меньше. В дальнейшем производителей обязали соблюдать определённые нормы выбросов, причём с годами они становятся всё строже. Для уменьшения выбросов в принципе возможны три способа^[47]:

1. Выбор экологически чистого топлива (водород, природный газ) или улучшение традиционного жидкого (бензин и дизтопливо «Евро-5»).
2. Изменение параметров цикла двигателя или разработка новых (снижение степени сжатия, расслоение заряда, внутрицилиндровый впрыск, системы компьютерного управления с использованием датчиков кислорода, система Common rail на дизелях, и др.).
3. Снижение содержания вредных выбросов с использованием термических (ранее) и каталитических (в настоящее время) нейтрализаторов.

Существующие нормы токсичности в развитых странах требуют обычно применения нескольких способов сразу^[47]. При этом обычно ухудшается топливная экономичность как автомобилей, так и всего транспортного (включая нефтеперегонные заводы) комплекса, поскольку оптимумы циклов по экономичности и экологичности у двигателей обычно не совпадают, а изготовление высокоэкологичного топлива требует больше энергии.

Наибольший процент вредных выбросов даёт наземный транспорт, в первую очередь легковые и грузовые автомобили. Установленные на них поршневые двигатели для достижения высокой экономичности имеют высокую температуру сгорания, при которой образуются окислы азота. Выбросы углероводоров ограничиваются в значительной степени эффективно работающими катализаторами, но к сожалению, при прогреве двигателя и на холостом ходу из-за низкой температуры отходящих газов их эффективность снижается.

В таких же вариантах ДВС, как газотурбинные и реактивные, сгорание организовано непрерывно, причём максимальная температура меньше. Поэтому они имеют обычно меньшие выбросы недогоревших углеводородов (по причине меньшей зоны гашения пламени и достаточной длительности сгорания) и выбросы окислов азота (по причине меньшей максимальной температуры). Температура в таких двигателях ограничена теплостойкостью лопаток, сопел, направляющих, и для транспортных двигателей составляет 800..1200 ^оС^[48]. Улучшения экологических показателей, например, ракет, достигают обычно подбором топлив (например, вместо НДМГ и перекиси азота применяют жидкие кислород и водород).

Ранее автомобильные и авиационные двигатели использовали этилированный бензин, продукты сгорания которого содержали практически не выводимый из организма человека свинец. Больше всего загрязнение сказывается в крупных городах, расположенных в низинах и окруженных возвышенностями: при безветрии в них образуется смог. В настоящее время нормируются не только собственно вредные выбросы, но также выделение транспортным средством углекислого газа и воды (в связи с влиянием на климат).

В последнее время высказываются серьёзные опасения в отношении дальнейшего применения двигателей на ископаемом топливе (большинство ДВС), в связи с проблемой глобального потепления^[49][50]. Вследствие введения с 2025 года в Европе новых экологических норм, европейские производители легковых автомобилей планируют переключиться на выпуск электромобилей^[51]. Это связано не только с ростом числа автомобилей, но и влиянием выбросов на всю экосистему: так, установлено, что вредные выбросы (в значительной степени обусловленные автомобилями) снижают урожайность сельского хозяйства на 25 %^[52].

Уровень развития ДВС как мерило технического прогресса

Разработка ДВС нетривиальна, поскольку к цели идёт множество путей. Выбор лучшего (применительно к конкретной области и требованиям) является примером многофакторной оптимизации. Здесь недостаточно интуиции, нужны большие затраты при разработке вариантов, ресурсные испытания. Тенденции развития двигателестроения предоставляют много вариантов дальнейшего развития^[53].

Высокие требования к деталям ДВС, сложности технологического порядка (материалы, обработка), производственный цикл (поточность, возможность брака), масштабы производства (миллионы единиц), высокий уровень конкуренции и интеграции мировой экономики позволяют судить об уровне технологии государства по уровню выпускаемых ДВС. Высокоэффективные двигатели не только позволяют создавать экономичный и экологичный транспорт, но и вести независимую разработку в таких областях как военное дело, ракетостроение (в частности, космические программы)^[54]. Высокотехнологичные производства служат центром кристаллизации инженерных сообществ, рождению новых идей. Так, конвейерная сборка была впервые внедрена на сборке автомобилей, оснащённых ДВС. Поддержание в исправном состоянии и управление многочисленными транспортными средствами создало множество новых профессий, рабочих мест, методов ведения бизнеса и даже образа жизни (коммивояжеры, путешественники). Не будет преувеличением сказать, что появление ДВС революционизировало весь мир^[55].

См. также

• Запуск двигателя внутреннего сгорания
• Роторный двигатель: конструкции и классификация
• Роторно-поршневой двигатель
• Турбокомпаундный двигатель
• Автомобиль с газогенератором
• Синтетическое жидкое топливо
• Топливная экономичность автомобиля
• Капитальный ремонт двигателя

Примечания

Литература

• Кушуль В. М. Знакомьтесь: двигатель нового типа. — Л.: Судостроение, 1966. — 120 с.
• Судовые двигатели внутреннего сгорания: учеб. / Ю. Я. Фомин, А. И. Горбань, В. В. Добровольский, А. И. Лукин и др. — Л.: Судостроение, 1989. — 344 с.
• Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей / под ред. А. С. Орлина, Д. Н. Вырубова. — М.: Машиностроение, 1971. — 400 с.
• Демидов В. П. Двигатели с переменной степенью сжатия. — М.: Машиностроение, 1978. — 136 с.
• Махалдиани В. В, Эджибия И. Ф. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия. — Тбилиси, 1973. — 272 с.

Ссылки

• Анимация работы ДВС Архивная копия от 24 февраля 2020 на Wayback Machine
• Бен Найт «Увеличиваем пробег» Архивная копия от 25 ноября 2011 на Wayback Machine//Статья о технологиях, которые уменьшают расход топлива автомобильным ДВС

Эта страница в последний раз была отредактирована 25 февраля 2023 в 17:04.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Чаще всего буквы обозначают наличие прямого впрыска топлива. |Фото: yandex.by.

Когда большинство неосведомленных граждан видит на кузове автомобиля букву «D», то первая мысль, которая закрадывается к такому человеку в голову в отношении этого латинского символа будет так или иначе связана с тем, что перед ним находится дизельная машина. На практике же буква «D» все реже используется для обозначения именно дизельной установки под капотом. В наше время существует огромное количество подобных сокращений, которые выносятся на кузов. Что же они означают?

Названия упомянутой технологии разнятся от производителя. |Фото: blamper.ru.

Итак, в большинстве случае аббревиатуры, вынесенные на кузов, являются сокращением названия какой-нибудь технологии, наличие которой в маркетинговых целях особенно хочет подчеркнуть производитель. Первопроходцами в этом отношении были японцы. В 1990-е годы благодаря усилиям инженеров Mitsubishi на свет появился первый серийный автомобиль с прямым впрыском бензина в двигатель. Новенькие авто тут же стали помечать аббревиатурой GDI от «Gasoline Direct Injection». Однако впоследствии, японцы решили использовать сокращение «D4», от слова «Direct» — прямой.

Сокращения — маркетинговый ход. |Фото: besplatka.ua.

Интересно, что до этого литера «D» действительно использовалась на кузовах некоторых моделей для обозначения именно машин с дизельными силовыми установками. После выхода на рынок автомобилей с прямым впрыском, дизеля, оборудованные этой технологией, начали маркировать по принципу «D4-D» — «прямой-дизель».

Дизельные моторы все еще выделяют из общей когорты. |Фото: yandex.kz.

При этом аббревиатуры названий одних и тех же технологий меняются в зависимости от компании-производителя. Например, французская Renault обозвала свою технологию прямого впрыска как «Injection Direct Essence». В результате чего на кузовах авто начало красоваться сокращение IDE. А вот итальянский Fiat называет прямой впрыск – «Jet Thrust Stoichiometric», в результате чего все модели Alfa Romeo украшены буквами JTS. Немецкий Volkswagen использует для этих же целей сокращение FSI от Fuel Stratified Injection. А вот за маркой Audi закрепилось четырехбуквенное обозначение TFSI. Ряд более мелких концернов использует аббревиатуру TSI. Но все они означают, по сути, одну и туже технологию прямого впрыска.

Все это нужно для улучшения продаж. ¦Фото: pushkino-life.ru.

При этом необходимость как-то выделять дизель никуда не исчезла. А потому большинство компаний решила обозначать его также как и раньше с тем лишь отличием, что вместо заглавной литеры «D» на кузов принялись наносить прописную «d» в конце номера модели или сразу после аббревиатуры сообщающей о наличии прямого впрыска топлива в мотор.

Если хочется узнать еще больше интересного, то стоит почитать про 5 причин, почему автомобиль может дергаться во время разгона.