Содержание
Принцип работы трехцилиндрового двигателя — СПЕЦТЕХНИКА
Двигатели
Порядок работы цилиндров двигателя внутреннего снорания
Порядок работы цилиндров в разных двигателях отличается, даже с одним и тем же количеством цилиндров порядок работы может быть разным. Рассмотрим, в каком порядке работают серийные двигатели внутреннего сгорания различного расположения цилиндров и их конструктивные особенности. Для удобства описания порядка работы цилиндров, отсчёт будет производиться от первого цилиндра, первый цилиндр- это тот который спереди двигателя, последний, соответственно, возле коробки передач.
3-х цилиндровый
В таких двигателях всего 3 цилиндра и порядок работы самый простой: 1-2-3. Запомнить легко, и работает быстро.
Схема расположения кривошипов на коленвале выполнена в виде звёздочки, они расположены под углом 120° друг к другу. Вполне возможно применить схему 1-3-2, но производители не стали этого делать. Так что единственной последовательностью работы трёхцилиндрового двигателя является последовательность 1-2-3. Для уравновешивания моментов от сил инерции на таких двигателях применяется противовес.
4-х цилиндровый
Существуют как рядные, так и оппозитные четырёх цилиндровые двигатели, коленвалы у них выполнены по одной и той же схеме, а порядок работы цилиндров разный. Это связано с тем, что угол между парами шатунных шеек равен 180 градусов, то есть, 1 и 4 шейки находятся на противоположных сторонах со 2 и 3 шейками.
1 и 4 шейки с одной стороны, 3 и 4- на противоположной.
В рядном двигатели применяется порядок работы цилиндров 1-3-4-2 — это самая распространённая схема работы, так работают практически все машины, от Жигулей до Мерседеса, бензиновые и дизельные. В ней последовательно работают цилиндры с расположенные на противоположных сторонах шейках коленвала. В данной схеме можно применить последовательность 1-2-4-3, то есть поменять местами цилиндры, шейки которых расположены на одной стороне. Используется в 402 двигателе. Но такая схема встречается крайне редко, в них будет другая последовательность в работе распредвала.
Оппозитный 4-х цилиндровый двигатель имеет другую последовательность: 1-4-2-3 либо 1-3-2-4. Дело в том, что поршни достигают ВМТ одновременно, как с одной стороны, так и с другой. Такие двигатели чаще всего встречаются на Субару (у них почти все оппозитники, кроме некоторых малолитражек для внутреннего рынка).
5-ти цилиндровый
Пятицилиндровые двигатели нередко применялись на Мерседесах или АУДИ, сложность такого коленвала заключается в том, что все шатунные шейки не имеют плоскости симметрии, и развёрнуты относительно друг друга на 72° (360/5=72).
Порядок работы цилиндров 5-ти цилиндрового двигателя: 1-2-4-5-3,
6-ти цилиндровый
По расположению цилиндров 6-ти цилиндровые двигатели бывают рядными, V-образными и оппозитными. У 6-ти цилиндрового мотора есть много различных схем последовательности работы цилиндров, они зависят от типа блока и применяемого в нём коленвала.
Рядный
Традиционно применяется такой компанией, как БМВ и некоторыми другими компаниями. Кривошипы расположены под углом 120° друг к другу.
Порядок работы может быть трёх видов:
1-5-3-6-2-4
1-4-2-6-3-5
1-3-5-6-4-2
V-образный
Угол между цилиндрами в таких двигателях составляет 75 либо 90 градусов, а угол между кривошипами составляет 30 и 60 градусов.
Последовательность работы цилиндров 6-ти цилиндрового V-образного двигателя может быть следующей:
1-2-3-4-5-6
1-6-5-2-3-4
Оппозитный
6-ти цилиндровые оппозитники встречаются на автомобилях марки Subaru, это традиционная компоновка двигателей для японцев. Угол между кривошипами коленвала составляет 60 градусов.
Последовательность работы двигателя: 1-4-5-2-3-6.
8-ти цилиндровый
В 8-ми цилиндровых двигателях кривошипы установлены под углом 90 градусов друг к другу, так уак в двигателе 4 такта, то на каждый такт работает по 2 цилиндра одновременно, что сказывается на эластичности двигателя. 12-ти цилиндровый работает ещё мягче.
В таких двигателях, как правило, наиболее популярной используется одна и та же последовательность работы цилиндров: 1-5-6-3-4-2-7-8.
Но Феррари использовала другую схему- 1-5-3-7-4-8-2-6
В данном сегменте каждый производитель использовал ему только известную последовательность.
10-ти цилиндровый
10 цилиндровый не особо популярный мотор, редко производители использовали такое количество цилиндров. Тут возможны несколько вариантов последовательностей воспламенения.
1-10-9-4-3-6-5-8-7-2 — используется на Dodge Viper V10
1-6-5-10-2-7-3-8-4-9 — BMW заряженных версий
12-ти цилиндровый
На самых заряженных машинах ставили 12-ти цилиндровые двигатели, к примеру, Феррари, Ламборгини или более распространённые у нас Фольцвагеновские двигатели W12.
Последовательность работы следующая:
1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10 у Ferrari 456M GT V12 2001 года
1-7-4-10-2-8-6-12-3-9-5-11 у Lamborghini Diablo VT 1997 года
1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9 у Audi VW Bentley с двигателем W12.
Трехцилиндровые
Несколько лет назад многие автопроизводители предложили 3-цилиндровые моторы. Такие агрегаты можно рассматривать в качестве примера даунсайзинга, который в настоящее время охватил всю автомобильную промышленность.
Но три цилиндра – это не новшество. Японцы уже давно использовали подобные двигатели в своих маленьких машинках (например, Suzuki и Daihat su ). Такая конструкция дает ряд преимуществ: меньше вес, дешевле производство и невысокий расход топлива. Звучит великолепно, но реальность несколько иная.
Так расход топлива не соответствует заявленному, а больше нагрузки существенно влияют на долговечность. Со временем начинают раздражать сравнительно высокая вибрация и посредственная динамика. Да, есть моторы, которые практически не имеют проблем. Например, уважаемый механиками R 3 от Toyota .
Toyota 1.0
1-литровый двигатель Тойота, выпускаемый с 2005 года, один из лучших трецилиндровиков последних лет. Изначально он предназначался для малыша Aygo, разработанного совместно с концерном PSA. Он же достался и соплатформенным французам: Citroen C1 и Peugeot 107.
Базовая конструкция была позаимствована в Daihatsu. Инженеры Тойота модернизировали двигатель: снизили вес, повысили степень сжатия, установили систему изменения фаз газораспределения и привод ГРМ цепного типа. Результат превзошел все ожидания. Эффективный, маленький и легкий (изготовлен из алюминия) агрегат идеально подошел небольшому городскому автомобилю. Позже он достался более крупному Yaris второго поколения. На рынке существует две версии мотора, символически различающиеся мощностью – 68 и 69 л.с.
Стоит признать, что высокой динамики от литрового атмосферника ждать не стоит. Aygo разгоняется до 100 км/ч за 14,2 секунды, но городских 60-70 км/ч он достигает достаточно живо. Расход топлива при спокойной манере вождения лежит в пределах 5-5,5 л/100 км. В случае с крупным Yaris все не так радужно. Первой сотни удается достичь лишь спустя 16 секунд. Не стоит рассчитывать и на экономичность.
Но куда важнее то, что двигатель сравнительно надежный. При регулярном обслуживании и разумных нагрузках серьезных проблем не встречается, а мелкие сбои не требуют высоких затрат на устранение.
Volkswagen 1.2 HTP
Дебютировавший в 2001 году 3-цилиндровый немецкий мотор получил много положительных отзывов. Двигатель разработан с нуля, изготовлен из легкого сплава, оснащен приводом ГРМ цепного типа и балансирным валом. Силовой агрегат предлагался в исполнении с 2-мя (54 и 60 л.с.) или 4 клапанами на цилиндр (60, 64, 70 и 75 л.с.). Он должен был искушать низким расходом топлива, неплохой динамикой и хорошей прочностью. К сожалению, на деле все вышло несколько иначе.
Во-первых, даже при спокойном вождении средний расход топлива составлял около 7 литров, при обещанных без малого 6 литрах. Во-вторых, динамика 6-клапанных версий, мягко говоря, оставляла желать лучшего. Да, более мощные 12-клапанные модификации немного быстрее. Но 14,9 секунд до «сотни» на Fabia II с 1.2 HTP – это «очень средний» результат.
В-третьих, надежность моторов, собранных до 2006 года, была на очень низком уровне. Катушки зажигания, цепь и прогоревшие клапана принесли дурную славу. После доработки цепь и головка блока стали прочнее.
Двигатель R3 1.2 HTP устанавливался в автомобили «сегмента В» группы Volkswagen: Skoda Fabia, Seat Ibiza и VW Polo.
Opel 1.0
Это первый трехцилиндровик, который появился в небольших немецких автомобилях. Дебютировал он в 1997 году под капотом Opel Corsa B. Двигатель получил обозначение Х10ХЕ. К сожалению, вибрации, низкая мощность (54 л.с.) и слабая динамика не позволили собрать лестные отзывы. Приходилось бороться и с проблемами качества. Наиболее серьезным недостатком стала цепь ГРМ, которая быстро вытягивалась, а порой и рвалась. В довесок, наблюдались утечки масла, и давала сбой электроника.
Первая модернизация была проведена в 2000 году. В результате повысились производительность (58 л.с.) и долговечность. Обновленный двигатель получил маркировку Z10XE. Но кардинально ситуация изменилась лишь в 2003 году после выхода 60-сильной версии X10XE P (Twinport). По мнению механиков, качество существенно повысилось, а количество проблем ощутимо сократилось. Улучшилась и динамика. Средний расход топлива составлял около 5,5 л/100 км. В 2010 году появилась 65-сильная версия двигателя, а позже – 75-сильная.
1-литровый мотор Опель использовался в Agila и Corsa.
Volkswagen 1.2 TDI PD и 1.4 TDI PD
Оба маленьких дизельных агрегата с насос-форсунками появились в 1999 году. Самый младший исчез из списка предложений уже через несколько лет, в то время как 1.4 производился вплоть до 2010 года. 1,4-литровый агрегат можно встретить в моделях VW Group: Audi A2, VW Lupo, Polo, Seat Ibiza/Cordoba и Skoda Fabia.
В повседневной эксплуатации 1.4 TDI зарекомендовал себя неплохо. Он хорошо тянет, а средний расход топлива менее 5 л/100 км. С другой стороны, не каждому по душе работа данного мотора – немного напоминает газонокосилку.
Вызывает сомнения и долговечность. Проблемы появляются после 150-180 тыс. км. Чаще всего выходят из строя турбокомпрессор и топливный насос высокого давления, а временами сбоит электроника. Но самый серьезный недостаток – критическое увеличение осевого зазора коленчатого вала. Демонтаж и шлифовка мало оправданы из-за нарушения балансировки.
Smart 0.6-1.1
0,6-литровый R3 Смарт дебютировал в 1998 году. Двигатель предлагался в двух вариантах мощности: 45 и 55 л.с. Через год появился дизельный R3 – 0.8 CDI 41 л.с., а позже – бензиновый R3 объемом 0,7 л. К сожалению, вскоре выяснилось, что агрегат требует капитального ремонта уже после сравнительно небольшого пробега.
Более высоких оценок заслуживает 1,1-литровый бензиновый мотор, который с 2004 года использовался в Smart Forfour и Mitsubishi Colt. Позже ассортимент пополнил и 3-цилиндровый дизель объемом 1,5 л. Стоит отметить, что дизельные двигатели дороже в содержании и ремонте.
Заключение
Не обманывайте себя. Трехцилиндровые моторы созданы не только для того, чтобы сжигать меньше топлива (хотя на деле это не всегда получается), но и прежде всего, чтобы снизить издержки производства. Такие силовые агрегаты действительно дешевле в изготовлении. Помните, что двигатели R3 не относятся к долгожителям, а пробег порядка 200-250 тыс. км накладывает серьезный отпечаток на техническое состояние.
Трехцилиндровые двигатели
Трехцилиндровые двигатели достаточно распространены в автомобиле- и тракторостроении. Обычно их применяют в ДВС с рабочим объемом 0,8—1,2 л.
С учетом обеспечения равномерного чередования рабочих ходов угол расклинки кривошипов (угол между плоскостями соседних колен) в ДВС типа R3 должен быть равен 120°. Соответствующая схема коленчатого вала показана на рис. 3.9 (возможен еще один вариант, в котором второе и третье колена меняются местами).
Рис. 3.9. Схема коленчатого вала, силы инерции от ВПДМ и моменты этих сил рядного 3-цилиндрового ДВС R3
Интервал между вспышками для 4-тактного ДВС при равномерном чередовании вспышек должен составлять величину 720°/3 = 240°, для 2-тактного — 360°/3 = 120°. Для схемы на рис. 3.7 порядок работы 4-тактного ДВС — 1—2—3; 2-тактного — 1—3—2. Mj2 выполнены по известным формулам тригонометрии. Анализ более сложных конструкций ДВС (например, 5-цилиндровых) целесообразно выполнять с использованием компьютерных технологий. Ниже (см. параграф 3.5) показан метод определения результирующих сил инерции ВПДМ и моментов от этих сил в среде Mathcad.
Итак, силы инерции от ВПДМ в ДВС R3 уравновешены, а моменты от этих сил не уравновешены: они действуют в вертикальной плоскости, проходящей через оси цилиндров. С учетом полученных выражений для моментов сил инерции видно, что они меняются гармонически. Максимального значения момент от сил инерции 1-го порядка достигает при угле поворота коленчатого вала ф = -30° (за 30° до прихода поршня 1-го цилиндра в ВМТ), момент от сил 2-го порядка при ф = 15°.
Оценим теперь действие центробежных сил и результирующего момента от них в рассматриваемом ДВС. Центробежные силы действуют на каждом колене по радиусу кривошипа. Величина каждой определяется по формуле (см. главу 1) PCK=Mr-R • ш 2 . М;— .
Определим проекцию результирующей центробежных сил на ось 1-го цилиндра (вертикальную ось У) для рассматриваемого ДВС:
Для ДВС с другим числом цилиндров выражение (3.6) будет иметь иное число гармонических составляющих. Это выражение после преобразований можно привести к гармонической функции вида: Л-соз(ф + 5), где Л — амплитуда, соответствует модулю результирующей центробежной силы; угол § соответствует направлению действия результирующей центробежной силы относительно плоскости 1-го колена (откладывать угол 8 относительно радиуса кривошипа нужно против направления вращения). Формула (3.6) аналогична (3.2) для результирующей сил
инерции ВПДМ 1-го порядка . Отличие лишь в значении массы: учитывается масса неуравновешенных вращающихся масс (Мг), а не совершающих возвратно-поступательное движение (М). Таким образом, по формуле для результирующей силы инерции от ВПДМ 1-го порядка можно определить проекцию результирующей центробежных сил на вертикальную ось. Рл из выражения (3.2)), т. е. двигатель самоуравновешен от действия центробежных сил. Результирующий момент от центробежных сил Хмс = = [За-Мг -Р-со 2 . Он действует в плоскости, проходящей через ось коленчатого вала, расположенной под углом 30° к плоскости 1-го колена (следует из выражения (3.4)).
Для уравновешивания центробежного момента в ДВС R3 устанавливают нащечные противовесы, как показано на рис. 2.3. При установке противовесов по схеме, показанной на рис. 2.3, а, обеспечивается не только внешнее, но и внутреннее уравновешивание ДВС от действия центробежных сил (см. параграф 2.2).
В настоящее время в большинстве серийно выпускаемых конструкций 3-цилиндровых двигателей уравновешивают еще и момент от сил инерции ВПДМ 1-го порядка ?М;1. Общий принцип уравновешивания этого момента рассмотрен в параграфе 2.4 и показан на рис. 2.14, в. Для рассматриваемого ДВС возможная схема размещения четырех противовесов (попарно) на коленчатом и одном балансирном валу показана на рис. M;i необходимо, чтобы статические моменты противовесов расположенных на балансирном и коленчатом валах удовлетворяли условиям
Суммарный момент от двух пар противовесов должен быть равен уравновешиваемому моменту ?М;1 (см. выражение (3.4)), откуда окончательно имеем: 2Мпр1 -гпр-К = Тза-M-R.
Рис. ЗЛО. Схема уравновешивания момента от сил инерции
ВПДМ 1-го порядка с помощью балансирного вала в ДВС типа R3
Радиус-векторы противовесов должны быть расположены под углом 30° к плоскости 1-го колена (как показано на рис. ЗЛО). Ось балансирного вала должна быть параллельна оси коленчатого вала. Противовесы (Мпр -гпр и Мпр2-гпр2 на рис. 3.10) можно выполнять не только на щеках, но и в виде приливов на шкиве и маховике коленчатого вала. Вместо этих двух противовесов можно применить шесть противовесов, устанавливаемых на каждой щеке коленчатого вала, как показано на рис. MJ2 (°Д ениваемое по импульсу сил момента) в 8 раз меньше, чем от действия момента ?МЛ (см. главу 1). Во-вторых, применение еще двух дополнительных балансирных валов нерационально по конструктивным соображениям.
alexvishnya › Блог › Трёхцилиндровые бензиновые двигатели PSA
ТРЕХЦИЛИНДРОВЫЕ БЕНЗИНОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ СЕМЕЙСТВА EB — это новое поколение двигателей представляет собой подлинный прорыв с точки зрения
обеспечения прекрасных показателей топливной экономичности и выбросов CO2 при
сохранении высокого уровня удовольствия от вождения и превосходных тягово-
динамических характеристик. Двигатели предлагаются в двух версиях с различным
рабочим объемом – 1.0 л и 1.2 л.
Указанные двигатели, имеющие кодовое обозначение EB, были полностью разработаны
Группой PSA, начиная с постановки амбициозного технического задания, которое
заключалось в снижении выбросов CO2, улучшении топливной экономичности,
оптимизации массогабаритных показателей и повышении литровой мощности до уровня
50 кВт/л с целью повышения удовольствия от вождения и тягово-динамических
характеристик.
По сравнению с четырехцилиндровым двигателем такой же мощности трехцилиндровый
агрегат 1.2 VTi (EB2) рабочим объемом 1.2 л имеет на 21 кг меньшую массу, а также на 25%
лучшую топливную экономичность и меньшие выбросы CO2 .
Эти характеристики стали результатом серьезных научно-исследовательских исследований,
реализованных в 52 патентах, которые охватывают промышленные и технологические
области. Из этого общего количества 23 патента относятся к конструкции двигателя и его
навесного оборудования, 20 — к системам управления двигателя, и 9 – к новшествам в
сфере технологии и оборудования.
Эффективные технологии
Потери на трение составляют примерно 1/5 всей вырабатываемой мощности двигателя.
Следовательно, здесь существует большое поле для дальнейшего совершенствования. В
двигателях семейства EB потери на трение снижены на 30 % благодаря использованию
различных технологических и конструктивных решений:
• использование углеродного алмазоподобного покрытия поршневых пальцев,
поршневых колец и толкателей клапанов;
• использование интегрированного в картер «мокрого» ремня привода ГРМ (погружён
нижним изгибом в «масляную ванну» с моторным маслом) для снижения уровня
шума работы;
• использование дезаксиального (описание см. ниже) кривошипно-шатунного механизма (КШМ).
Процесс сгорания был оптимизирован путем улучшения аэродинамических показателей
камеры сгорания, а именно каналов впуска и конструкции головки поршня, а также за счет
адаптации системы зажигания к работе при высоком содержании остаточных газов в
рабочей смеси.
В головке блока цилиндров, изготавливаемой из алюминиевого сплава, расположены
следующие компоненты: клапанный механизм, выполненный по схеме четыре клапана на
один цилиндр, система распределённого впрыска топлива во впускной коллектор, а также
система непрерывного регулирования фаз впускных и выпускных клапанов (VVT).
Кроме того, головка блока цилиндров изготавливается литьем по выплавляемой модели
(PMP). Завод во французском городе Шарлевиле является одним из немногих предприятий
в мире, которые в совершенстве освоили этот технологический процесс. Его применение
позволяет уменьшить количество деталей и сборочных операций, ведь для двигателей
семейства EB такие элементы, как выпускной коллектор, патрубок выхода охлаждающей
жидкости и опора двигателя, являются частью головки блока цилиндров.
В рассматриваемых трехцилиндровых двигателях используются и другие усовершенствования, среди которых насос системы смазки с переменной
производительностью. Управление насосом осуществляется по критерию обеспечения
оптимального давления масла на любом режиме.
Также для ускорения прогрева с целью снижения уровня выбросов CO2 в двигателях
данного семейства используется система охлаждения с разделенными контурами
(SplitCooling). При пуске двигателя контуры охлаждения головки и блока цилиндров
изолированы друг от друга для повышения скорости прогрева.
Двигатель VTi с рабочим объемом 1,2 л оснащается уравновешивающим валом. (описание см. ниже) Он вращается в сторону, противоположную вращению коленчатого вала. Данная система предназначена для снижения уровня вибраций и повышения акустического
комфорта.
Предназначенный для версий начального уровня двигатель 1.0 VTi (EB0) рабочим объемом
1.0 л и мощностью 50 кВт (68 л.с.) открывает ряд бензиновых версий Peugeot 208, начиная
с таких показателей, как 99 г CO2 на 1 км и 4,3 л/100 км в комбинированном цикле.
Улучшение по сравнению с предшествующей моделью составило 46 г/км по уровню
выбросов CO2 и 2 л/100 км по расходу топлива. Ряд завершает двигатель 1.2 VTi (EB2)
рабочим объемом 1.2 л. Его мощность составляет 60 кВт (82 л.с.), а уровень выбросов CO2
равен 104 г/км.
Дезаксиальный кривошипно-шатунный механизм это КШМ, у которого ось поршневого
пальца смещена (смещение составляет 0,05…0,1 радиуса кривошипа коленчатого вала)
относительно оси поршня (цилиндра). Это делается с целью уменьшить разницу в давлениях
поршня на правую и левую половины цилиндра, обеспечить более равномерный износ
цилиндров, уменьшить удары кромок поршня при его перекладке.
Уравновешивающий вал установлен в нижней части блока цилиндров и приводится от
коленчатого вала через пару шестерен. Он вращается с частотой коленчатого вала, но в
противоположном направлении. В результате поступательного движения поршней и
шатунов создаются силы, вызывающие колебания двигателя. Последние могут
передаваться через опоры силового агрегата на кузов автомобиля. Уравновешивающий
вал создает усилия, противодействующие силам инерции поршней, шатунов и коленчатого
вала.
Графики внешних скоростных характеристик и размеры двигателей семейства EB:
Однорядные трехцилиндровые четырехтактные двигатели
Схема трехцилиндрового двигателя с кривошипами под углом 120° (рис. 81) применяется как для четырех- (Д130 производства ВМТЗ, «Перкинс» РЗ и др.), так и для двухтактных (DKW, «Торнер» ЗЛ 90 и др.) двигателей. В случае применения этой схемы для четырехтактных двигателей обеспечивается равномерное чередование вспышек через 240° при порядке работы 1 —2 — 3, а для двухтактных двигателей — через 120° при порядке работы 1—3 — 2.
Рис. 81. Уравновешивание трехцилиндрового двигателя
Для дизелей Д130 второй кривошип коленчатого вала имеет угол заклинки 240°, а третий — 120°, поэтому порядок их работы: 1 — 3 — 2. PjX и второго
порядков Pj2, будем учитывать расположение кривошипов относи-
тельно первого. Для этого угол поворота каждого последующего кривошипа по сравнению с первым увеличивается на соответствующий угол 5 поворота кривошипов.
Силы инерции первого и второго порядков в рассматриваемом двигателе также взаимно уравновешиваются:
Для сил инерции второго порядка:
Определим суммарный момент центробежных сил Мк. Приложим к точке 0 (рис. 81) системы сил, равных и противоположно направленных центробежным силам Кг, действующим в кривошипах II и III. После приведения этих сил получаем два момента МКгП и Мкш, действующих в плоскостях второго и третьего кривошипов:
Представим эти моменты на векторной диаграмме (рис. 82), выбрав оси х и у, как показано на рис. 81. Вектор OB = Мк ш направлен перпендикулярно плоскости третьего кривошипа III и он положительный (проекции его на оси х и у положительны), так как вращение, создаваемое моментом Мк ш, — против хода часовой стрелки с положительного направления оси у. Вектор ОС = Мки принимает отрицательное значение.
Рис. 82. Векторная диаграмма для определения величины и плоскости действия момента МКг трехцилиндрового двигателя
По теореме косинусов равнодействующий момент равен
Угол а между векторами Мк п и Мк определяется из треугольника ОЛВ (рис. 18) по теореме синусов:
Откуда
Момент Мк , следовательно, действует в плоскости, совпадающим с вектором ОС, перпендикулярном к вектору Мк и составляющей с плоскостью первого кривошипа угол 30°. Устанавливая в этой плоскости противовесы на продолжении щек коленчатого вала (рис. 70), можно полностью уравновесить момент Мк .
Масса противовесов выбирается из условия
Момент от сил инерции Рд относительно оси х (рис. 81), проходящей через середину первого кривошипа перпендикулярно оси коленчатого вала, равен (учитываются моменты сил от второго и третьего кривошипов):
Исследуя выражение (22) на максимум, получим:
Уравновешивание момента Mjls проводится с помощью внешних противовесов, устанавливаемых на коленчатом и дополнительном 1 валах (по разные стороны от них), причем вал 1 вращается с угловой скоростью (о, как и коленчатый вал, но в противоположную сторону (см. рис. 81). Так как если первый кривошип повернется на угол 150 или 330°, то в плоскости, проходящей через оси цилиндров возникает максимальный момент M.[s max от сил инерции первого порядка. Поэтому внешние противовесы тпрМ. располагаются под углом 30° к плоскости первого кривошипа (когда он повернется на 150 или 330°, то моменты от центробежных сил инерции внешних противовесов будут располагаться в плоскости, параллельной плоскости, проходящей через оси цилиндров, уравновешивая тем самым Mjls max). Как было показано при уравновешивании двухцилиндровых двигателей, горизонтальные составляющие сил инерции внешних противовесов взаимно уравновешиваются. Кроме того, плоскость действия уравновешивающего момента также не совпадает с плоскостью оси цилиндров.
Уравновешивание моментов сил инерции первого порядка по такой схеме проводится на дизелях Д130 «Владимирского моторо-тракторного завода», а также на двигателях GMC.
Момент от сил инерции Pj2 относительно оси х (см. рис. 81), проходящей через середину первого кривошипа перпендикулярно оси коленчатого вала, равен (учитываются моменты сил от второго и третьего кривошипов):
а его наибольшее значение
Вопросы для самопроверки
- 1. Уравновешены ли центробежные силы инерции в трехцилиндровом однорядном двигателе?
- 2. Как уравновешивается момент центробежных сил в трехцилиндровом однорядном двигателе?
- 3. Можно ли уравновесить момент центробежных сил в трехцилиндровом однорядном двигателе установкой противовесов на продолжении щек коленчатого вала?
- 4. Как уравновешивается момент сил инерции первого порядка в трехцилиндровом однорядном двигателе?
- 5. Как располагаются противовесы для уравновешивания момента центробежных сил по отношению к плоскости первого кривошипа, если второй кривошип располагается под углом 120°, а третий 240°?
- 6. Как располагаются противовесы для уравновешивания момента центробежных сил по отношению к плоскости первого кривошипа, если второй кривошип располагается под углом 240°, а третий 120°?
Трехцилиндровые двигатели: достоинства и недостатки
С трехцилиндровыми двигателями сталкиваются владельцы как иномарок, так и отечественных машин. Более того, в последнее время ведущие мировые автоконцерны стали чаще использовать подобные модели мотора, поскольку они являются более экологичными, а забота об окружающей среде, как известно, — одно из самых популярных направлений в современной промышленности.
Если вы хотите приобрести автомобиль с трехцилиндровым двигателем, но сомневаетесь в правильности своего решения, то эта статья для вас. В ней мы рассмотрим основные достоинства и недостатки моторов такого типа.
Что такое трехцилиндровый двигатель?
Начнем с азов, а именно — с объяснения того, чем трехцилиндровый двигатель отличается от всех прочих. Даже начинающим автовладельцам и просто интересующимся техникой людям известно, что внутри мотора есть цилиндры: они приводятся в движение коленчатым валом и запускают в работу весь транспортный механизм. Из этого можно сделать логичный вывод: чем цилиндров больше, тем движок мощнее. Так оно и есть на практике.
Например, четырехцилиндровые двигатели имеют машины городского класса, направленные на экономию бензина и езду на небольших скоростях, а шестицилиндровые — мотоциклы, рассчитанные на высокую нагрузку.
Трехцилиндровый движок имеет невысокую мощность (отсюда появилось одно из его народных названий — «мотоциклетный двигатель»). Его устанавливают обычно на малолитражки и машины, предназначенные для езды по городу и на небольшие расстояния.
Преимущества трехцилиндрового двигателя
- Экологичность. О ней мы упомянули еще в начале статьи. Действительно, машины с таким типом движка наносят гораздо меньший ущерб окружающей среде и потому завоевывают популярность сейчас, когда забота об экологии стала одной из первостепенных задач человечества.
- Возможность комбинировать виды топлива. Трехцилиндровые двигатели рассчитаны на малый объем бензина (например, у последней разработки компании «Kia», мотора Kappa объем всего 1,0 л), потому для усиления мощности их часто сочетают с установкой добавочного газового баллона. Это опять-таки экологично и в условиях нашей страны вполне экономно.
- Малый расход бензина. Это преимущество логично вытекает из предыдущего: раз двигатель рассчитан на небольшой объем топлива, то и лишние дозаправки не нужны (на 100 км, в среднем, требуется 5,9 л бензина).
- Легкость и компактность. Движки такого типа чаще всего изготавливаются из аллюминия и имеют небольшой размер. Это помогает сохранить динамические свойства в условиях небольшого объема двигателя.
Главные недостатки трехцилиндровых моторов
- Неуравновешенность. Под этим термином подразумевается несоответствие действий поршней и цилиндров. Визуально мы его не замечаем, зато ощущаем последствия такого дисбаланса: авто работает с высоким уровнем шума и вибрации. Теоретически это можно исправить, но процесс доработки довольно сложный и требует вмешательства действительно знающего специалиста.
- Невысокая мощность (чаще всего — в пределах 70-80 л.с.). Трехцилиндровые двигатели абсолютно не подходят любителям погоняться. Да, машину, оснащенную подобным мотором, можно разогнать и заставить работать на предельной скорости, но взамен вы вскоре получите усиление вибрации и шума, которые будут предостережением: заканчиваем, если не хотим потом ремонтировать авто. Справедливости ради скажем, что многие производители сейчас работают над этой проблемой, но до конца она пока что не решена.
- Сочетается с механической коробкой передач. Отметим, что это актуально именно для российских покупателей. На Западе существуют модели, где трехцилиндровый двигатель ставится в комплекте с коробкой-автоматом, у нас же их пока мало и они доступны не всем.
Авто с трехцилиндровым двигателем: брать или не брать?
Машина с трехцилиндровым движком — ваш выбор, если:
- Вы ищете автомобиль для передвижения по городу и не гонитесь за большими скоростями.
- Вы хотите сэкономить на бензине или предпочитаете использовать сочетание бензин+газ.
- Вам не нужен мотор высокой мощности.
- Возникновение посторонних шумов и вибрации в машине вас не пугают.
- Вы заботитесь об экологии и изначально выбираете автомобиль, наносящий наименьший вред окружающей среде.
Поделиться:
Мини-двигатель как перспективный вариант развития ДВС + видео » АвтоНоватор
Насколько экономичен мини-двигатель внутреннего сгорания?
Как известно, ДВС делятся на бензиновые и дизельные, причем как первые, так и вторые сегодня претерпевают значительные изменения. Причиной модернизации, как самих механизмов, так и топлива, является значительно ухудшившаяся экология, на состояние которой влияют и выхлопы техники, работающей на жидком горючем. Так, к примеру, появился эко-бензин, разведенный спиртом в пропорции от 8:2 до 2:8, то есть спирта в таком топливе может содержаться от 20 до 80 процентов. Но на этом модернизация и закончилась. Тенденция уменьшения бензиновых двигателей в объеме практически не наблюдается. Самые маленькие образцы устанавливаются в авиамодели, более крупные используются на газонокосилках, лодочных моторах, снегоходах, скутерах и другой подобного рода технике.
Что же касается дизельных ДВС, сегодня действительно сделано немало для того, чтобы этот двигатель стал по-настоящему микроскопическим. В настоящее время концерном Toyota созданы самые маленькие микролитражки Corolla II, Corsa и Tercel, в них установлены дизельные двигатели 1N и 1NT объемом всего 1.5 литра. Одна беда – срок службы таких механизмов чрезвычайно низкий, и причина тому – очень быстрая выработка ресурса цилиндро-поршневой группы. Существуют и совсем крошечные дизельные ДВС, объемом всего 0.21 литра. Их устанавливают на компактную мототехнику и строительные механизмы, но мощности большой ожидать не приходится, максимум, что они выдают – 3.25 л.с. Впрочем, и расход топлива у таких моделей небольшой, о чем говорит объем топливного бака – 2.5 литра.
Топ 10 двигателей с небольшим объемом.
Удивительно, но в автопромышленности есть определенные двигатели, которые устанавливаются на обычные автомобили серийного производства, объем которых может составлять менее 1 литра бутылки Кока-Колы. Если вы сейчас подумаете, что подобные моторы в наше время редкость, то будете удивлены, на самом деле двигатели с небольшим объемом сегодня широко используются многими автомобильными компаниями производителями. С постоянным ужесточением в мире экологических норм, чтоб уменьшить выбросы в атмосферу парниковых газов большинство автопроизводителей вынуждены уменьшать объем двигателей и количество цилиндров в автомобиле, но при этом пытаются сохранить определенный уровень адекватной мощности авто. Таким образом, если кто-то вам говорит, что уменьшение объема двигателя обязательно приводит к потере его мощности, то они ошибаются. Предлагаем вам ознакомиться с Топ-10 моторов у которых по современным меркам довольно малый объем двигателя, но они как раз и доказывают и опровергают те неподтвержденные слухи, что тренд на уменьшение цилиндров в двигателе идет автомобилю во вред.
Насколько эффективен самый маленький двигатель внутреннего сгорания?
Обычный ДВС, действие которого основано на возвратно-поступательном движении поршня, теряет производительность по мере уменьшения рабочего объема. Все дело в значительной потере КПД при преобразовании этого самого движения ЦПГ во вращательное, столь необходимое для колес. Однако еще до Второй Мировой Войны механик-самоучка Феликс Генрих Ванкель создал первый действующий образец роторно-поршневого ДВС, в котором все узлы только вращаются. Логично, что данная конструкция, очень напоминающая электромотор, позволяет сократить количество деталей на 40 %, по сравнению со стандартными двигателями.
Несмотря на то, что до сегодняшнего дня не решены все проблемы данного механизма, срок службы, экономичность и экологичность соответствуют установленным мировым стандартам. Производительность же превосходит все мыслимые пределы. Роторно-поршневой ДВС с рабочим объемом 1.3 литра позволяет развить мощность в 220 лошадиных сил
. Установка же турбокомпрессора увеличивает этот показатель до 350 л.с., что очень даже существенно. Ну, а самый маленький двигатель внутреннего сгорания из серии «ванкелей», известный под маркой OSMG 1400, имеет объем всего 0.005 литра, однако при этом выдает мощность в 1.27 л.с. при собственном весе 335 граммов.
Основное преимущество роторно-поршневых двигателей – отсутствие шумов, сопровождающих работу механизмов, благодаря низкой массе работающих узлов и точному балансу вала.
Трехцилиндровый двигатель Ford 1.0L EcoBoost
Прошло уже несколько лет после того, как компания Форд представила свой первый турбированный трехцилиндровый двигатель. Уже сегодня в наше время этот силовой агрегат можно увидеть на многих автомобилях Американской марки. Мощность такого мотора составляет 100 л.с. (в зависимости от модели машины), крутящий момент его турбодвигателя равен 170 Нм. Благодаря своему небольшому объему трехцилиндрового двигателя а также системы Старт-стоп, двигатель авто в смешанном цикле потребляет всего 4,6 литра на 100 км.
Четырехцилиндровый двигатель Volkswagen 1.4L турбо
В конце прошлого года компания Volkswagen представила на обозрение свой 1,4-литровый турбо двигатель с четырьмя цилиндрами. Кодовое обозначение мотора- EA211. Этот двигатель был специально создан для модели авто VW Jetta. Его мощность составляет 150 л.с., а максимальный крутящий момент равен 240 Нм. В смешанном режиме автомобиль с таким силовым агрегатом потребляет всего 6 литров на 100 километров пути.
Четырехцилиндровый двигатель General Motors 1.4L Turbo Ecotec
Компания General Motors вывела на рынок свой новый 1,4-литровый турбированный двигатель с четырьмя цилиндрами. Например, этот мотор также устанавливается и на новую модель 2021 года Chevrolet Cruze. Мощность этого двигателя составляет 153 л.с. Средний расход топлива заявленный производителем составляет 6,7 литров на 100 км, что делает такой автомобиль согласитесь с нами, просто потрясающим.
Сравнительная таблица протестированных моторов
Лодочный мотор | Цена (т.руб) | Макс. скорость (км/ч) | Разгон от 0 до макс. скорости (сек) | Шум (холостые/средние/макс. обороты), dB(A):с: | Вес (кг.) | Гарантия (лет) | Оценка |
Honda BF10 | 157 | 27,4 | 16 | 59/75/90 | 42 | 6 | 4/5 |
Lehr 9.9 Propane | 145 | 25 | 17 | 66/80/92 | 39,8 | 3 | 3/5 |
Mariner/Mercury F9. 9 | 137 | 31,5 | 15,7 | 60/79/92 | 37,6 | 5 | 5/5 |
Suzuki DF9.9A | 129 | 28,7 | 16,5 | 60/78/91 | 39 | 5 | 4/5 |
Tohatsu MFS9.8 | 131 | 30,5 | 18 | 60/79/92 | 37 | 5 | 4/5 |
Yamaha F9.9JMHL | 165 | 30,9 | 15,8 | 59/77/91 | 39 | 3 | 5/5 |
По материалам журнала Motor Boat & Yachting
Метки
Honda Lehr Mercury Suzuki Tohatsu Yamaha
Smart Fortwo
Уже современный представитель широкого семейства компактных сити-каров с трехцилиндровым двигателем, размещенным на задней оси. Причем на сегодняшний день серия Fortwo формируется сразу несколькими версиями с разными силовыми установками мощностью от 40 до 50 л.с. в среднем. Объем движка остается одинаковым – 599 см3. Если проводить аналогию с вышеупомянутыми компакт-карами из XX века, то очевидно будет преимущество в динамике. Максимальная скорость Fortwo составляет уже 135 км/ч, а разгон до 100 км/ч происходит за 18 сек. Однако увеличился и объем потребляемого топлива, который достигает 4,5 л на 100 км.
Peel P50
Начать следует с того, что модель установила рекорд Гиннеса в качестве самого маленького автомобиля. Хотя относительно ее принадлежности к классу легковых автомашин не все однозначно: аппарат нередко позиционируют как мини-коляску с силовой тягой. В 1960-х годах это средство передвижения было разработано для одиночных пригородных поездок с возможностью максимально удобного обращения с техникой – достаточно упомянуть, что в конструкции предусмотрена специальная рукоятка, с помощью которой машину мощно перемещать вручную.
Что же касается движка, то его представляет мотоциклетный двухтактный агрегат с одним цилиндром на 49 см3. К слову, совокупная масса P50 составляет около 60 кг, что при мощности чуть более 4 л.с. позволяет ему развивать до 61 км/ч. Разработка также могла бы и в наши дни заинтересовать экономных автолюбителей расходом топлива на уровне 3 л/100 км, но в рамках этой концепции компания Peel недавно предложила электрифицированную версию модели четырехтактного двигателя.
Citroen 2CV
Тоже интересный вариант малолитражки уже от французских конструкторов, задумавших серийный выпуск автомобиля еще в конце 1930-х годов. В базовой версии машина располагала двухцилиндровым двигателем на 375 см3 с мощностным потенциалом в 9 л.с. Скоростной режим на максимуме у 2CV составлял лишь 60 км/час, при том, что масса конструкции достигала 560 кг, а в салоне помещалось четыре человека. Но ограниченная скорость вовсе не мешала автомобилю быть маневренным, легким в управлении и нетребовательным в техобслуживании. До войны модель была достаточно облегченной – в ней присутствовала лишь одна фара, съемный верх, сиденья в виде шезлонгов и подвеска упрощенной конструкции. Эти характеристики способствовали и понижению ценника, благодаря которому 2CV успешно конкурировал с легендарным «Жуком».
Berkeley SE322
Также разработка 1950-х годов, которая уже больше напоминает традиционный легковой автомобиль, хоть и в двухместном исполнении. В движение машина приводится двухцилиндровой силовой установкой фирмы Anzani объемом 322 см3. Примечательно, что и целевое назначение данного мотора относится к мотоциклетной технике, но это не помешало создателям изначально проектировать SE322 как спортивную машину. Купе весом около 400 кг осуществляло разгон до пиковой скорости порядка 95 км/ч почти за 40 сек, что нельзя назвать впечатляющим результатом даже по меркам тех лет. Но скромная динамика вкупе с другими достоинствами модели все же себя оправдывала. Миниатюрный спорткар выглядел привлекательнее конкурентов за счет низкого ценника и общей совокупности технико-эргономических свойств.
4-цилиндровый,6-цилиндровый,8-цилиндровый двигатели — какой лучше
Многие автовладельцы даже не задумываются о порядке работы цилиндров двигателя своего автомобиля, просто зная их количество. Такая информация не является необходимой для управления транспортным средством, и большинство водителей не видят смысла в изучении технических деталей.
Понимание процесса полезно для настройки зажигания, замены ремня ГРМ и других видов работ во время самонастройки или ремонта, когда вы не можете получить помощь на СТО.
Содержание
- Сколько цилиндров бывает в двигателе
- Клапана, их назначение, работа 4-тактного двигателя
- 4-цилиндровый двигатель, самый распространенный
- Порядок работы цилиндров и почему именно такой
- Вывод
- Как работает двигатель внутреннего сгорания
Сколько цилиндров бывает в двигателе
На протяжении всей истории машиностроения инженеры и конструкторы преследовали одну цель: максимально эффективно использовать двигатель. Для этого были разработаны все более мощные двигатели с различным числом цилиндров: от 1 до 16, делались и делаются попытки разместить «мощность» в минимально возможном объеме моторного отсека.
Одноцилиндровые двигатели используются в садовых тракторах, маломощных мопедах и мотоциклах. Для более мощных автомобилей требуется 4-х тактный 2-цилиндровый двигатель. Современные трехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания в основном устанавливаются на малолитражные автомобили и оснащены турбиной для увеличения мощности.
Важный
4-цилиндровые двигатели были самыми востребованными в автомобильной промышленности уже более века. Им оснащены практически все современные автомобили.
Пятицилиндровые двигатели не так популярны. Ранее их широко использовали гиганты мирового автопрома, такие как Volkswagen, Volvo, Audi
Также популярны шестицилиндровые и восьмицилиндровые двигатели. Несмотря на мировую практику уменьшения количества цилиндров за счет турбонагнетателя, такие двигатели внутреннего сгорания постепенно теряют свои позиции. В последние годы многие производители автомобилей отказались от восьмицилиндровых двигателей в пользу шестицилиндровых, особенно на рынке мощных легковых автомобилей.
В авиационной технике используются двигатели внутреннего сгорания с 7 или 9 цилиндрами. В автомобильной промышленности они не используются, за редким исключением, в тюнингованных моделях.
10 и 11 цилиндры в автомобилестроении также встречаются очень редко. Вы можете полюбоваться десяткой лучших спорткаров Audi R8.
12-цилиндровый двигатель получил более широкое распространение в автомобильной промышленности. Но из-за ужесточения экологических норм их производство неумолимо сокращается.
Также есть ДВС с 14, 16, 18, 20, 24, 28, 32 и 64 цилиндрами. Они представляют собой комбинацию нескольких двигателей с меньшим количеством цилиндров и практически не используются в автомобильном производстве.
Клапана, их назначение, работа 4-тактного двигателя
Клапан двигателя является одновременно частью и последним звеном газораспределительного механизма. Это пружинный элемент, закрывающий вход или выход в состоянии покоя. При вращении распредвала расположенный на нем кулачок давит на клапан и опускает его, тем самым открывая соответствующее отверстие
На каждый цилиндр установлено не менее двух клапанов. В более дорогих моделях двигателей их четыре. В большинстве случаев количество клапанов четное, их назначение — открывать различные группы отверстий: одни для входа, вторые — для выхода.
Впускные клапаны открывают канал для новой порции топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндр, а в двигателях с прямым впрыском топлива — для объема воздуха. Этот процесс происходит в момент всасывания поршня (движение вниз от верхней мертвой точки после удаления продуктов сгорания).
Сливные клапаны работают по тому же принципу, но имеют другую функцию. Они предназначены для удаления выхлопных газов в выпускной коллектор.
Цикл 4-цилиндрового двигателя — это последовательность из четырех процессов, называемых «рабочим циклом». Рассмотрим это на примере бензинового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, который установлен в большинстве легковых автомобилей.
1. Вход.
Преобразование энергии начинается в камере сгорания, и первая стадия — реакция горения топливовоздушной смеси. В этом случае поршень движется вниз из верхней мертвой точки, возникает разрежение и впрыскивается топливо. В это время впускной клапан открыт, выпускной находится в закрытом положении. В двигателях с впрыском топливо подается инжектором.
2. Сжатие.
После заполнения камеры сгорания смесью паров бензина и воздуха при вращательных движениях коленчатого вала поршень перемещается в нижнее положение. Впускной клапан постепенно закрывается, а выпускной клапан все еще закрыт.
3. Рабочий ход.
Третий этап рабочего цикла — самый важный. Именно по нему энергия горящего топлива передается механической, которая приводит в движение коленчатый вал.
Даже во время процесса сжатия, когда поршень находится в наивысшей точке, топливная смесь воспламеняется от искры свечи зажигания. Топливный заряд быстро заканчивается, и образующиеся газы находятся под максимальным давлением в небольшом пространстве камеры сгорания.
Когда поршень опускается, газы быстро расширяются, высвобождая энергию. На этом этапе ускорение передается на коленчатый вал. Во всех других фазах цикла двигатель получает энергию только от вала двигателя, не вырабатывая ее.
4. Релиз.
Это последний тик рабочего цикла. По нему из цилиндра выделяются отработавшие полезную работу газы, освобождая место для входа очередной порции топливовоздушной смеси.
На этом этапе газы находятся под значительно более высоким давлением, чем атмосферное. Коленчатый вал перемещает поршень через шатун в верхнюю мертвую точку. Выпускной клапан открывается, и газы выбрасываются через выхлопную систему.
Рабочий цикл дизельных двигателей немного отличается от бензиновых. На входе всасывается только воздух, а топливо впрыскивается в камеру сгорания топливным насосом после того, как масса воздуха была сжата. Дизельное топливо воспламеняется при контакте со сжатым воздухом.
4-цилиндровый двигатель, самый распространенный
Как уже упоминалось выше, в автомобильной промышленности наиболее распространены 4-цилиндровые двигатели. По количеству пар клапанов на цилиндр они делятся на две группы.
8-клапанные двигатели устанавливаются в основном на модели недорогой группы. У них есть одно впускное отверстие и одно выпускное отверстие для каждого цилиндра, всего 8 клапанов.
Особенностью таких двигателей внутреннего сгорания является использование распределительного вала, управляющего системами впрыска и выпуска. Для его направления используется цепной или ременной механизм. Такая система проста в ремонте и обслуживании, а за счет простоты конструкции значительно снижается стоимость автомобиля.
В более дорогих моделях автомобилей имеется по две пары впускных и выпускных клапанов на каждый цилиндр двигателя, всего 16 клапанов. В таких системах задействованы два распредвала, для работы которых требуется сложный газораспределительный механизм.
Использование двух впускных клапанов обеспечивает больше топлива за такт, что увеличивает мощность и эффективность двигателя. Кроме того, благодаря наличию двух выпускных клапанов снижается расход топлива.
Порядок работы цилиндров и почему именно такой
Есть два типа 4-цилиндровых двигателей:
- наоборот.
- онлайн;
У них одинаковая компоновка коленвала, но другой порядок работы цилиндров. Это связано с различиями в конструкции газораспределительного механизма, системы зажигания, а также зависит от углов между кривошипами коленчатого вала.
В 4-цилиндровом рядном двигателе порядок работы реализован по схеме 1-3-4-2. Он используется в подавляющем большинстве автомобилей, как дизельных, так и бензиновых, от «Жигулей» до «Мерседес». Здесь последовательно работают цилиндры, расположенные на противоположных пальцах коленчатого вала. Порядок работы цилиндров 4-цилиндрового оппозитного двигателя внутреннего сгорания организован в другой последовательности: 1-3-2-4 или 1-4-2-3.
В этом случае поршни достигают верхней мертвой точки с одной и другой стороны одновременно. «Оппозитники» можно увидеть практически на всех моделях Subaru, за исключением нескольких небольших автомобилей, продаваемых на внутреннем рынке.
Вывод
большинству автолюбителей вряд ли понадобятся знания порядка работы цилиндров и последовательности процессов рабочего цикла двигателя. Но в некоторых ситуациях без этих знаний не обойтись.
Как работает двигатель внутреннего сгорания
В Люксембурге обещают автомобиль на воздухе, заправляемый за две минуты
Французская компания планирует в 2019 году запустить производство пневмомобилей AirРod 2.0. Топливом для таких машин является сжатый воздух, что гораздо дешевле любого другого топлива и никак не вредит экологии. Еще до объявления цен на сайте компании зафиксировано более 60 тыс. заявок на приобретение. Стоит отметить, что предыдущие опытные образцы так и не вышли в массовое производство. Эксперты пока оценивают перспективы подобных новинок весьма сдержанно.
В Люксембурге в 2019 году, планируют открыть маленький автомобильный завод для создания пневмомобилей, топливом для которых будет не бензин или электричество, а сжатый воздух.
Как сообщает издание Delano.lu, конструкцию трехколесного двухместного автомобильчика AirРod 2.0 разработала французская компания Motor Development International (MDI), штаб-квартира которой находится в Люксембурге.
Внешне AirPod 2.0 представляет собой трехколесный автомобиль с пластмассовым корпусом, и размерами около 208 см длиной, 160 см шириной и 200 см высотой. Салон рассчитан только на двух человек.
Общий принцип работы пневматического двигателя прост: непосредственно в трехцилиндровый двигатель, похожий на двигатель внутреннего сгорания (ДВС) подается сжатый почти до 250 атмосфер воздух, который хранится в двух больших баллонах под сиденьем. Этот воздух и толкает поршни, вращая коленвал. В результате развивается мощность в 72 киловатта или 96 лошадиных сил: маленький автомобиль разгоняется до 80 км/ч и имеет запас хода 150-200 км на одной зарядке.
В компании считают, что заправить AirРod 2.0 можно за две минуты на специальной станции со сжатым воздухом. А также дома или в гараже: дело в том, что двигатель AirPod 2.0 может работать и в режиме компрессора. Таким образом, предполагается, что за три с половиной часа он полностью себя заправит от обычной розетки.
Известный автожурналист Игорь Моржаретто в беседе с «Газетой.Ru» отмечает, что сейчас появляется достаточно много различных проектов, с помощью которых производители хотят заменить двигатель внутреннего сгорания чем-то более экологичным.
«На данный момент существует много идей того, что придет на замену ДВС, однако, что из этих идей действительно его вытеснит, сказать сложно. Появляется много прогрессивных технологий: Toyota создала первый в мире серийный автомобиль на водородных топливных элементах. Но и здесь есть свои нюансы.
Станет ли пневмомобиль популярнее обычного авто, определенно сказать нельзя: возможно, через год вообще появится какая-то компактная ядерная установка для замены ДВС».
Автоэксперт также предполагает, что какие-нибудь новшества могут появиться и на российских дорогах.
«Вполне возможно, что такие машины появятся и в России: все-таки мы не сильно отстали от мира. Жалко, конечно, что это не наше изобретение, ведь у нас достаточно сильная инженерная школа, — сказал Моржаретто. — Получится ли вывести такие компактные пневмокары на дороги сказать сложно: строгие стандарты безопасности не выведут к потребителю машину, не отвечающую всем требованиям», — рассказал эксперт «Газете.Ru».
Генеральный менеджер MDI Моник Берто верит, что пневмокар безопасен и будет достаточно популярным у автолюбителей и отмечает, что для компании важно устойчивое развитие, а это возможно только при доступности автомобиля для большого количества клиентов.
«Тенденция к разработке экологически чистых устройств имеет смысл только в том случае, если они доступны как можно большему количеству людей, — утверждает Берто. — Будет очень мало толку в борьбе с загрязнением воздуха, если никто не сможет позволить себе ездить на экологичных автомобилях».
Таким образом, в компании считают, что недорогое использование AirРod 2. 0 делает его доступным для любого пользователя. В зависимости от страны, полная заправка автомобиля обойдется в 2-3 евро на 100 км. Еще одним преимуществом, как утверждают в MDI, является то, что баллоны не нужно менять: они прослужат в течение всего срока службы транспортного средства.
Несмотря на то, что цена пневмомобиля еще не обнародована, на сайте компании o намерении приобрести AirРod 2.0 уже заявили более 60 000 автомобилистов.
История воздушных двигателей
Стоит отметить, что автомобили, которые используют для движения энергию сжатого воздуха изобретение далеко не новое. В середине — конце XIX века использование такой движущей силы была распространено достаточно широко. На сжатом воздухе работали автомобили, трамваи, локомотивы и другие транспортные средства. Однако позже, с ростом нефтедобычи, его вытеснил двигатель внутреннего сгорания. Пневматический привод сохранился лишь в качестве привода вспомогательных механизмов: тормозов, открытия дверей и прочих, где не требуется затрат большого количества энергии.
К идее воздушных двигателей вернулись лишь в XXI веке. Сделал это Ги Негр, который известен тем, что разрабатывал пусковые устройства для авиационных двигателей и моторов болидов «Формулы-1». Идея была позаимствована Негром именно из конструкции гоночных болидов, в которых для разгона используется турбина, питаемая сжатым воздухом из специального баллона.
Начал Ги Негр с оригинальной концепции гибридного автомобиля, который на малых оборотах двигался бы за счет воздуха, а на больших — запускал обычный двигатель внутреннего сгорания. Этот автомобиль был разработан в середине 90-х, однако изобретатель решил пойти еще дальше. Результатом 10 лет напряженной работы стало несколько моделей, ездящих исключительно на сжатом воздухе.
Свой двигатель изобретатель назвал «Zero Pollution», что в переводе означает «нулевое загрязнение». В 2000 году на выставке Auto Africa Expo2000 в Йоханнесбурге MDI представила вполне реальный, готовый к производству и эксплуатации автомобиль e.Volution с мотором Негра. В техническом описании указывалось, что он способен на одной заправке проехать около 200 км со скоростью до 130 км/ч. Баллоны с воздухом располагаются под днищем машины и имеют объем 300 л. Стоимость подобной поездки для владельца, по расчетам создателей этого автомобиля, должна равняться 30 центам.
После этого многие СМИ, в том числе и BBC, пророчили, что в 2002 году начнется массовое производство пневмомобилей. Предполагалось, что их продажи начнутся в Южной Африке по цене около $10 тыс.
Также говорилось о строительстве пяти фабрик в Мексике и Испании и трех — в Австралии. Лицензию на производство автомобиля якобы уже получили больше дюжины стран, а южноафриканская компания вроде бы получила заказ на производство 3000 автомобилей, вместо запланированной экспериментальной партии в 500 штук.
Однако автомобили по неизвестным причинам так и не запустили в производство.
Опытные образцы
На какое-то время разговоры об экологичных автомобилях будущего затихли. Однако затем ажиотаж вокруг них вновь возрос. MDI возобновили работу над пневмокарами в 2003-м, показав концепт Eolo Car.
В 2007 году MDI и крупнейшая индийская автомобилестроительная компания Tata motors подписывают соглашение, в результате которого Tata motors может производить и продавать автомобили с пневмодвигателями. И уже через год компания представляет автомобиль Tata OneCAT. Однако пневмомобиль не прошел в массовое производство из-за того, что мог использоваться только в странах со стабильным теплым климатом.
Второй предсерийный концепт — это известный проект индийского гиганта Tata, автомобиль MiniCAT. Проект был запущен одновременно с AIRpod от MDI в 2009 году, но, в отличие от европейцев, индусы заложили в программу нормальный, полноценный микроавтомобиль с четырьмя колесами, багажником и традиционной компоновкой (в AIRpod, заметим, один из пассажиров сидит спиной к переднему сиденью). Масса Tata чуть побольше, 350 кг, максимальная скорость — 100 км/ч, запас хода — 120 км, то есть MiniCAT в целом похож на машину, а не на игрушку. Одна из фишек этой технологии — использование тепла, выделяющегося при охлаждении расширяющегося воздуха, для нагрева воздуха при заправке баллонов.
Изначально Tata собиралась поставить MiniCAT на конвейер в середине 2012 года и производить порядка 6000 единиц в год. Но обкатка продолжается, а серийное производство отложено до лучших времен. За время разработки концепт успел сменить имя (ранее он назывался OneCAT) и дизайн, так что какая его версия поступит в итоге в продажу, да и поступит ли вообще не знает никто.
Также на Женевском автосалоне помимо AIRpod и Tata MiniCAT был представлен и другой пневмомобиль — MDI OneFlowAir. Он выглядел как миниатюрный кабриолет.
Однако автомобили провалили абсолютно все краш-тесты, поскольку их сверхлегкая конструкция не позволяла должным образом защищать водителя и пассажиров. В массовое производство они так и не вышли.
На данном этапе изобретатели отмечают полезность пневмомобилей для использования их в мегаполисе. С их помощью можно улучшить экологию городов, а также, возможно, сократить пробки из-за компактных размеров и аварийность из-за маленькой максимальной скорости. Не помеха передвижению в городе будет и свойственный пневмомобилям малый запас хода. Об улучшении безопасности для водителя и пассажиров MDI пока не сообщает.
У Nissan будет трехцилиндровый мотор с механическим нагнетателем – Автоцентр.ua
Автоцентр
Сервис
Технологии
У Nissan будет трехцилиндровый мотор с механическим нагнетателем
Марка
Модель
Оставьте ваши контактные данные:
По телефону
На почту
Уточните удобное время для звонка:
День/дата
- День/дата
- Сегодня
- Завтра
- 05
- 06
- 07
- 08
- 09
- 10
Часы
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
Минуты
- 10
- 20
- 30
- 40
- 50
Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»
Оставьте ваши контактные данные:
Уточните удобное время для звонка:
День/дата
- День/дата
- Сегодня
- Завтра
- 05
- 06
- 07
- 08
- 09
- 10
Часы
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
Минуты
- 10
- 20
- 30
- 40
- 50
Прямо сейчас
Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»
Оставьте ваши контактные данные:
Выберите машину:
Марка
- Сначала выберите дилера
Модель
- Сначала выберите марку
Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»
Sample Text
Оставьте ваши контактные данные:
Выберите машину:
Марка
- Сначала выберите дилера
Модель
- Сначала выберите марку
Уточните удобное время для тест-драйва:
День/дата
- День/дата
- Сегодня
- Завтра
05
октября06
октября07
октября08
октября09
октября10
октября11
октября12
октября13
октября14
октября15
октября16
октября17
октября
Часы
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
Минуты
- 00
- 10
- 20
- 30
- 40
- 50
Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»
X
Оберіть мовну версію сайту.
За замовчуванням autocentre.ua відображається українською мовою.
Слава Україні! Героям слава!
Ви будете перенаправлені на українську версію сайту через 10 секунд
✅ Принцип работы 4 цилиндрового двигателя
Автозапчасти и СТО
Обычным автолюбителям, совершенно не обязательно знать порядок работы цилиндров двигателя. Ну, работает и работает. Да, с этим трудно не согласится. Не нужно до того момента, пока вы не пожелаете своими руками выставить зажигание или не займетесь регулировкой зазоров клапанов.
Не будет лишним знание о порядке работы цилиндров двигателя автомобиля, когда вам нужно будет подсоединить высоковольтные провода к свечам, либо трубопроводы высокого давления у дизеля. А если вы затеете ремонт головки блока цилиндров?
Ну согласитесь, смешно будет ехать на автосервис для того, чтобы правильно установить ВВ провода. Да и ехать-то как? Если двигатель троит.
Что значит порядок работы цилиндров двигателя?
Последовательность, с которой чередуются одноименные такты в разных цилиндрах и называется порядком работы цилиндров.
От чего зависит порядок работы цилиндров? Есть несколько факторов, а именно:
— расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное; — количество цилиндров; — конструкция распредвала; — тип и конструкция коленвала.
Рабочий цикл двигателя
Рабочий цикл двигателя состоит из газораспределительных фаз. Последовательность этих фаз должна равномерно распределяться по силе воздействия на коленчатый вал. Именно в этом случае происходит равномерная работа двигателя.
Обязательным условием является то, что цилиндры, работающие последовательно, не должны находиться рядом. Для этого и разрабатываются производителями двигателей, схемы порядка работы цилиндров двигателя. Но, во всех схемах порядок работы цилиндров начинает свой отсчет с главного цилиндра №1.
Газораспределительной фазой называют момент, в который начинается открытие и заканчивается закрытие клапанов. Измеряется фаза газораспределения в градусах поворота коленчатого вала по отношению к верхней и нижней мёртвым точкам (ВМТ и НМТ).
На протяжении рабочего цикла в цилиндре воспламеняется смесь топлива и воздуха. Промежуток между воспламенениями в цилиндре оказывает непосредственное влияние на равномерность работы мотора. Двигатель работает максимально равномерно при наименьшем промежутке воспламенения.
Данный цикл непосредственно зависит от количества цилиндров. Чем большим является число цилиндров, тем меньшим будет интервал воспламенения.
Порядок работы цилиндров у разных двигателей:
У двигателей одного типа, но разных модификаций, работа цилиндров может отличаться. Например, двигатель ЗМЗ. Порядок работы цилиндров двигателя 402 – 1-2-4-3, в то время как порядок работы цилиндров двигателя 406 – 1-3-4-2.
Если углубится в теорию работы двигателя, но так, чтобы не запутаться, то мы увидим следующее. Полный рабочий цикл 4-х тактного двигателя проходит за два оборота коленвала. В градусах это равно 720. У 2-х тактного двигателя 3600.
Колена вала смещают на определенный угол для того, чтобы вал находился под постоянным усилием поршней. Этот угол напрямую зависит от количества цилиндров и тактности двигателя.
— Порядок работы 6 цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4 (интервал между воспламенением составляет 1200).
— Порядок работы 8 цилиндрового V-образного двигателя 1-5-4-8-6-3-7-2 (интервал между воспламенениями 900).
— Существует, например, порядок работы 12 цилиндрового двигателя W-образного: 1-3-5-2-4-6 – это левые головки блока цилиндров, а правые: 7-9-11-8-10-12
Для того, чтобы вам был понятен весь этот порядок цифр, рассмотрим пример. У 8 цилиндрового двигателя ЗиЛ порядок работы цилиндров следующий: 1-5-4-2-6-3-7-8. Кривошипы расположены под углом 900 .
То есть если в 1 цилиндре происходит рабочий цикл, точерез 90 градусов поворота коленвала, рабочий цикл происходит в 5 цилиндре, и последовательно 4-2-6-3-7-8. В нашем случае один поворот коленвала равен 4 рабочим ходам. Естественным образом напрашивается вывод, что 8 цилиндровый двигатель работает плавне и равномернее, чем 6 цилиндровый.
Скорее всего, глубокое знание порядка работы цилиндров двигателя вашего автомобиля, вам не понадобится. Но общее представление об этом иметь необходимо. А если вы задумаете произвести ремонт, например головки блока цилиндров, то эти знания лишними не будут.
Очередность цилиндров
Цилиндры имеют номера, в документации их описывают в формате A-B-C-D, где вместо букв указывается цифровое обозначение. Порядок нумерации начинается со стороны цепи или ремня ГРМ – с самого удаленного от коробки передач цилиндра. Тот, что носит номер 1, называется главным.
Важно: если цилиндры работают последовательно, они не должны быть расположены рядом. Именно с учетом этого условия производители моторов разработали определенные схемы порядка чередования тактов.
Цилиндры оснащены клапанами, через которые осуществляется впуск и выпуск газов. Клапанами управляет специальное устройство – распределительный вал, на поверхности которого особым образом расположены специальные кулачки. Именно их расположение отвечает за порядок работы: профиль кулачка и его высота влияет на моменты закрытия-открытия, величину сечения прохода для газов, а также на то, как будет двигаться клапан в зависимости от текущего угла коленвала.
Один из вариантов распредвала:
Цикл стандартного ДВС на 4 такта проходит за 2 оборота, или за 720 градусов (360 и 360). Расположенные на валу «коленца» смещены на некоторый угол таким образом, чтобы усилие с поршней двигателя постоянно передавалось на вал. Упомянутый угол – величина, зависящая от модели двигателя, тактности такового, и количества цилиндров.
Рассмотрим типичный порядок у некоторых двигателей.
3-х цилиндровый
В таких двигателях всего 3 цилиндра и порядок работы самый простой: 1-2-3. Запомнить легко, и работает быстро.
Схема расположения кривошипов на коленвале выполнена в виде звёздочки, они расположены под углом 120° друг к другу. Вполне возможно применить схему 1-3-2, но производители не стали этого делать. Так что единственной последовательностью работы трёхцилиндрового двигателя является последовательность 1-2-3. Для уравновешивания моментов от сил инерции на таких двигателях применяется противовес.
Нумерация цилиндров в разных типах ДВС
Что касается стандартов нумерации камер сгорания, то их нет. На то, как они пронумерованы в ДВС, влияют такие факторы:
- Тип привода;
- Тип ДВС, компоновка блока;
- Поперечное либо продольное расположение агрегата под капотом;
- Сторона вращения.
На стандартных переднеприводных авто с поперечно установленным двигателем нумерация начинается со стороны ГРМ. Так, возле ремня ГРМ находится первый цилиндр и дальше все остальные. Последний находится около КПП.
4-х цилиндровый
Существуют как рядные, так и оппозитные четырёх цилиндровые двигатели, коленвалы у них выполнены по одной и той же схеме, а порядок работы цилиндров разный. Это связано с тем, что угол между парами шатунных шеек равен 180 градусов, то есть, 1 и 4 шейки находятся на противоположных сторонах со 2 и 3 шейками.
1 и 4 шейки с одной стороны, 3 и 4- на противоположной.
В рядном двигатели применяется порядок работы цилиндров 1-3-4-2 — это самая распространённая схема работы, так работают практически все машины, от Жигулей до Мерседеса, бензиновые и дизельные. В ней последовательно работают цилиндры с расположенные на противоположных сторонах шейках коленвала. В данной схеме можно применить последовательность 1-2-4-3, то есть поменять местами цилиндры, шейки которых расположены на одной стороне. Используется в 402 двигателе. Но такая схема встречается крайне редко, в них будет другая последовательность в работе распредвала.
Оппозитный 4-х цилиндровый двигатель имеет другую последовательность: 1-4-2-3 либо 1-3-2-4. Дело в том, что поршни достигают ВМТ одновременно, как с одной стороны, так и с другой. Такие двигатели чаще всего встречаются на Субару (у них почти все оппозитники, кроме некоторых малолитражек для внутреннего рынка).
Что в итоге
С учетом приведенной выше информации становится понятно, что порядок работы цилиндров двигателя может отличаться. Это касается как рядных (например, 4-х или 6-и цилиндровых) моторов, так и V-образных двигателей или ДВС типа W12 и т.д.
По этой причине необходимо заранее изучать особенности конкретного ДВС, в том числе и его порядок работы. В свою очередь, это позволит избежать определенных сложностей при диагностике, а также во время ремонта конкретного силового агрегата.
Источник
6-ти цилиндровый
По расположению цилиндров 6-ти цилиндровые двигатели бывают рядными, V-образными и оппозитными. У 6-ти цилиндрового мотора есть много различных схем последовательности работы цилиндров, они зависят от типа блока и применяемого в нём коленвала.
Рядный
Традиционно применяется такой компанией, как БМВ и некоторыми другими компаниями. Кривошипы расположены под углом 120° друг к другу.
Порядок работы может быть трёх видов:
1-5-3-6-2-4 1-4-2-6-3-5 1-3-5-6-4-2
V-образный
Угол между цилиндрами в таких двигателях составляет 75 либо 90 градусов, а угол между кривошипами составляет 30 и 60 градусов.
Последовательность работы цилиндров 6-ти цилиндрового V-образного двигателя может быть следующей:
1-2-3-4-5-6 1-6-5-2-3-4
Оппозитный
6-ти цилиндровые оппозитники встречаются на автомобилях марки Subaru, это традиционная компоновка двигателей для японцев. Угол между кривошипами коленвала составляет 60 градусов.
Последовательность работы двигателя: 1-4-5-2-3-6.
Шестицилиндровый двигатель VR [ править | править код ]
Другим направлением развития является VR-технология, которая зародилась в 1920-е годы, когда компания Lancia выпустила семейство V-образных моторов с очень маленьким углом развала цилиндров (всего 10—20°). «VR» представляет собой аббревиатуру двух немецких слов, обозначающих V-образный и R-рядный, т. е. «v-образно-рядный». [3]
Двигатель представляет собой симбиоз V-образного двигателя с минимально малым углом развала 15° и рядного двигателя, в котором шесть цилиндров расположены V-образно под углом 15°, в отличие от традиционных V-образных двигателей, имеющих угол 60° или 90°. Поршни в блоке размещаются в шахматном порядке.
Двигатель никак не наследует сбалансированность R6 [4] , но имеет лучшую компактность в сравнении с V6 и R6. Совокупность достоинств обоих типов двигателей привела к тому, что двигатель VR6 стал настолько компактным, что позволил накрыть оба ряда цилиндров одной общей головкой, в отличие от обычного V6. В результате двигатель VR6 получился значительно меньшим по длине, чем R6, и по ширине, чем обычный V6 [3] .
Рабочий объём варьируется как правило от 2,0 до 5,0 л. Использование конфигурации в двигателях объёмом меньше 2,0 л мало оправдано из-за относительно высокой стоимости изготовления (по сравнению с четырёхцилиндровыми двигателями) и большой (в сравнении с ними же) длины. Однако, подобные случаи имели место, например, мотоцикл Benelli 750 Sei имел двигатель I6 с рабочим объёмом всего 0,75 л.
В настоящее время технология возрождена концерном Volkswagen, который выпустил шестицилиндровые двигатели компоновки VR6. Ставился с 1991 года (1992 модельный) на автомобили Volkswagen Passat, Golf, Corrado, Sharan. Имеет объёмом 2,8 литра, мощностью 174 л/с и «ABV» объёмом 2,9 литра и мощностью 192 л/с.
8-ти цилиндровый
В 8-ми цилиндровых двигателях кривошипы установлены под углом 90 градусов друг к другу, так уак в двигателе 4 такта, то на каждый такт работает по 2 цилиндра одновременно, что сказывается на эластичности двигателя. 12-ти цилиндровый работает ещё мягче.
В таких двигателях, как правило, наиболее популярной используется одна и та же последовательность работы цилиндров: 1-5-6-3-4-2-7-8.
Но Феррари использовала другую схему- 1-5-3-7-4-8-2-6
В данном сегменте каждый производитель использовал ему только известную последовательность.
Порядок работы 4-цилиндрового двигателя
Четырёхтактный двигатель сегодня является наиболее распространённой разновидностью ДВС. Изобретён он был в конце XIX века немецким конструктором Николаусом Отто, и с тех пор нашёл широчайшее применение в различных областях техники. Такие двигатели используются в автомобилестроении, ими оснащаются речные и морские суда, поршневые самолёты, железнодорожные локомотивы. Рассмотрим подробнее устройство этого силового агрегата иразберёмся, каков принцип и порядок работы 4-цилиндрового варианта двигателя Отто.
Порядок работы цилиндров двигателя
Двигатель внутреннего сгорания практически без особых изменений дошёл до наших дней. Технически он состоит из следующих деталей:
- корпус цилиндра;
- поршень, передвигающийся внутри цилиндра;
- свечи, с помощью которых в цилиндр подаётся электрическая искра;
- коленчатый вал, через который крутящее усилие передаётся на ходовую часть;
- шатун, соединяющий поршень с коленвалом.
Кроме того, современные силовые установки могут оснащаться дополнительными деталями, делающими их работу более эффективной. Это маховики коленвала, газораспределительная система, электронный впрыск и т. д.
Порядок работы 4-тактного двигателя основан на цикле Отто, получившем название по имени своего изобретателя. Состоит этот цикл из четырёх последовательных фаз, или тактов. Сегодня производится несколько разновидностей таких двигателей, каждый из которых, по сути, является подвидом исходного образца, впервые собранного в Германии полтора столетия назад. Отличаются они друг от друга лишь порядком расположения цилиндров и бывают рядными, V-образными или оппозитными.
Немного о ДВС
Знание об устройстве и работе автомобиля пойдет большим плюсом в личное дело любого автолюбителя. Особенно это касается движка – важнейшего элемента и сердца железного коня. ДВС имеет уйму разновидностей – начиная от типа горючего и заканчивая уникальными для каждого авто мелкими нюансами.
Но суть работы примерно одинакова:
- Горючая смесь (топливо и кислород, без которого ничего гореть не будет) попадает в цилиндр двигателя и воспламеняется свечей зажигания.
- Энергия взрыва смеси толкает поршень внутри цилиндра, который, опускаясь, вращает коленвал. При вращении, коленвал поднимает к распределительному валу (который отвечает за подачу смеси через клапана) следующий цилиндр.
Благодаря последовательной работе цилиндров, коленвал находится в постоянном движении, образуя крутящий момент. Чем больше цилиндров – тем легче и быстрее будет вращаться коленвал. Вот и нарисовалась схема, знакомая даже школьникам, не разбирающимся в матчасти – больше цилиндров – мощнее мотор.
Как устроен одноцилиндровый четырехтактный двигатель?
В настоящее время, двигатели внутреннего сгорания применяются в большом количестве различных технических средств, причем, данными средствами являются не только автомобили. Такой род двигателей, как и двухтактный ДВС, применяется и в мототехнике и в специализированных устройствах, предназначенных для строительства, например, бензопила. Данные агрегаты представлены четырехтактными ДВС, имеющие по одному цилиндру, а не как в современном автомобиле – по четыре. В этой статье вы узнаете, как устроен одноцилиндровый четырехтактный двигатель, его принцип работы и ремонт.
Полезные советы и рекомендации
Прежде всего, если в работе двигателя возникли неполадки или сбои, в рамках диагностики важно знать, какой порядок работы цилиндров того или иного ДВС. Это позволяет более точно определить проблемные цилиндры, точнее проверить работу системы зажигания и т.д.
В свою очередь, во время ремонта двигателя, особенно если ДВС данного типа специалистом раньше не ремонтировался, настоятельно рекомендуется заранее изучить порядок работы цилиндров конкретного силового агрегата. Это позволяет избежать целого ряда проблем и ошибок при сборке мотора.
Рекомендуем также прочитать статью о том, какой двигатель самый надежный. Из этой статьи вы узнаете о самых надежных двигателях автомобиля, какие моторы имеют самый большой ресурс и т.д.
Для того чтобы уточнить порядок работы цилиндров, необходимо изучить техническую документацию ремонтируемого двигателя. Помните, если не соблюдать порядок сборки двигателя, заметно возрастают риски последующей поломки силового агрегата.
Устройство и принцип работы одноцилиндрового двигателя
Устройство одноцилиндрового ДВС: 1 – головка цилиндра; 2 – цилиндр; 3 – поршень; 4 – поршневые кольца; 5 – поршневой палец; 6 – шатун; 7 – коленчатый вал; 8 – маховик; 9 – кривошип; 10 – распределительный вал; 11 – кулачок распределительного вала; 12 – рычаг; 13 – впускной клапан; 14 – свеча зажигания
Данные двигатели получили широкое распространение даже в автомобилях. Несмотря на малое количество цилиндров, они имеют довольное малое отношение площади рабочей части цилиндра ко всему рабочему объему двигателя. Это преимущество говорит о том, что такой мотор имеет минимальные потери самое главной — тепловой энергии, а значит, обладает высоким коэффициентом полезного действия.
Устройство такого двигателя практически не представляет собой ничего сложного, в отличии от современных атмосферных и турбированных моторов. Он представлен всего одним цилиндром, во внутренней части которого перемещается такой же поршень, как и во многоцилиндровых автомобильных двигателях. В верхней части камеры сгорания располагаются два клапана, которые отвечают за подачу топливной смеси, а второй за выпуск отработавших газов.
Работа данного двигателя заключается в следующем. Всего такой мотор имеет четыре такта:
- Впуск. Поршень внутри цилиндра располагается в самой верхней мертвой точке и движется вниз в строгом соответствии с поворотом коленчатого вала на 180 градусов. Пока поршень движется вниз, открывается, клапан, отвечающий за подачу топливной смеси, и в камеру сгорания подается топливо, смешанное с воздухом. После достижения поршнем самой нижней мертвой точки начинается следующий такт.
- Сжатие. Во время этого такта задача поршня – вернуться в верхнюю мертвую точку. Коленчатый вал вращается дальше, еще на 180 градусов, при этом: впускной клапан полностью закрывается, а поршень движется наверх, сжимая уже готовую смесь.
- Рабочий ход. Как только поршень достигнет самой верхней мертвой точки, в камере сгорания смесь будет сжата до критической отметки. В этот самый момент на электродах свечи зажигания при помощи ряда устройств возникает искра, которая воспламеняет топливовоздушную смесь. С этого момент начинается такт расширения, или как его называют по-другому – рабочего хода. Поршень, под действием энергии, возникшей от воспламенения смеси, движется снова вниз, заставляя вращаться коленчатый вал. Клапана находятся в закрытом состоянии.
- Такт выпуска. После достижения нижней мертвой точки, поршень снова движется вверх под действием силы инерции, передаваемой от коленчатого вала. В этот момент открывается выпускной клапан и под давлением через него во впускной коллектор выходят отработавшие газы. Такт завершается после закрытия выпускного клапана и после того, как поршень окажется в верхней точке. Далее цикл тактов повторяется.
Основным тактом любого двигателя является рабочий ход. Именно в этот момент происходит самое главное – преобразование энергии тепла в механическую энергию.
V-образный шестицилиндровый двигатель [ править | править код ]
V-образный шестицилиндровый двигатель
— двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением шести цилиндров двумя рядами по три, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается
V6(англ. «Vee-Six», «Ви-Сикс»)
.
Это второй по популярности в наши дни автомобильный двигатель после рядного четырёхцилиндрового двигателя.
Первый серийный V6 появился в 1950 году на итальянской модели Lancia Aurelia.
Технические особенности [ править | править код ]
V6 — несбалансированный двигатель; он работает как два рядных трёхцилиндровых двигателя, и без дополнительных мер может иметь весьма большой уровень вибраций. В двигателях V6 используется дисбаланс коленвала, создаваемый противовесами (иногда дополнительно применяют маховик и шкив с дисбалансом), уравновешивающий момент от сил инерции 1-го порядка поршней и верхних частей шатунов. Кроме того, иногда (при некоторых углах развала цилиндров) для этого дополнительно используют балансировочный вал, вращающийся со скоростью коленвала, но в противоположную сторону. Это позволяет приблизить их по плавности работы и уровню вибраций к рядному шестицилиндровому двигателю. Момент инерции 2-го порядка, как правило оставляют свободным, так как он имеет небольшую величину и может быть поглощён опорами двигателя.
Как правило, угол развала цилиндров составляет 60, 90 или 120 градусов. Но встречаются и иные варианты, например 54°, 45°, 65°, 75° или 15° (VR6).
Угол развала 90° обычно встречается на двигателях, унифицированных с двигателями конфигурации V8, для которых такой угол развала является основным. В первых двигателях такой конфигурации, по причине того, что технологии тогда не позволяли сделать достаточно прочный коленвал со смещёнными шатунными шейками, а делать полноопорный коленвал с отдельными шейками для каждого шатуна невыгодно, так как по длине двигатель становится сравнимым с исходным V8 (кроме того, это усложняет двигатель), на каждой шатунной шейке располагались (так же, как и в исходном V8) по два шатуна от противоположных цилиндров (схема с 3 кривошипами, пример — Buick Special, а также советский двигатель ЯМЗ-236). Такая конструкция при угле развала 90° позволяет уравновесить момент инерции 1-го порядка без применения балансировочных валов, однако равномерных интервалов поджига смеси она не обеспечивает (рабочие ходы в цилиндрах следуют не равномерно, а через 90 и 150° по углу поворота коленчатого вала, порядок работы цилиндров при этом 1-4-2-5-3-6). Следствием этого является заметная вибрация работающего двигателя, особенно при работе на малых оборотах коленчатого вала, а также грубый и неприятный на слух звук выхлопа, а по плавности хода двигатель больше напоминает трёхцилиндровый. Чтобы уменьшить вибрации и улучшить плавность хода, применяют маховик увеличенной массы. В более современных [ когда?
] двигателях V6 с углом развала 90° используется усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (6 кривошипов), обеспечивающий равномерные интервалы поджига смеси, а момент инерции 1-го порядка уравновешивается при применении балансировочного вала (без него он уравновешивается не полностью, что потребует усовершенствованной подвески двигателя и часто неприемлемо для современного [
когда?
] легкового автомобиля из-за повышенной вибрации). Однако на болидах формулы-1 (регламент 2014) года используется именно простой коленвал с тремя кривошипами, не обеспечивающий равномерных интервалов поджига, но обладающий большей прочностью и не требующий уравновешивания момента 1-го порядка.
120-градусный развал позволяет получить широкий, но низкий силовой агрегат, что лучше подходит для низких, например, спортивных машин. В нём так же на каждой шатунной шейке располагаются по два шатуна (число шатунных шеек — 3), но за счёт угла развала цилиндров 120° обеспечиваются равномерные интервалы поджига смеси. Такая конфигурация имеет довольно большой момент 1-го порядка, который можно скомпенсировать только при применении балансировочного вала. При всех остальных углах развала (отличных от 120°), чтобы обеспечить равномерные интервалы поджига смеси (через каждые 120° по углу поворота коленвала) и тем самым уменьшить вибрацию двигателя, а также обеспечить плавный ход, каждый шатун располагают на отдельной шатунной шейке коленвала, либо применяют усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (это уменьшает длину двигателя, а также упрощает его, но требует усовершенствованния технологии изготовления коленвала).
60-градусный развал позволяет скомпенсировать момент 1-го порядка без применения балансировочных валов. По этой причине, а также благодаря компактности, этот угол развала считается «родным» для V-образных шестёрок. Иногда по каким-либо причинам применяют близкие углы развала, например 54° или 65° при незначительном увеличении вибраций, которые растут по мере отклонения от угла 60°.
Угол развала 15° позволяет сделать одну общую головку для всех цилиндров, а также позволяет использовать порядок зажигания такой же, как у рядного шестицилиндрового двигателя и обладает удовлетворительной сбалансированностью без применения балансировочных валов, что вместе с усовершенствованной подвеской двигателя решает проблему вибраций.
Ремонт одноцилиндрового двигателя
Чтобы изучать особенности ремонта двигателей такого типа, необходимо кое-что знать о его основных проблемах. А он имеет всего одну проблему – это высокая температура. Так как потери тепла стали минимальными, трущиеся детали стали уязвимее к механическим нагрузкам, а значит, нуждаются в качественном охлаждении. Дело в том, что основная жидкость, которая на максимальном уровне контактирует с этими деталями – масло, не может обеспечить должного отвода тепла. Поэтому для такого мотора разрабатываются две системы охлаждения: воздушная и жидкостная со специальной системой термостатов.
Ремонт такого двигателя можно выполнить своими силами. Для этого нужен минимум знаний и стандартный набор инструментов. Если в процессе эксплуатации наблюдаются различные стуки, которые доносятся из головки блока цилиндров, то клапанный механизм нуждается в регулировке. Все регулировки производятся при снятом двигателе и демонтированной клапанной крышке. Кроме того, необходимо снять специальную крышку на генераторе, под которой расположена гайка. Вращая эту гайку, мы вращаем коленчатый вал, для установки поршня в верхнюю мертвую точку. Чтобы определить этот момент, необходимо довести до совмещения специальные метки на роторе. После этого, под кулачки распределительного вала устанавливают измерительные щупы и замеряют тепловые зазоры клапанов. Выполнять данную процедуру нужно, естественно, на холодном двигателе, иначе результат регулировки будет не правильным.
После этого, мотор необходимо собрать и проверить. Его устанавливают на агрегат и запускают. Если он работает ровно без шумов, то регулировка клапанов прошла успешно.
Вот и все. Вот так легко можно произвести ремонт одноцилиндрового четырехтактного двигателя своими руками без помощи мастеров автосервиса. Это поможет вам хорошо сэкономить на их услугах и даст вам бесценный опыт.
8 автомобилей с 3-цилиндровыми двигателями (и 14 автомобилей с 5-цилиндровыми двигателями)
Двигатель автомобиля, по сути, является наиболее важным фактором, определяющим, будет ли он в конечном итоге успешным или полным лимоном. В последнее время производители автомобилей склоняются к тому, чтобы выпускать автомобили с двигателями от V8 до более высоких, и это имеет большой смысл, учитывая желание населения владеть более быстрыми автомобилями. Однако многие люди, похоже, не осознают, что автомобили по-прежнему производятся с 3-цилиндровыми и 5-цилиндровыми двигателями и/или с ними отлично справились за эти годы. Эти типы двигателей, несомненно, стали редкостью в автомобильном мире, но это не означает, что они были не очень эффективны при использовании.
Обновлено в апреле 2022 г.: технологии развиваются стремительными темпами, и автомобильные инженеры изо всех сил стараются сделать двигатели более экологичными и эффективными. В результате в последние годы на рынок выходит больше экологически чистых автомобилей, каждый из которых имеет нечетное количество цилиндров под капотом. Мы обновили этот список новыми автомобилями с 3 и 5 цилиндрами, которые вышли на массовый рынок.
Связанный: 10 самых захватывающих 6-цилиндровых автомобилей, которые вы можете получить по дешевке
Учитывая все, что было сказано до сих пор, в этой статье мы рассмотрим 7 автомобилей с 3-цилиндровыми двигателями и еще 15 автомобилей с 5-цилиндровыми двигателями. Было бы весьма интригующе увидеть, что эти типы двигателей будут использоваться чаще, потому что они определенно могут работать достаточно хорошо, если они хорошо вписываются в общую структуру автомобиля. Тем не менее, важно отметить, что действительно были ужасные лимоны, которые обладали одним из этих двигателей, поэтому у них определенно есть свои недостатки. Тем не менее, это определенно не очень распространенное явление, и мы все еще должны видеть, как производители автомобилей время от времени возвращают эти двигатели.
Тем не менее, давайте посмотрим на 7 автомобилей с 3-цилиндровым двигателем и еще 15 с 5-цилиндровым двигателем!
22/22 3-цилиндровый двигатель: Koenigsegg Gemera
Через: Car Pixel
Давайте начнем этот список с одного из самых радикальных примеров того, как выглядит чрезмерное проектирование. Он называется Gemera, и это попытка Koenigsegg полностью разрушить рынок так называемых грантовых туреров. Gemera приводится в движение 2,0-литровым рядным трехцилиндровым двигателем с двойным турбонаддувом, а также получает несправедливую поддержку от трех электродвигателей; все это вместе дает 1700 л.с. Итак, по сути, это четырехместный роскошный суперкар мощностью 1700 л. с., который действительно экономит топливо.
Связанный: Koenigsegg Jesko Absolut 2021 года — самый быстрый Koenigsegg из когда-либо созданных
21/22 5-цилиндровый двигатель: Audi RS2 Avant
Porsche
Audi RS2 не похож ни на современные Audi, ни на классические, единственный в своем роде семейный автомобиль немецкого производства с тоннами лошадиных сил. RS2 был разработан не только Audi, они получили массу помощи от производителя спортивных автомобилей Porsche — отсюда и маленькие значки Porsche по всему автомобилю. Porsche помог разработать 2,2-литровый двигатель с турбонаддувом, который живет под его капотом и развивает мощность более 300 л.с., которая, конечно же, передается на все четыре колеса.
20/22 3-цилиндровый двигатель: Toyota GR Corolla
Через: Toyota
Да, этот автомобиль еще не совсем поступил в продажу, но это не значит, что он не заслуживает места в нашем последнем… в нем установлен самый мощный в мире трехцилиндровый двигатель, который не использует любые электродвигатели в конце концов. Эта оснащенная Corolla имеет крошечный 1,6-литровый трехцилиндровый двигатель прямо от своего брата, GR Yaris, но каким-то образом он выдает 300 л.с. и 272 фунт-фут крутящего момента; вся эта мощность будет передаваться на задние колеса через плавную 6-ступенчатую механическую коробку передач. Теперь остается только один вопрос: будет ли это лучшим хот-хэтчем всех времен?
19/22 3-цилиндровый двигатель: Ford Focus
через NetCarShow.com
Предыдущее поколение Ford Focus — это шокирующий автомобиль с 3-цилиндровым двигателем, и это довольно интригующе. Ford, как правило, является традиционным производителем автомобилей и зарабатывает на жизнь, производя свои автомобили очень похоже, но они сделали ставку на это, и это привело к новой идее.
Форд Фокус был рассмотрен с разными мнениями, но, в конце концов, можно констатировать, что он преуспел в продажах. В конце концов, вполне понятно, почему у Focus на протяжении многих лет есть приличное количество поклонников, и это может быть из-за этого смелого выбора 1,0-литрового двигателя.
18/22 5-цилиндровый двигатель: Honda Vigor
favcars.com
Honda Vigor — модель, которую за годы разработки часто упускали из виду, но это не значит, что это плохой автомобиль. На самом деле, это один из самых незаметных автомобилей, когда-либо выпускавшихся Honda, и из-за этого он заслуживает гораздо большего внимания. Vigor — это тот, в который стоит инвестировать даже в настоящее время. У него действительно редкий 5-цилиндровый двигатель, который, безусловно, может оказаться крутой особенностью в конце дня. При всем сказанном, эта модель определенно удалась компании.
17/22 5-цилиндровый двигатель: Land Rover Defender
Jaguar Land Rover
На протяжении многих лет Land Rover Defender был очень солидной серией, которая определенно пользуется популярностью в автомобильном мире. Нет никаких сомнений в том, что эти модели оказали значительное влияние на своих покупателей, и в настоящее время на них все еще стоит ездить. Land Rover Defender на самом деле использует 5-цилиндровый дизельный двигатель.
Это не является нормой, когда речь идет об автомобилях, но, в конце концов, это действительно эффективно для серии Defender. В целом, эти автомобили преуспели из-за этого и заслуживают большего уважения.
Связанный с
: Вот что делает Land Rover Defender культовым
16/22 5-цилиндровый двигатель: Alfa Romeo 156
Через Graysonline
Нет никаких сомнений в том, что модель 156 привлекла массу внимания, и, честно говоря, это одна из лучших серий, когда-либо выпущенных известным производителем автомобилей Alfa Romeo. Это прочный, но быстрый автомобиль, который, безусловно, понравится многим. Что определенно должно шокировать, так это то, что эти автомобили на самом деле имели вариант с 5-цилиндровым дизельным двигателем. Многие ошибочно предполагали, что эти автомобили будут иметь двигатели V8, но вместо этого они имеют более неясный двигатель, кроме культового Busso V6, конечно.
3-цилиндровый двигатель 15/22: Mini Clubman
Через: Cargurus
Mini Clubman — это серия автомобилей, которые выпускаются до сих пор, и у них есть довольно активные поклонники в автомобильном мире. Нет никаких сомнений в том, что из этой серии есть довольно эффектные модели, и определенно стоит подумать о покупке в будущем. Тем не менее, что определенно может удивить некоторых, так это тот факт, что эти модели на самом деле имеют 3-цилиндровый двигатель, который заставляет их работать, и он работает довольно великолепно в этом удлиненном Mini.
14/22 5-цилиндровый двигатель: Audi Quattro
Audi
Audi Quattro — один из самых культовых раллийных автомобилей, когда-либо созданных, и, глядя на то, насколько успешны эти автомобили, в этом есть смысл. Любой коллекционер хотел бы заполучить один из этих автомобилей, и это правильно.
Известно, что Audi любит использовать двигатели V8 на своих автомобилях, но Audi Quattro на самом деле печально известна тем, что имеет 5-цилиндровый двигатель. Даже в этом случае эти автомобили способны развивать очень высокие скорости, и они определенно являются отличным выбором на открытом рынке.
13/22 5-цилиндровый двигатель: Fiat Brava
Через: AutoEvolution
О серии Fiat Brava говорят не так много, как о других, но это не значит, что это плохие автомобили. Фактически, эти транспортные средства известны тем, что имеют очень долгий жизненный цикл, и это может быть доказано тем фактом, насколько хорошо они построены конструктивно. Fiat Brava — еще один автомобиль с 5-цилиндровым двигателем. Это, безусловно, уникальное решение производителя автомобилей, но, в конце концов, оно определенно сработало для них. В целом, эти модели стоит рассмотреть даже сейчас.
12/22 3-цилиндровый двигатель: Mitsubishi Mirage
Mitsubishi
Mitsubishi Mirage определенно получил признание за время своего пребывания на первичном рынке, но, к сожалению, у него не самая лучшая репутация. Mitsubishi Mirage оснащен 1,2-литровым рядным 3-цилиндровым двигателем мощностью всего 76 л.с. на передние колеса. Это означало, что, несмотря на его снаряженную массу в 2000 фунтов, он достигает отметки 60 миль в час только по прошествии 12 секунд.
11/22 5-цилиндровый двигатель: Ford Ranger
Через thecarconnection.com
Ford Ranger определенно прошел долгий путь с момента своего первого выпуска, и мы, вероятно, никогда не перестанем слышать о нем. Было несколько впечатляющих версий этой модели, но в то же время Ford выпустил и несколько совершенно ужасных. Ford Ranger также очень интригующая модель, поскольку она оснащена 5-цилиндровым дизельным двигателем. Для более крупного автомобиля это определенно стало неожиданностью, но, в конце концов, на самом деле он вполне подходил для него. В целом, это спорная, но сильная серия автомобилей.
5-цилиндровый двигатель 10/22: Jeep Grand Cherokee
Через wjbible.com
Jeep Grand Cherokee — одна из лучших моделей роскошных внедорожников, которые в настоящее время выставлены на продажу, и серьезно приобрела огромную популярность после выпуска Trackhawk. Это также связано с тем очевидным фактом, что эти транспортные средства всегда имеют длительный жизненный цикл, а также обладают огромной мощностью. Grand Cherokee WJ особенно выделяется, поскольку он также предлагался с 5-цилиндровым дизельным двигателем с турбонаддувом. Это довольно интересно наблюдать, потому что не многие автомобили в конечном итоге добиваются успеха с такими типами двигателей, но Grand Cherokee добился успеха и даже больше.
Связанный: Jeep Grand Cherokee 2022 года лучше, чем его конкуренты? Узнайте здесь
5-цилиндровый двигатель 9/22: Volkswagen Beetle
Через ourautoexpert.com
Volkswagen Beetle — одна из тех торговых марок, которые были возрождены в последние несколько лет, и она идеально переняла дизайн своего предка. Эти ретро-автомобили также очень популярны среди молодого поколения, и изначально они были оснащены 2,5-литровым 5-цилиндровым двигателем, но он превратился в 4-цилиндровый, как те, что использовались в классических Beetles.
8/22 3-цилиндровый двигатель: Ford Fiesta ST
Через: Ford Media
Ford Fiesta ST часто считается одним из лучших всесторонних хот-хэтчей, которые когда-либо производились, и обновленная модель теперь отказывается от своего старого 4-цилиндрового двигателя в пользу модели, использующей только 3 цилиндра. Базовая модель Fiesta также предлагается с аналогичным двигателем, но он значительно медленнее и в целом представляет собой посредственный автомобиль по сравнению с другими небольшими городскими автомобилями, такими как Mini Cooper Hatch или Fiat 500.
Связанный: вот что происходит, когда Ford Fiesta ST получает существенное повышение мощности
7/22 5-цилиндровый двигатель: Mercedes-Benz G270
Через: Autoviva
Mercedes-Benz G-Class — очень популярная модель, которая, безусловно, получила много похвал в автомобильном мире. Нет никаких сомнений в том, что этот производитель автомобилей на протяжении многих лет очень хорошо справился со своими моделями, но эта легко входит в число лучших, которые они создали. Даже в этом случае очень важно отметить, что в более ранних поколениях G-Wagon предлагался с 5-цилиндровым дизельным двигателем. Т
6/22 5-цилиндровый двигатель: Lancia Kappa
Через: Mad4Wheels
Lancia Kappa — один из тех малоизвестных автомобилей, которые заслуживают гораздо большего признания, чем получили. Возможно, главная проблема для Kappa заключалась в том, что они были построены Lancia, производителем автомобилей, который просто не привлекал столько внимания, как другие торговые марки. Этот автомобиль поставляется с множеством 5-цилиндровых двигателей, от бензиновых до дизельных. Это очень плавный автомобиль, способный развивать высокие скорости даже при отсутствии нескольких цилиндров.
5/22 5-цилиндровый двигатель: GMC Canyon
Через Consumer Guide Auto
Всем известно, что у GMC Canyon одна из лучших историй среди пикапов во всем автомобильном мире. Это связано с тем, что в этой серии постоянно выпускались грузовики, которые чрезвычайно прочны и долговечны, а также способны развивать высокие скорости. Это действительно шокирует, но в 1990-х годах у GMC Canyon действительно был вариант с 5-цилиндровым двигателем, и это хорошо сработало для них. Довольно интригующе видеть классический автомобиль с нестандартным двигателем, но, в конце концов, это была эффективная тактика производителя.
4/22 3-цилиндровый двигатель: BMW i8
Через: BMW
BMW i8 — единственная вещь, достаточно близкая к суперкару, которую BMW производит в современную эпоху, но, к сожалению, он был снят с производства. i8 — это не обычный суперкар, может показаться, что у него будет один из легендарных рядных шестицилиндровых двигателей BMW или, возможно, прожорливый V8 с двойным турбонаддувом, но на самом деле это совсем другая история. Прямо за головами водителя и пассажира находится крохотный 3-цилиндровый двигатель от Mini Cooper, а его мощность увеличивается с помощью нескольких умных электродвигателей, чтобы повысить его производительность без ущерба для расхода бензина.
5-цилиндровый двигатель 3/22: Hummer h4
Через Руководство для потребителей
Hummer h4 получил много ненависти из-за множества проблем, которые исходили от них, и их неспособности ездить по бездорожью. Эти транспортные средства очень тяжелые, но имеют много проблем с их общей конструкцией.
Однако, пожалуй, единственным положительным моментом этих автомобилей было то, что их двигатели действительно подходили им. H4 предлагался либо с полноценным американским V8, либо с меньшим и менее прожорливым рядным 5-цилиндровым двигателем. В целом, Hummer h4 хорошо подходил для этого двигателя, но везде был полным лимоном.
Вот как работает революционный 3-цилиндровый двигатель Koenigsegg Gemera мощностью 600 л.с. Будь то Koenigsegg CCR, который превзошел легендарный McLaren F1, или Koenigsegg One:1, первый в мире мегакар с впечатляющим соотношением мощности и веса 1:1. Будущее также выглядит довольно захватывающим с Koenigsegg Jesko, машиной мощностью 1600 лошадиных сил, которая способна превзойти отметку в 300 миль в час!
Революционные инженерные технологии всегда были в центре внимания Koenigsegg. Их последний новаторский подвиг представлен в иронично маленьком корпусе и метко назван Tiny Friendly Giant — самый мощный в мире 2,0-литровый трехцилиндровый двигатель мощностью 1700 лошадиных сил и чудовищным крутящим моментом в 2581 фунт-фут. В этом двигателе используется волшебная технология Freevalve, которая делает возможными все эти ошеломляющие цифры, и поставляется в комплекте с Koenigsegg Gemera — их самым первым мегакаром с четырьмя сиденьями.
Три электродвигателя в сочетании с революционным двигателем внутреннего сгорания вырабатывают в совокупности 1700 лошадиных сил
Здесь мы поговорим обо всей настройке трансмиссии. Koenigsegg решил изменить подход к гибридизации. Gemera — это Plug-In Hybrid Megacar для всей семьи. Но в отличие от стандартного определения гибрида, где электродвигатели помогают доминирующему ДВС, у Gemera все наоборот.
Три электродвигателя вращаются вокруг трехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания. Двигатель расположен сзади и выдает 600 лошадиных сил. Он расположен продольно и зажат между двумя электродвигателями, каждый мощностью 500 лошадиных сил и крутящим моментом 738 фунт-футов. Другой электродвигатель расположен вдоль туннеля вала, ведущего к передней оси, и имеет мощность 400 лошадиных сил и 369 лошадиных сил.фунт-фут. Все электродвигатели обеспечиваются аккумуляторной батареей мощностью 16,6 кВтч 800 В, которая также обеспечивает Koenigsegg Gemera запас хода в 31 милю только на электричестве.
Умная часть этой установки заключается в том, что Koenigsegg использовал двигатель внутреннего сгорания и установленный в центре электродвигатель исключительно для привода передней оси. Задняя ось приводится в движение только двумя электродвигателями. Это прокладывает путь к первому в мире полноприводному автомобилю Koenigsegg , который также имеет вектор крутящего момента на обоих концах. Сложение всех цифр должно привести к общей мощности в колоссальные 2000 лошадиных сил, но из-за различных потерь энергии и различных кривых максимальной производительности ДВС и электродвигателей Koenigsegg Gemera рассчитан на 1700 лошадиных сил на колесах , что по-прежнему внушает благоговейный трепет.
Крошечный дружелюбный гигант — 2,0-литровый, три цилиндра и 600 лошадиных сил
Koenigsegg беззаботно назвал свой революционный бензиновый двигатель «Крошечный дружелюбный гигант». Этот движок дает нам совершенно новый инженерный взгляд на историю Давида и Голиафа! Каждый из его трех цилиндров огромен, с диаметром отверстия 95 мм и ходом поршня 93,5 мм, что делает цилиндры больше, чем у 5,0-литрового V-8 Koenigsegg.
Он также сочетает в себе лучшее из обоих миров: высокооборотистый двигатель NA с красной чертой 8500 об/мин и принудительным впуском 29 фунтов на квадратный дюйм от двухтурбинных двигателей. Это, наряду с его революционной технологией Valveless (подробнее об этом позже), помогает этому четырехместному Koeinegsegg оснащаться самым мощным 2,0-литровым трехцилиндровым двигателем в мире, а также совместим с дорогами. Этот двигатель намного опережает свое время по конструкции и выдает в 2,5 раза больше мощности, чем следующий по мощности трехцилиндровый двигатель, который в Toyota GR Yaris выдает 268 лошадиных сил.
Технология Freevalve в тандеме с последовательными турбинами — секретный соус
Рядный трехцилиндровый двигатель Koenigsegg Gemera лишен каких-либо распределительных валов. Да, вы правильно прочитали. Основным компонентом Tiny Friendly Giant от Koenigsegg является революционная технология Freevalve, которая позволяет управлять клапанами электронным способом и устраняет распределительный вал и его соединительные механизмы.
Он использует серию гидравлических и пневматических приводов и очень интеллектуальный блок управления для независимого открытия и закрытия каждого клапана. У него есть персональный воздушный компрессор, который просто заботится о движении клапана. Это позволяет системе клапанов Gemera обладать свойствами как регулируемого подъема клапана, так и переменной продолжительности клапана. Никогда раньше оба не собирались вместе в машине.
Говоря о клапанах, двигатель имеет четыре клапана на цилиндр, два на впуск и два на выпуск. Теперь мы знаем, что вы ломаете головы, потому что три цилиндра и твин-турбо не складываются. Ну да, если бы это был любой другой двигатель, это было бы невозможно. Но с технологией Freevalve трехцилиндровый двигатель Koenigsegg имитирует рядный шестицилиндровый двигатель благодаря индивидуальному функционированию выпускных клапанов.
Меньшая турбина раскручивается первой. Из-за огромного объема воздуха, который выталкивают эти цилиндры, он быстро раскручивается, начиная с 1700 об/мин. Сначала работает один выпускной клапан, а другой остается на месте до тех пор, пока обороты двигателя не наберутся выше и он не сможет раскручивать более крупный турбонаддув. И пока турбины набирают скорость, электродвигатели Gemera включаются, чтобы устранить любую возможную турбо-задержку. Кристиан фон Кенигсегг явно коренной человек, который делает местные машины!
Таким образом, 12 «свободных» клапанов, работающих в гармонии с двумя последовательными турбинами, являются решающими аспектами того, что делает Tiny Friendly Giant таким особенным.
Koenigsegg Gemera может разогнаться до 100 км/ч за 1,9 секунды; Максимальная скорость 250 миль в час!
Как и Koenigsegg Regera, Gemera имеет фиксированное передаточное число. Но поскольку Gemera использует два комплекта силовых агрегатов, у него два передаточных числа, по одному на каждую ось. Крошечный Дружелюбный Гигант в сочетании с электродвигателем мощностью 400 лошадиных сил вдоль колонны приводного вала имеет передаточное число 2,69. :1.
Двойные электродвигатели мощностью 500 лошадиных сил каждый имеют передаточное отношение 3,325:1 для каждой из его коробок передач. И да, как и Regera, эта очень умная односкоростная трансмиссия развивает безумный крутящий момент в 2581 фунт-фут. На бумаге Gemera способна развить чудовищные 8 113 фунт-футов, но ее колеса ограничены механическими ограничениями.
Даже с таким мягким и линейным передаточным числом Koenigsegg Gemera должен разогнаться до миль в час всего за 1,9 секунды.секунд и имеет максимальную скорость 250 миль в час . И заметьте, это удобный четырехместный автомобиль с двумя информационно-развлекательными экранами и восемью подстаканниками!
2,0-литровый рядный трехцилиндровый двигатель Koenigsegg Gemera с двойным турбонаддувом и свободным клапаном — это ДВС будущего
2,0-литровый рядный трехцилиндровый двигатель с двойным турбонаддувом в Koenigsegg Gemera — это то, из чего сбываются мечты. Благодаря такой революционной технологии мы можем ощутить неиспользованный потенциал ДВС. В то время как автопроизводители уверяют, что будущее за электрическими силовыми агрегатами, такие автомобили, как Koenigsegg Gemera, показывают нам, что с нашими старыми добрыми двигателями внутреннего сгорания не все потеряно.
Два слишком далеко? Достигли ли мы предела сокращения размеров трехцилиндрового двигателя?
Странно жить, когда самым захватывающим автомобилем года для энтузиастов является Toyota Yaris с трехцилиндровым двигателем . Итак, Toyota GR Yaris — это нечто большее, чем его раздавленное телосложение бодибилдера.
Под его раздутыми арками скрывается изготовленный на заказ трехцилиндровый двигатель и смесь деталей шасси, снятых с других моделей. Это ни в коем случае не экзотика. Но благодаря урокам, извлеченным из успешной программы WRC, инженеры Toyota создали нечто действительно особенное.
По сути, GR Yaris — это больше, чем стандартный Yaris, он мощнее и маневреннее. По сути, это омологированный для ралли спецвыпуск, усиленное раллийное творение в духе Ford Escort Cosworth, Mitsubishi Lancer Evolution и Subaru Impreza WRX.
Тот факт, что GR Yaris оснащен трехцилиндровым двигателем мощностью 200 кВт и никто, кажется, и глазом не моргнет, показывает, насколько далеко продвинулись такие силовые установки. Не так давно люди оплакивали повсеместное внедрение уменьшенных четырехцилиндровых двигателей с турбонаддувом как конец захватывающих автомобилей.
Революция сокращения
Скептики писали сетования на то, что море серого и безжизненного металла, гребущего маленькими хриплыми моторами, затопит наши дороги. Подобно многим сенсационным настроениям, такие рябчики были необоснованными. Вместо этого мы сейчас живем в золотой век невероятно способных и эффективных автомобилей, оснащенных теми же шумными маленькими двигателями, которые раньше критиковали эксперты.
В настоящее время тройные удары есть во всем, от семейных хэтчбеков, небольших внедорожников и даже до суперкаров. Он стал такой опорой, что инженеры и энтузиасты с энтузиазмом относятся к этой концепции.
Для инженеров падение цилиндра дает ряд технических преимуществ. Поршни создают сильное внутреннее трение, поэтому одним поршнем меньше, значит, меньше энергии тратится. Кроме того, компактный размер трехцилиндрового двигателя позволяет использовать различные методы электрификации для сокращения выбросов CO2. Для энтузиастов полученный в результате двигатель не только легче, но и обладает более энергичным и харизматичным характером.
Жалоба на то, что три цилиндра работают не так плавно, как один с четырьмя цилиндрами, по-прежнему звучит правдоподобно. Хотя инженеры нашли способы уменьшить его дисбаланс, сохранив при этом более желательные характеристики нечетного цилиндра.
Однако с успехом трехцилиндрового двигателя мы достигли теоретического предела уменьшения размеров. Могут ли инженеры сделать лучше, отказавшись от другого цилиндра, чтобы создать двухцилиндровый двигатель?
Ограниченное использование двухцилиндровых двигателей
Начнем с того, что применение двухцилиндрового двигателя в автомобилях не является чем-то новым. Многие автомобили рабочего класса после Второй мировой войны, такие как Citroen 2CV, начинались с крошечных двухцилиндровых двигателей. В последнее десятилетие компания Fiat создала инновационный двигатель TwinAir, который многие называют одним из «величайших двигателей всех времен». За пределами развитых рынков многие небольшие бюджетные автомобили в Индии также используют небольшие двухцилиндровые двигатели.
Совсем недавно компания Porsche обдумывала идею концепта Porsche 904 Living Legend, оснащенного двумя горшками. Концепт, основанный на концепте Volkswagen XL Sport, отличался 1,2-литровым мотоциклетным двигателем Ducati L-twin.
Несмотря на то, что концепт-кар взбудоражил комментаторов в связи с моделью суббокстера, он никогда не собирался работать с мотоциклетным двигателем по той же причине, по которой динго не будет играть в мяч так, как ваша любимая такса.
Несмотря на то, чего инженеры достигли с трехцилиндровым двигателем, использование короткого цилиндра может оказаться слишком большим. В качестве примера можно привести двигатель TwinAir, единственный двухцилиндровый двигатель, предлагаемый для массового автомобиля в Европе.
Fiat Twinair – фаворит эффективности… на бумаге
Несмотря на все похвалы, которыми был осыпан TwinAir, он не лишен недостатков. Чтобы выжать из него как можно больше мощности и эффективности, инженерам Fiat пришлось оснастить TwinAir запатентованной системой изменения фаз газораспределения с гидравлическим приводом.
Это действительно сделало TwinAir одним из самых сложных двигателей на рынке, но при этом не очень доступным. Помимо технических проблем, рекламируемая топливная экономичность маленького двигателя стала его самым спорным атрибутом.
Несмотря на то, что на бумаге он очень эффективен, рецензенты так и не смогли приблизиться к его номинальному потреблению в реальном мире. На самом деле, многие обозреватели обнаружили, что показатели расхода топлива двигателя вдвое превышали официальные показатели NEDC.
Невероятно, но многие испытатели обнаружили, что двухцилиндровый агрегат более прожорлив, чем безнаддувный 1,2-литровый двигатель. Не то чтобы зияющий разрыв между опубликованными результатами и цифрами из реального мира был чем-то радикальным в то время.
Как движки обманули систему?
В течение многих лет многие хорошо осознавали присущее неравенство. Тем не менее, большинство оправдали методологию NEDC как критерий при тестировании эффективности использования топлива, а не как евангелие. Это стандартизированный лабораторный тест, призванный дать потребителям объективную основу для сравнения показателей расхода топлива между моделями. Не стопроцентно точное представление реального мира и всех его переменных.
Тем не менее, когда отраслевые аналитики начали собирать реальные данные, стало ясно, что что-то не так. Вскоре среди двигателей, которые обещали больше, чем давали с точки зрения топливной экономичности, появилась общая черта — это были двигатели с турбонаддувом уменьшенного размера. И TwinAir был одним из самых злостных преступников.
Аналитикам не потребовалось много времени, чтобы найти виновника — саму методологию NEDC. Хотя NEDC моделировал различные скорости в лаборатории, он никогда не использовал приложения с большим дросселем.
Профиль вождения NEDC
Благодаря постепенному ускорению для достижения заданной скорости лабораторные испытания никогда не заставляли двигатели с турбонаддувом, которые зависели от наддува, чтобы обеспечить маркетинговый заголовок лошадиных сил, раскручиваться. Великолепно! Пока не дули турбины, эти двигатели были безупречны, как святой.
Корректировка WLTP
Когда Европейский союз отказался от NEDC в пользу более полного теста WLTP, многие автопроизводители оказались в затруднительном положении. Такие автопроизводители, как Audi, BMW, Peugeot и Volkswagen, сняли с рынка несколько своих моделей. Несмотря на то, что Fiat продолжал продавать двигатель TwinAir, его превозносимые заявления об эффективности не были такими заметными, как раньше.
Согласованный во всем мире цикл испытаний легковых автомобилей для WLTP
С внедрением WLTP освобождение Fiat 500 TwinAir от дорожного налога 9Показатель выбросов с 5 г/км увеличен до облагаемых налогом 119 г/км. В то время как многие до сих пор хвалят двойной гончар Fiat за его уникальный шумный характер, неясно, последуют ли за ним другие автопроизводители.
Реализация WLTP продемонстрировала не только исправление официальных данных, но и то, что резкий бюрократический сдвиг — это все, что нужно, чтобы выбросить хорошо продуманные планы в окно. И если есть что-то, чего автопроизводители хотят избежать, так это сбоев в планах выпуска продукции.
Двухцилиндровые двигатели – больше не в духе времени
Не похоже, чтобы технологический и экономический дух времени позволил вернуться к двухцилиндровому двигателю. С исторической точки зрения двухцилиндровый двигатель был продуктом определенной эпохи. Двухцилиндровые двигатели обычно появляются в трудные времена, когда доходы были скудными, а материалов не хватало.
Эти условия были обычным явлением в таких странах, как послевоенная Европа и Япония, где появились первые двухцилиндровые автомобили Fiat и Honda. Послевоенные производственные мощности и возможности сделали возможным производство автомобилей для масс, пока они были достаточно элементарными для европейских и японских простолюдинов.
Кроме того, автомобили с двухцилиндровыми двигателями пришли из того времени, когда темп жизни был намного медленнее. Не было огромной сети автомагистралей, охватывающей весь континент, по которой можно было бы путешествовать, как сегодня. Вместо этого поездки происходили по узким проселочным дорогам, в условиях, в которых скромная маленькая машина с потрепанным, но несложным и эффективным двухцилиндровым двигателем могла бы процветать.
По мере расширения автомагистралей, роста числа автомобилей и роста ожиданий крошечный двухцилиндровый двигатель быстро устарел. Имея в своем распоряжении больше ресурсов и более состоятельных клиентов, инженеры и автопроизводители начали разрабатывать более плавные и крутящие двигатели, которые были более совершенны для использования на более тяжелых и лучше оснащенных моделях.
Вскоре автопроизводители начали использовать более крупные и сложные двигатели как признак престижа и производительности. Двухцилиндровые двигатели были для ушедшей эпохи, четырехцилиндровые — для скряг. Люди хотели рядные шестерки и V8. Больше было лучше. И на протяжении десятилетий это было хорошо.
Скандал, изменивший историю
Поэтически Fiat TwinAir мог быть продуктом таких же скупых времен. Крошечный двигатель, разработанный в ответ на товарный бум 2000-х годов и надвигающиеся правила выбросов, стал олицетворением тенденции сокращения размеров, охватившей отрасль.
Однако, как и любая тенденция, обстоятельства имеют свойство корректировать или изменять ее течение. И эта тенденция достигла апогея с самым влиятельным автомобильным спором 21-го века, скандалом с выбросами Volkswagen.
Когда TwinAir дебютировал в 2010 году, никто не мог предвидеть масштаб скандала с выбросами, который должен был разразиться полвека спустя. Автопроизводители были уверены, что уменьшение габаритов и использование дизельного топлива станут шагом вперед, а электромобили останутся диковинкой.
Затем открытие систем контроля выбросов Volkswagen в 2015 году показало, насколько легко было обмануть систему. Вскоре многие регулирующие органы заподозрили, что многие другие автопроизводители воспользовались этой уязвимостью. Были выдвинуты обвинения, велись судебные процессы, и вся индустрия оказалась на мели.
Стало ясно, что двигатели меньшего размера не соответствуют ожидаемым показателям эффективности использования топлива, которых требовала действующая политика. Путь, проложенный в двигателях уменьшенного размера, и отсутствие шансов отступить от барьеров выбросов, было ясно, что автопроизводители отстают.
Итак, какое решение было бы идеальным? Хард-ресет и разворот.
На пути к электрическому будущему
Многие автопроизводители решили отказаться от силовых агрегатов, на которые могут повлиять изменения в политике выбросов. Volkswagen объявил о полном переходе на электромобили. BMW и Mercedes-Benz, также слегка пострадавшие от скандала, взяли на себя обязательства по использованию электрических силовых агрегатов. Видя влияние Tesla и ее растущую популярность, другие автопроизводители последовали их примеру.
Маловероятно, что автопроизводители захотят продолжать путь сокращения штатов. Сам трехцилиндровый двигатель эффективен, компактен и достаточно совершенен. Кроме того, для повышения мощности и эффективности не требуются сложные инженерные решения, подобные тем, которые используются в TwinAir.
Что еще более важно, трехцилиндровый двигатель обладает мощностью и изысканностью для использования в более широком диапазоне моделей, а не только в компактных городских автомобилях и внедорожниках. Эта гибкость будет важным фактором для автопроизводителей, поскольку они стремятся консолидировать использование своих запчастей.
Становится очевидным, что по мере того, как автопроизводители переходят на электрические силовые агрегаты, разработка двигателей постепенно отходит на второй план. Поскольку аккумуляторно-электрические силовые агрегаты лишены проблем с усовершенствованием или передачей крутящего момента, маловероятно, что автопроизводители захотят использовать изначально скомпрометированную конструкцию двухцилиндрового двигателя.
Все это оставляет трехцилиндровый двигатель вероятным конечным пунктом тенденции сокращения объема двигателя. Возможно, это даже конец роли традиционного двигателя внутреннего сгорания в качестве основного источника энергии. Итак, вот она, единственная веская причина приобрести Toyota GR Yaris. Скорее всего, будущие двигатели не станут лучше этого. Но какой способ откланяться.
Влияние массовой дисбаланса трехцилиндрового двигателя на вибрацию холостого хода на основе модели силового агрегата | Extrica
Резюме.
В статье предлагается модель возбуждения трехцилиндрового двигателя, включающая в себя характеристики массовой неуравновешенности. Затем создается модель трансмиссии для анализа реакции опор трансмиссии при различных стратегиях балансировки разбалансировки массы в режиме холостого хода. Моделирование выполняется на основе модели трансмиссии, чтобы продемонстрировать, как различные стратегии балансировки трехцилиндровых двигателей влияют на конструкцию опор трансмиссии.
Ключевые слова: трехцилиндровый двигатель , вибрация на холостом ходу, массовая неуравновешенность, модель силового агрегата.
1. Введение
Производителям рекомендуется использовать трехцилиндровые двигатели на легковых автомобилях, чтобы удовлетворить потребность в большей экономии топлива и эффективности, а также в уменьшении веса и габаритов. Трехцилиндровые двигатели естественно не сбалансированы по сравнению с четырехцилиндровыми двигателями [1]. Таким образом, для решения этой проблемы использовались многочисленные методы, такие как противовес, уравновешивающий вал и разбалансировка массы [2]. Введение дебаланса масс способствует компактности конструкции и не создает дополнительных шумов. Поскольку вибрация на холостом ходу является серьезной проблемой для трехцилиндровых двигателей, становится необходимой математическая модель для анализа условий холостого хода, которая включает возбуждение двигателя и динамическую модель трансмиссии.
Мохаммади и др. [3] отбалансировал трехцилиндровый двигатель с массовой неуравновешенностью. Они создали математическую модель возбуждения трехцилиндрового двигателя, результаты которой показывают, что введение дебаланса массы позволяет распределять пропорции моментов качения и рыскания для решения различных задач проектирования. Однако их модель не учитывает влияние крутящего момента газа на возбуждение трехцилиндровых двигателей. Поэтому необходимо исследовать газовый момент в математической модели.
Сирафи и др. [4] и Shangguan et al. [5] разработали модель с 6 степенями свободы для модального анализа и анализа при квазистатической нагрузке. Модель показывает хорошую точность между результатами моделирования и данными испытаний, в то время как модели не смогли рассчитать реакцию системы на динамические нагрузки.
Эта работа включает в себя математическую модель трехцилиндрового двигателя с газовым крутящим моментом и модель трансмиссии с 6 степенями свободы для анализа динамики. Моделирование на основе модели выполняется для оценки влияния вариантов параметров дисбаланса массы на спектры реакции системы, чтобы дать рекомендации по проектированию опор трансмиссии.
2. Модель трансмиссии для анализа вибрации на холостом ходу
2.1. Математическая модель трехцилиндрового двигателя
В данной работе моделируется динамика поперечно расположенного трехцилиндрового двигателя, где разностное значение угла поворота коленчатого вала любых двух цилиндров составляет 120 градусов, а интервал зажигания равен 240 градусам. Модель с сосредоточенными параметрами одноцилиндрового кривошипно-кривошипного механизма и одного противовеса трехцилиндрового двигателя показаны на рис. 1. Упрощен кривошипно-шатунный механизм, где шатун упрощен до поступательной массы поршня m3b и масса вращения шатунной шейки m3a. Шатун упрощен до массы m3a и эквивалентной массы кривошипа m2a. Эквивалентная масса поступательной части и вращающейся части может быть выражена как:
(1)
mA=m2a+m3a=m2rG2r+m3lbl, mB=m3b+m4=m3lal+m4.
где r — радиус кривошипа, rG2 — расстояние от центра тяжести кривошипа (ЦТ) до коренной шейки коленчатого вала, l — длина шатуна, lb — расстояние между центром тяжести шатуна и поршневым пальцем , la — расстояние между центром тяжести шатуна и шатунной шейкой, а m4 — масса поршня. Затем кривошип упрощается до сосредоточенной массы mCW, где RCW — радиус центра тяжести кривошипа, а δ — угловое положение кривошипа. Кинематическая связь угла поворота коленчатого вала и положения поршня может быть выражена как:
(2)
θi=ωt+φi, xi=rcosθi+l2-r2sin2θi,
кривошип и xi положение поршня. Для удобства численных вычислений уравнение (2) можно упростить, используя биномиальное разложение, и можно получить ускорение поршня:
(3)
xi≈l-r24l+rcosθi+r4lcos2θi, 2θя.
Рис. 1. а) Модель с сосредоточенными параметрами кривошипно-кривошипного механизма, б) Модель с сосредоточенными параметрами одного противовеса, в) кинематическая связь кривошипно-кривошипного механизма
При работе кривошипно-шатунного механизма сила инерции, создаваемая F→инерция, складывается из сил поступательной и вращательной инерции, которые можно выразить как:
(4)
F→инерция=mArω2∑i=13 (cosθiz→+sinθix→)+mBz→∑i=13x¨i
+ω2∑i=13∑j=12mCW,ijRCW,ij(-cosθi+δijz→-sinθi+δijx→ ),
, где x→ — радиальное направление коленчатого вала, z→ — вертикальное направление и y→ — осевое направление коленчатого вала. Моменты делятся на три типа: момент качения Mroll относительно оси X, момент тангажа Mpitch относительно оси Y и момент рыскания Myaw относительно оси Z коленчатого вала.
Моменты качения и рыскания создаются моментами инерции, которые могут быть выражены как:
(5)
ijcosθi+δij,
Myaw=-ω2∑i=13mArzisinθi-∑j=12mCW,ijRCW,ijzCW,ijsinθi+δij.
где zi — осевое положение кривошипа, а zCW,ij — осевое положение противовеса. Момент тангажа является движущим моментом двигателя и создается силой инерции поршня. Силу инерции поршня можно разложить на силу, действующую в направлении шатуна S, и силу, действующую вертикально на поверхность цилиндра FN, которую можно выразить как:
(6)
S=mBx¨icosβ=mBx¨i1-λp2sin2θi, FN=mBx¨itanβ=mBx¨iλpsinθi1-λp2sin2θi,
, где λp=r/l. На шатунной шейке силу FN можно разложить на радиальную силу и тангенциальную силу T. Эта тангенциальная сила создаст пропорциональный ей крутящий момент, который можно выразить как:
(7)
Mx,i=Tr= Srsinθi+β=mBx¨irsinθi+βcosβ.
Выражение Mx,i можно упростить, приняв tanβ≈sinβ=λpsinθi:
(8)
Mx,i=mBx¨irsinθi+λp2sin2θi.
Таким образом, момент тангажа, создаваемый инерцией, может быть выражен как:
(9)
Мм,шаг=∑i=13Mx,i.
Шаговый момент также состоит из газового крутящего момента двигателя. Для упрощения расчета прямоугольная волна обычно используется для описания крутящего момента газа, возникающего в процессе сгорания. Когда цилиндр не находится в процессе сгорания, крутящий момент газа считается равным нулю. Таким образом, газовый момент каждого цилиндра Mxg,i и общий газовый момент Mxg за один оборот могут быть выражены как:
(10)
Mxg,i=Mgas, 0≤θi<π20, π2≤θi<4π, Mxg=∑i=13Mxg,i,
, где Mgas — средний крутящий момент газа каждого цилиндра. Полный момент тангажа Mpitch получается путем суммирования части, создаваемой инерцией, и части, создаваемой крутящим моментом газа.
Наконец, моделируется дисбаланс массы. Масса дебаланса обычно крепится к обоим концам коленчатого вала. Разность фаз между двумя массами и ближайшим к ним цилиндром составляет 180 градусов.
Введение дебаланса массы преобразует момент крена в момент рыскания. Момент качения и момент рыскания, создаваемые дисбалансом массы, могут быть выражены в виде уравнения. (11) а момент качения и момент рыскания при различных стратегиях балансировки показаны на рис. 2.
(11)
Mb,roll=mbω2rbcosθ1+πzb1+mbω2rbcosθ3+πzb3,
Mb,yaw=-mbω2rbsinθ1+πzb1-mbω2rbsinθ3+πzb3.
Рис. 2. Момент качения и момент рыскания при различных стратегиях балансировки
2.2. Модель трансмиссии для анализа вибрации на холостом ходу
Модель поперечной трансмиссии с шестью степенями свободы применяется для расчета отклика опор трансмиссии. Система координат автомобиля (VCS) обозначается O-XYZ. Правосторонняя система координат крепления (MCS), обозначаемая как oi-uiviwi (i=1,2,3), строится для каждого крепления с началом в центре крепления. Жесткость и демпфирование опор двигателя в направлениях ui, vi и wi составляют kui, kvi, kwi и cui, cvi, cwi.
Смещение ЦТ силовой передачи определяется как q=(x,y,z,θx,θy,θz), а возбуждение ЦТ силовой передачи определяется как Q=(0,0,-mg,Mroll,Mpitch ,Myaw), где m — масса трансмиссии, а g — ускорение свободного падения. Следует отметить, что сила инерции трехцилиндрового двигателя не является доминирующей, поэтому ею можно пренебречь.
2.2.1. Кинетическая энергия
Кинетическая энергия ET трансмиссии состоит из поступательной и вращательной энергии трансмиссии, которая может быть записана как:
(12)
ET=12mx˙2+12my˙2+12mz˙2+12Ixxθ˙x2+12Iyyθ˙y2
+12Izzθ˙z2-Ixyθ˙xθ˙y-IyzΙzθ˙yθ˙yθ˙y x,
, где m — масса трансмиссии, Ixx, Iyy, Izz — моменты инерции трансмиссии, а Ixy, Iyz, Izx — произведения инерции трансмиссии. уравнение (12) можно выразить в квадратичной форме:
(13)
ET=12x˙ y˙ z˙ θ˙x θ˙y θ˙z*diagm m m m Mx˙ y˙ z˙ θ˙x θ˙ y θ˙zT=12q˙TMq˙,
, где M=Ixx-Ixy-Izx-IxyIyy-Iyz-Izx-IyzIzz, а M — матрица жесткости системы.
2.2.2. Потенциальная энергия
Предположим, что изменение потенциальной энергии силового агрегата в гравитационном поле равно нулю. Потенциальная энергия опоры двигателя поглощает всю потенциальную энергию всей системы. Потенциальная энергия EV системы крепления:
(14)
EV=12∑i=13(kui∆ui2+kvi∆vi2+kwi∆wi2)=12qTKq.
Смещение опор двигателя в MCS можно преобразовать в смещение в VCS с помощью следующего уравнения:
(15)
ΔuiΔviΔwi=cosαuicosβuicosγuicosαvicosβvicosγvicosαwicosβwicosγwiΔxiΔyiΔzi,
где α, β и γ – угол МСК осей СКВ. Таким образом, матрица жесткости K системы может быть получена путем суммирования матриц жесткости опор силового агрегата.
2.2.3. Энергия рассеяния
Из-за демпфирования системы крепления происходит рассеяние энергии всей системы. Энергия рассеяния ED системы крепления может быть выражена как:
(16)
ED=12∑i=13cuiΔu˙i2+cviΔv˙i2+cwiΔw˙i2=12q˙TCq˙.
Аналогично, матрица демпфирования C системы может быть получена путем суммирования матриц жесткости опор силового агрегата.
2.2.4. Реакция опор силового агрегата
Смещение центра опор силового агрегата может быть получено из смещения ЦТ силового агрегата, которое может быть описано как:
(17)
Δxi=x+ziθy-yiθz,Δyi=y- ziθx+xiθz,Δzi=z+yiθx-xiθy,
, где xi, yi и zi — положение крепления двигателя в VCS. Таким образом, ускорение опор силового агрегата можно получить, взяв производные от Δxi, Δyi и Δzi, спектр которых получается с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье.
3. Анализ результатов моделирования
Поскольку нагрузка на нижнюю стойку представляет собой только осевой момент, спектры трехмерной реакции на ускорение опоры двигателя (EM) и опоры трансмиссии (TM) при различных стратегиях балансировки разбалансировки массы вычисляются, как показано на рис. 3.
Скорость холостого хода исследуемого в данной работе двигателя составляет 850 об/мин, что соответствует 1-му порядку частоты 14,17 Гц. Таким образом, из рис. 3 видно, что основным источником возбуждения трехцилиндрового двигателя является двигатель 1-го и 1,5-го порядка. Поскольку на возбуждение 1,5-го порядка влияет только момент тангажа, он остается неизменным при различных стратегиях балансировки. Когда стратегия имеет тенденцию сохранять момент рыскания более высокой величины, величина отклика 1-го порядка ускорения EM и TM в направлениях X и Y возрастает, а в направлении Z уменьшается. Жесткость ЭМ и ТМ в направлении X и Y относительно ниже, поэтому во избежание частого столкновения опор силового агрегата с упорным блоком при большей величине рыскающего момента линейное пространство жесткости в направлении X и Y необходимо быть увеличена в конструкции крепления силового агрегата. С другой стороны, когда сохраняется 75 % рыскания, жесткость в направлении Z может быть уменьшена, чтобы ослабить вибрацию качения, которая чувствительна для человеческого тела.
Рис. 3. Спектры отклика на ускорение
4.
Выводы
В этой работе для расчета спектра отклика системы предлагается модель трансмиссии с 6 степенями свободы, включающая возбуждение трехцилиндрового двигателя. Сделан вывод о том, что если применяется балансировочная стратегия сохранения 100 % момента рыскания, линейное пространство жесткости в направлениях X и Y необходимо увеличить в конструкции опор силового агрегата, чтобы избежать частых столкновений на стопорном блоке, в то время как если часть момент рыскания преобразуется в момент качения, вызванная вибрация качения должна быть ослаблена за счет уменьшения жесткости в направлении Z, что может направлять процесс проектирования.
Ссылки
- Suh Kwon-Hee, Lee Yoon-Ki, Yoon Hi-Seak Исследование балансировки трехцилиндрового двигателя с уравновешивающим валом. Технический документ SAE 2000-01-0601, 2000 г.
[Издатель] - Шарп Роберт Н. , Дэвид Дж. В., Лаундс Эрик М. Определение оптимальных конфигураций противовеса для многоходовых коленчатых валов. Технический документ SAE 960354, 1996.
[Издатель] - Мохаммади Сомайе, Охади Абдолреза, Кешаварз Реза Многоцелевая оптимизация противовесов: замена уравновешивающего вала или дисбаланса массы в трехцилиндровых двигателях. Международный журнал двигателей SAE, Vol. 11, выпуск 5, 2018, с. 557-570.
[Издатель] - Сирафи Мохаммад, Кату Мохамад Точное моделирование режимов трансмиссии и подрамника. Технический документ SAE 2003-01-1469, 2003 г.
[Издатель] - Shangguan Wen Bin, Hou Z. Стратегии и методы расчета для управления движением автомобильной трансмиссии при квазистатических нагрузках. Труды Института инженеров-механиков, часть D: Journal of Automobile Engineering, Vol. 220, выпуск 8, 2006, с. 1131-1138.
[Поиск перекрестной ссылки]
Цитируется по
Вибрация, шум и надежность 3-цилиндрового двигателя: все еще проблема?
В последние годы мы приветствовали появление в мире нескольких новых автомобилей с трехцилиндровыми двигателями: Nissan Almera 1.0 turbo, Honda City 1.0 turbo (Таиланд), Proton X50 и, что еще важнее, Toyota GR Yaris.
Даже Кристиан фон Кенигсегг направил свой гений на разработку трехцилиндрового двигателя мощностью 600 л.с. Однако с учетом этих событий некоторые из нас по-прежнему относятся к ним очень скептически.
Мы никогда не забудем маломощные три горшка в крошечных автомобилях, таких как Perodua Kancil и Perodua Kelisa. Конечно, они были экономичными, но вы никогда не забудете, как сильно двигатели сотрясали всю машину.
Легенда. Фото: housedoktor
Улучшились ли с годами показатели вибрации и шума трехцилиндровых двигателей?
Вибрация
Основной проблемой трехцилиндровых двигателей является нечетное количество цилиндров. Отменить силы не так-то просто. Такая же проблема и у пятицилиндровых двигателей (или попробуйте одноцилиндровый).
3-цилиндровый (красный) вибрирует больше, чем 4-цилиндровый (синий). Разрыв сокращается при более высоких оборотах. (Исследование Honda)
За прошедшие годы было показано множество решений, помогающих уменьшить этот дисбаланс. Очевидными из них являются коленчатые валы с противовесом и балансировочные валы.
Кроме того, можно принять дополнительные меры, такие как уменьшение веса возвратно-поступательных частей (например, Honda 1.0 turbo) и асимметричных рабочих колес масляного насоса (например, 3-цилиндровый двигатель Proton).
Коленчатый вал тайской Honda City 1.0 Turbo меньше и легче. (для уменьшения веса возвратно-поступательных частей)
Тем не менее, 3-цилиндровому двигателю по-прежнему трудно превзойти естественно скомпенсированные силы двигателя с четным номером. Посмотрите на график выше, и вы увидите, что трехцилиндровый двигатель все еще вибрирует сильнее.
Чтобы уменьшить ощущение вибрации в салоне, производители могут улучшить опоры двигателя и конструкцию шасси.
Шум
Уровень шума в зависимости от частоты вращения двигателя. 3-цилиндровый двигатель красный, 4-цилиндровый двигатель синий
На низких оборотах трехцилиндровый двигатель может быть громче, чем 4-цилиндровый двигатель. Разница становится менее очевидной при более высоких оборотах. Вот что показывают исследования Honda в отношении ее нового 1,0-литрового двигателя с турбонаддувом.
Хотя мы должны сказать из нашего опыта работы с трехцилиндровыми двигателями, шум в салоне не сильно отличается от шума четырехцилиндрового двигателя, поскольку звукоизоляционные материалы также играют большую роль.
Мы проверяем уровень шума всех автомобилей, которые рассматриваем, при скорости 0 км/ч (с включенным и выключенным кондиционером), 60 км/ч, 90 км/ч и 110 км/ч. Вот как выглядят цифры:
Уровень шума в кабине (дБ) | |||
---|---|---|---|
Хонда Сити 1,5 В 9 20200006 | 2019 Протон Персона 1.6 | 2020 Ниссан Альмера 1.0 ВЛТ | |
0 км/ч (AC выключен) | 39 | 42 | 38 |
0 км/ч (AC включен) | 46 | 47 | 46 |
60 км/ч | 65 | 63 | 62 |
90 км/ч | 68 | 66 | 66 |
110 км/ч | 70 | 70 | 68 |
3-цилиндровый Nissan Almera может быть даже тише своих 4-цилиндровых конкурентов. (Большую роль, конечно, играет звукоизоляция)
Надежность
Нет абсолютно никаких оснований для того, чтобы трехцилиндровый двигатель был менее надежным, чем четырехцилиндровый двигатель, если оба они изготовлены из одного и того же материала и с одинаковым качеством сборки.
Проблемы с надежностью трехцилиндровых двигателей связаны с тем, что они, как правило, были «бюджетными» продуктами. Следовательно, можно было бы оптимизировать архитектуру двигателя для снижения стоимости, а также можно было бы использовать материалы более низкого качества.
В наши дни с ужесточением правил выбросов трехцилиндровые двигатели больше не являются «бюджетными» продуктами. Они стали нормой, а некоторые даже стали продуктами премиум-класса.
Трехцилиндровый двигатель Perodua Kancil, Nissan Almera, Proton X50, Toyota GR Yaris и Koenigsegg Gemera построен на совершенно разные бюджеты, что сильно влияет на качество и надежность.
Были ли ужасные 3-цилиндровые двигатели?
Ну да точно. Некоторые модели автомобилей даже вернулись к 4-цилиндровым двигателям с 3-цилиндровых двигателей, потому что они оказались не такими хорошими, как планировалось. Например, GAC GS3, который перешел на три цилиндра в 2019 году и вернулся к четырем цилиндрам в 2020 году.
Что касается износа опор двигателя, то он тесно связан с вибрационными силами двигателя. Мы не отрицаем, что плохо сбалансированные двигатели быстрее изнашивают опоры двигателя.
Сводка
Основной проблемой 3-цилиндровых двигателей является вибрация, и для ее уменьшения были предприняты различные разработки. По уровню шума трехцилиндровые двигатели сравнимы со стандартными четырехцилиндровыми. Они просто звучат иначе. А когда дело доходит до надежности, трехцилиндровые двигатели уже не просто «бюджетные» продукты. Конечно, некоторые три цилиндра хуже, но они не все сделаны одинаково.
Трехцилиндровые паровозы
Сохранилось всего пять 3-цилиндровых штоковых паровых
локомотивов в США (сюда, конечно, не входят все
трехцилиндровых тепловозов типа «Шай»). Они включают:
- Southern Pacific 4-10-2 5021 в музее поездов Rail Giants, Помона, Калифорния
- Union Pacific 4-12-2 9000 в музее поездов Rail Giants, Помона, Калифорния
- Alton & Southern 0-8-0 12 в Национальном музее транспорта, Сент-Луис, Миссури
- Лондон и Северо-Восточная железная дорога 4-6-2 60008 в Национальном железнодорожном музее, Грин-Бей, Висконсин
- Болдуин 4-10-2 60000 в Научном музее Института Франклина, Филадельфия, Пенсильвания
СП 4-10-2 №5042. Фото предоставлено Карлом Вебером.
Это единственный сохранившийся южно-тихоокеанский трехцилиндровый двигатель 4-10-2 (из
из 49). Первый такой тип был построен в 1925 году компанией ALCO. Первый
ось проворачивается, чтобы обеспечить зазор для центрального шатуна на
вторая ось. Южная часть Тихого океана назвала эту колесную формулу в честь своих
собственное имя (южная часть Тихого океана). У Union Pacific также было десять локомотивов.
этой колесной формулы (ни одна не сохранилась). Они назвали их «Оверлендс».
У этого локомотива 63-дюймовые водители. С его тремя цилиндрами он мог
развивать 4100 л.с. Его максимальная скорость составляла 60 миль в час. Они использовались для обоих
грузовые и пассажирские перевозки через перевал Доннер, пока не будет определено
что они были слишком жесткими для кривых на этой линии. 5021 пришел к этому
музей своим ходом. 5021 в отличном состоянии.
- 4-10-2 Южная часть Тихого океана
- 4-10-2 Сухопутные земли
- Сухопутные районы и южная часть Тихого океана
УП 4-12-2 #9000 фото застройщика
В середине 1920-х многие западные железные дороги использовали тип 2-10-2 «Санта-Фе».
и локомотивы типа 2-8-8-0 Consolidation Mallet для магистральных грузовых поездов.
Эти локомотивы выполняли свою работу, но их скорость была ограничена примерно 20 милями в час.
Union Pacific Railroad экспериментировала с трехцилиндровым двигателем 4-10-2 «Overland».
введите 1925 и на самом деле купил десять из них. Локомотивы 4-10-2 были
способен развивать немного большую скорость, но при этом способен тянуть примерно на 20% больше
тоннаж. Union Pacific захотел большего и обратился к американскому «Локомотиву».
Компания о конструкции для 4-12-2. Локомотив будет иметь больше мощности и
будет лучше ездить на высоких скоростях.
Union Pacific Railroad заказала одноместный локомотив с колесной формулой 4-12-2.
договоренности, а Американская локомотивная компания доставила ее в марте 1926.
Этот локомотив был первым локомотивом, построенным с такой колесной формулой.
получил название «Юнион Пасифик» в честь железной дороги, которая впервые использовала этот тип
локомотив. Ему был присвоен класс УП-1 и номер дороги 9000.
имели драйверы диаметром 67 дюймов, три цилиндра диаметром 27 дюймов (два с ходом 32 дюйма и
один с ходом 31 фут), давление в котле 220 фунтов на квадратный дюйм, он создавал 96 646 фунтов
тяговое усилие и весил 495 000 фунтов. Позднее, в 1926 г., еще четырнадцать
эти локомотивы были поставлены АЛКО и получили обозначение класса УП-2 и
даны номера дорог 9с 001 по 9014. Эти локомотивы были похожи на номер
9000.
В 1928, 1929 и 1930 годах в общей сложности было выпущено еще семьдесят три типа «Юнион Пасифик».
локомотивы были добавлены в реестр UP. В класс УП-3 вошли двадцать три
локомотивы, которым были присвоены номера дорог с 9015 по 9029 для тех, которые использовались
на UP и номера дорог с 9055 по 9062 были присвоены восьми
локомотивы, которые использовались на OWR&N. Двадцать пять локомотивов.
обозначены как класс УП-4 и получили номера дорог 9с 030 по 9054.
последняя группа из двадцати пяти была обозначена как класс UP-5 и включала от 9078 до
9087 для локомотивов, используемых на UP, и номера с 9500 по 9514 для локомотивов.
пятнадцать, которые использовались на OSL.
Американская локомотивная компания построила все восемьдесят восемь таких скоростных грузовых автомобилей.
локомотивы для Union Pacific Railroad. Они были трехцилиндровыми
локомотивы с третьим цилиндром, расположенным в центре паровой коробки.
Третий цилиндр приводил эксцентрик в ось второй пары ведущих.
Четвертый набор драйверов был безфланцевым, но позже было установлено, что
в этом не было необходимости, и к этим драйверам был добавлен небольшой фланец. Они были
построен по тем же основным характеристикам, что и его первый поставленный «Union Pacific».
тип локомотив, номер 9000. UP эксплуатировал локомотивы 4-12-2 «Union Pacific».
со скоростью 50 миль в час, буксируя 120 вагонов поездов.
Есть один уцелевший локомотив типа УП 4-12-2 «Юнион Пасифик». это число
9000 выставлены на выставке Fairplex округа Лос-Анджелес в Помоне, Калифорния.
- 4-12-2 Детали локомотива
Альтон и Саутерн 0-8-0 # 12
Этот Alton & Southern 0-8-0 находится в Музее транспорта в
Сент-Луис, Миссури. Он был построен компанией ALCO в 1926 году и стоил 57 598,20 долларов. Это
пробежал 622 626 миль и был подарен музею в 1948. Здесь
это данные локомотива с фото его строителей:
American Locomotive Company New York | |
---|---|
Class 080 S 243, «Three-Cylinder» | Road Number 12 |
Built for the Alton & Southern |
Gauge of Track | Цилиндры | Диаметр ведущего колеса | Котел | Топка | Трубы | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Диаметр | Ход | Inside Diameter | Pressure | Length | Width | Number | Diameter | Length | ||
4′-8 1/2″ | 22″ | 28″ | 57″ | 76 » | 200 lbs | 96″ | 84 1/4″ | 239 38 | 2″ 5 1/2″ | 16′-0″ |
Wheel Base | Weight in Рабочий заказ — фунты | ||||
---|---|---|---|---|---|
Вождение | Двигатель | Двигатель и тендер | Вождение | Двигатель | Тендер |
16′-4 « | |||||
16′-4″ | |||||
16′-4 « | |||||
16′-4″ | |||||
16′-4 » | 242500 | 169400 |
Fuel | Evaporating Surfaces, Square Ft. | Superheating Surface Square Ft. | Grate Area Sq. Ft. | Maximum Tractive Power | Factor of Adhesion | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Kind | Tubes | Flues | Fire Box | Arch Tubes | Total | ||||
Soft Coal | 1991 | 871 | 186 | 23 | 3071 | 740 | 56.1 | 60600 фунтов | 4,0 |
Тип тендера 8-колесный. | Вместимость Вода 9000 галлонов | Топливо 14 тонн |
Сентябрь 1926
Лондон и Северо-Восток 60008
Этот трехцилиндровый Pacific, названный Дуайт Д. Эйзенхауэр , отображается
в Национальном железнодорожном музее в Грин-Бей, штат Висконсин. Это было изначально
назван Golden Shuttle , но был переименован в конце 1945 года. Он был построен
LNER как класс A4, представленный в сентябре 1935 года.
учебный класс. Когда Британские железные дороги были образованы в 1946 году путем слияния четырех
«Группы», на локомотивах было некоторое дублирование номеров. Номера блоков были
выделены четырем прежним группам локомотивов. Бывшие локомотивы ЛНЭР были
пронумерованы в серии, начинающейся с 60000. Таким образом, 60008 (бывший номер
8) получилось.
Технические характеристики
Бойлер | |
---|---|
Макс. O.D.: | 6′ — 5″ |
Grate area: | 41.2 sq. ft. |
Heating surface firebox + combustion chamber: | 231 sq ft |
Total evaporative surface: | 2576 кв. фут |
Длина между трубными решетками: | 17′ — 11,75″ |
Поверхность пароперегревателя: | 750 sq ft |
Operating pressure: | 250 psi |
Engine | |
Cylinders: | (3) 18. 5″ dia by 26″ stroke |
Valve Gear: | Walschaerts with Gresley derived motion for inside cylinder |
Piston Valves: | 9″ |
Steam lap/Max travel: | 1 5/8″ / 5 3/4″ |
Vehicle | |
Вес локомотива: | 102 тонна 19 CWT |
Нежный вес: | 64 тонна 3 CWT |
Тендерная способность: | 8 Tons |
. |
Данные рекламной компании British Locomotive Classes, 1996 г. Первый
опубликовано издательством Locomotive Publishing Company в 1945 г. под названием Modern Locomotive
Классы. Локомотивы, модифицированные во время войны, с участками обтекаемой формы.
кожух снят, поэтому веса могут быть неправильными для вашего двигателя. Далее, некоторые
двигатели имели двойные дымоходы с выхлопной системой Кыльчап. Рекорд
двигатель Mallard (126 миль в час) был так оборудован.
Болдуин 3-цилиндровый 60000
В 1926 году в истории Болдуина наступило выдающееся событие.
в это время завод был готов построить свой шестидесятитысячный локомотив. К
символизируют это событие. Президент Сэмюэл М. Волен спланировал и построил огромный
трехцилиндровый компаунд, локомотив высокого давления. Это было 4-10-2
тип и очень напоминал двигатели с этой колесной формулой на
Южно-Тихоокеанская железная дорога. Чтобы безопасно выдерживать высокое давление в котле
350 фунтов на квадратный дюйм использовалась водотрубная топка.
Из книги Локомотивы, которые построил Болдуин автора Фред Вестинг
Построенный как демонстратор Болдуина в 1926 году, этот локомотив использовался
различные железные дороги по всей стране, чтобы показать некоторые из последних
идеи. Он получил номер 60000 в память о выпуске 60-тысячного локомотива.
построен Baldwin Locomotive Works. Он успешно работал на любом угле
или масло в качестве топлива. Он также достиг наивысшей мощности, когда-либо разработанной до
время на испытательном заводе в Алтуне, а именно 4500 лошадиных сил. Это, на
времени, превышала мощность завода и ограничивала попытки получить
большая мощность с дополнительными испытаниями. Он имеет несколько особенностей, которые сделали его
уникальный:
- Имеет водотрубную топку.
- Имеет три цилиндра.
- В нем использовалось расширенное паровое соединение.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы внимательно заглянете под переднюю часть дымовой камеры, вы увидите
центральный цилиндр высокого давления и паровой короб. Этот цилиндр расположен под углом
вниз к спине. Поршень соединен через кривошип со вторым
набор драйверов.
Цифры 60000 нанесены сбоку кабины, а также на номерных табличках и
фара двигателя. Надпись на тендере гласит: «ЛОКОМОТИВ БАЛДВИН».
РАБОТАЕТ. Тендер представляет собой Вандербильт с коротким угольным отсеком и 6-колесным транспортным средством.
грузовые автомобили. Вот еще несколько характеристик 60000:
- Колесная формула: 4-10-2
- Цилиндры: высокого давления (1) 27×32 дюйма
- Цилиндры: низкого давления (2) 27×32 дюйма
- Диаметр котла: 84 дюйма
- Давление пара: 350 фунтов на кв. дюйм
- Диаметр драйвера: 63,5 дюйма
- Вес на драйверах: 338 400 фунтов
- Общий вес двигателя: 457 500 фунтов
- Общий вес двигателя и тендера: 700 900 фунтов
- Тяговое усилие: 82 500 фунтов
Хотя серьезных проблем с ним не было, железные дороги отказались
это потому, что они находили его слишком тяжелым и сложным и с осторожностью относились к большинству
его особенности. Кроме того, 4-8-4 быстро становились идеальными высокоскоростными,
тяжелый грузовой и пассажирский локомотив. С пробегом всего 100 000 миль
(очень мало для паровоза), его вернули в Филадельфию в
1928 и хранился до 1932 года, когда был передан в дар Институту Франклина.
Музей науки в Филадельфии, штат Пенсильвания.
Сегодня она выставлена в подвале на коротком участке пути. А
гидравлическая система используется для перемещения локомотива вперед и назад около пятнадцати
ноги. Демонстрация когда-то приводилась в движение червячной передачей. Он был преобразован в
гидравлическая система в середине 1970-х гг.