Компоненты двигателя

Двигатель внутреннего сгорания – это двигатель, который преобразует химическую энергию в механическую энергию движения.

Создание кинетической энергии от сгорания топлива требует сложного взаимодействия многих механических компонентов.

Рядный двигатель

Цилиндры в рядном двигателе расположены один за другим, то есть в ряд. Это наиболее часто используемая конфигурация двигателя в транспортных средствах.

Преимущества:

1. простая конструкция
2. экономичное производство
3. высокая гладкость

Дефекты:

1. занимает больше места
2. высокий центр тяжести

Оппозитный двигатель

Цилиндры оппозитного двигателя обращены друг к другу и немного смещены друг относительно друга.

Преимущества:

1. очень плоский и короткий дизайн
2. пониженный центр тяжести
3. высокая гладкость

Дефекты:

1. сложная конструкция с большим количеством компонентов

V-образный двигатель

Цилиндры в V-образном двигателе сгруппированы в два ряда под углом 60 ° -90 ° друг к другу. Однако угол также может составлять 180 °. Разница между V-образным двигателем 180 ° и оппозитным двигателем состоит в том, что в оппозитном двигателе каждый шатун расположен на отдельной шейке коленчатого вала. В V-образном двигателе с расположением цилиндров 180 ° один шатун разделен соответственно двумя шатунами.

Преимущества:

1. короче общая длина
2. высокая гладкость
3. пониженный центр тяжести

Двигатель VR

Цилиндры двигателя VR расположены в блоке цилиндров с небольшим углом развала | около 15 ° |. Это дает возможность уменьшить расстояние между пальцами шатуна коленчатого вала по сравнению с рядным двигателем, не прибегая к использованию двух блоков и головок цилиндров.

Преимущества:

1. сочетание узкого рядного двигателя с коротким V-образным двигателем

Дефекты:

1. неравномерная длина тактов впуска и выпуска

W-образный двигатель

В классическом двигателе W три ряда расположены в форме буквы «W». Углы между цилиндрами менее 90°.

Особой формой двигателя W является двигатель VR V: в этом типе двигателя четыре ряда цилиндров расположены в два ряда. Расположение цилиндров в ряду соответствует расположению цилиндров в двигателе VR, и два ряда цилиндров расположены по направлению друг к другу, как в V-образном двигателе.

Преимущества:

1. короче общая длина

 

Виды и модификации V-двигателя

Чаще всего классификация автомобильных двигателей основана на порядке работы. Когда мы говорим о V-образных двигателях, порядок совершенно неактуален, поскольку деление на типы и классы основывается исключительно на количестве цилиндров в двигателе и особенностях их положения относительно друг друга.

Наиболее распространенными считаются двигатели, у которых угол наклона цилиндров составляет сорок пять и девяносто градусов. Также популярен угол в шестьдесят градусов. Чаще всего их можно встретить в серийных автомобилях и мотоциклах.

Основная классификация V-образных двигателей в современном автомобилестроении выглядит следующим образом: серийные и бюджетные автомобили среднего класса используют V2 и V6. Среди производителей спортивных автомобилей наиболее распространенным является обычный V8 или двигатель с турбонаддувом. Также есть «V» 3, 4, 5, 10, 12, 14, 16, 18, 20 и 24.

Устройство

Нажмите на оранжевую точку, чтобы узнать подробности

Четырехкратный принцип

Счетверенные двигатели требуют двух оборотов коленчатого вала за цикл.
Четыре продолжительности рабочего цикла бензинового двигателя включают:

• Впуск топливного воздуха (DFI: впуск воздуха)
• Компрессия воздух-топливо (DFI: сжатие воздуха, впрыск топлива только незадолго до зажигания)
• Рабочий ход, т.е зажигание и сгорание топливовоздушной смеси, а также последующее расширение горячих газов
• Вход сгоревшего газа

Технические характеристики двигателя

Наиболее часто упоминаемые параметры двигателя – это мощность и крутящий момент двигателя. Рабочий объем, степень сжатия и средняя степень сжатия имеют решающее влияние на них.

Мощность

Потенция (P) – это физическая работа, выполняемая в течение определенного периода времени. Формула для расчета мощности выглядит следующим образом: P = (F s): t (путь силы: время) или P = F (скорость силы).

Для двигателей внутреннего сгорания формула имеет следующий вид: P = (M · n): 9550 (крутящий момент · скорость: постоянный). Следовательно, высокая мощность требует высоких оборотов в минуту для крутящего момента.

Чем выше вырабатываемая мощность, тем быстрее автомобиль может разогнаться с места до 10 км / ч. Кроме того, большая мощность обеспечивает большую конечную скорость.

Скорость, при которой двигатель развивает максимальную мощность, называется номинальной скоростью.

Единица измерения мощности – киловатт кВт; в формулах обозначается символом «П» – «мощность» (англ .: «power»).

Крутящий момент

Крутящий момент (M) – это произведение силы (F), действующей на поршень, и длины плеча рычага (r). Плечо рычага соответствует ходу коленчатого вала. Формула следующая: M = F · r.

Высокий крутящий момент обеспечивает безопасное ускорение за пределами диапазона низких скоростей. Поэтому особенно проявляется при быстром запуске и резком щелчке. Ускорение автомобиля на фиксированной передаче называется упругостью.

В двигателях без наддува крутящий момент достигает максимального значения на средних оборотах, а в двигателях с наддувом – на низких и средних оборотах. В идеале это значение остается высоким в относительно большом диапазоне скоростей (плоская кривая крутящего момента).

Единица измерения крутящего момента – ньютон-метр [Нм]; в формулах это обозначается символом «М» – «момент силы» (англ .: «момент силы»).

Panamera с бензиновым двигателем V6 и Panamera с дизельным двигателем V6 являются хорошими примерами влияния высокого крутящего момента или высокой мощности.

Panamera с бензиновым двигателем имеет мощность 220 кВт (300 л.с.) и крутящий момент 400 Нм; Дизельная версия развивает мощность до 184 кВт (250 л.с.) и развивает максимальный крутящий момент 550 Нм.

Благодаря высокому крутящему моменту дизельный Panamera разгоняется от 0 до 100 км / ч почти за то же время, что и мощный бензиновый вариант (с 6,3 секунды с PDK до 6,8 секунды с Tiptronic S). Но максимальная скорость у автомобиля с бензиновым двигателем с высокими оборотами несколько выше (259 км / ч; дизельная версия: 242 км / ч).

VR-образный двигатель

газовый двигатель VR, двигатель Стирлинга VR Двигатель VR
– компоновка двигателя, сочетающая компоновку V-образного и рядного двигателей. Три типа двигателей: рядный (а), V-образный (б) и VR6 (в)

Конфигурация двигателя VR

Линейное смещение, обозначаемое буквами «VR», берет свое начало в 1920-х годах, когда Lancia выпустила семейство V-образных двигателей с очень маленькими углами развала колес (всего 10-20 °). Однако впоследствии такие агрегаты не нашли распространения, в основном из-за чрезмерной вибрационной нагрузки.

Только в 1991 году Volkswagen перезапустил рядный дизайн, так как в то время немецкой компании требовался мощный шестицилиндровый двигатель для установки на компактные модели Audi, Seat и Volkswagen. Традиционный V6 оказался для них слишком широким. Кстати, новые двигатели получили обозначение VR, и это название с тех пор стало официальным для рядных поршневых агрегатов. «VR» – это сокращение от двух немецких слов, обозначающих V-Row и R-Row, также известное как V-Row. Двигатель, разработанный Volkswagen, представляет собой симбиоз V-образного двигателя с чрезвычайно низким углом развала колес 15 ° и рядного двигателя. Его шесть цилиндров имеют V-образную форму с углом 15 °, в отличие от традиционных V-образных двигателей, которые имеют угол 60 ° или 90 °. Поршни в блоке смещены. Комбинация преимуществ обоих типов двигателей привела к тому, что двигатель VR6 стал настолько компактным, что позволяет покрывать оба ряда цилиндров общей головкой, в отличие от обычного V-образного двигателя. В результате двигатель VR6 значительно короче по длине, чем рядный 6-цилиндровый, и уже по ширине, чем обычный двигатель V-6. Устанавливается с 1991 года на автомобили Volkswagen Passat, Corrado, Golf, Vento, Jetta, Sharan.

Первые двенадцатиклапанные двигатели имели VR6 (объем 2,8 литра, мощность 174 л.с.) и «ABV» (объем 2,9 литра, мощность 190 л.с.). Впоследствии в моторной линейке Volkswagen в результате такой компоновки появились и другие изменения:

• VR5 – VR6, из которого “вырезан” цилиндр,
• W8 – два двигателя VR6, из которых «вырезаны» два цилиндра, в блоке на коленчатом валу,
• W12 – Два мотора VR6, установленные под углом 72 ° на коленчатом валу.

Позже, как развитие этой компоновки, появились двигатели R32 и R36 объемом 3,2 л и 3,6 л соответственно.

Модификации двигателей VR6, устанавливаемых на автомобили Volkswagen:

“AAA” 2.8, 174 л.с. – Passat (1991-12-1996), Golf (01 / 1992-12 / 1997), Jetta (07 / 1993-08 / 1996), Vento (07 / 1994-12 / 1997)), Шаран (09/1995 – 03.01.1998) “АБВ” 2.9, 184 cv. – Passat (10 / 1994-12 / 1996) “ABV” 2.9, 190 л.с. – Corrado (08 / 1991-07 / 1995), Golf (10 / 1994-12 / 1997) “AES” 2.8, 140 л.с. – Transporter / Калифорния (01 / 1996-05 / 2000) “AMY” 2,8, 174 л.с. – Sharan (04 / 1998-02 / 2000) “AFP” 2,8, 177 л.с. – Jetta (11 / 1998-06 / 2002) “AYL” 2,8 , 204 л.с. – Sharan (04 / 2000-) “АУЭ” 2.8, 204 л.с. – Bora (05 / 2000-04 / 2001), Golf (01 / 00-04 / 01)

R32: “АЙТ” 3.2, 241 л.с. – Phaeton (05 / 2002-05 / 2005) “BKL” 3.2, 241 л.с. – Phaeton (08 / 2003-) “BRK” 3.2, 241 л.с. – Phaeton (05 / 2004-) «БАБ» 3.2, 250 л.с. – Гольф (11 / 2005-) «БМЛ» 3.2, 244 л.с. – Гольф (10 / 2003-05 / 2004) «БФХ» 3.2, 244 л.с. – Гольф (06 / 2002-05 / 2004)

R36: “BLV” 3.6, 280 л.с. – Passat (09 / 2005-) “BHL” 3.6, 280 л.с. – Touareg (10 / 2005-) “BHK” 3.6, 280 л.с. – Tuareg (10 / 2005-)

ни Двигатель внутреннего сгорания по количеству цилиндров, ни Двигатели внутреннего сгорания (кроме турбины)

Возвращение	Количество измерений Двухтактный двигатель (двигатель Ленуара) • Четырехтактный двигатель • Шеститактный двигатель Расположение цилиндров Рядный двигатель (U-образный двигатель) • Двигатель Boxer • Двигатель H-образной формы • Двигатель V-образной формы • Двигатель VR-образной формы • Двигатель W-образной формы • Радиальный (вращающийся) двигатель • X-образный двигатель Типы поршней Свободный поршень • Противопоршневой двигатель (дельтовидный) • Осевой Метод зажигания Дизель • Компрессионный карбюратор • Тлеющий компрессионный • Карбюратор накаливания • Зажигание от аккумулятора • Магнит • Дуга и свечи зажигания
Вращающийся	Двигатель Ванкеля • Орбитальный двигатель (двигатель Сарича) • Роторно-пластинчатый двигатель Вигриянова
Комбинированный	Гибрид • Двигатель Hesselmann

газовый двигатель vr, производство двигателей vr, авиационный двигатель vr, двигатель Стирлинга

VR-образный двигатель Информацию О

VR-образный двигатель Комментарии

VR Engine VR Engine VR Engine Вы просматриваете тему

VR engine what, VR engine who, описание движка VR

Об этой статье и видео есть выдержки из википедии

www.turkaramamotoru.com

Наполнение цилиндров

Фазы газораспределения

Дальнейшее увеличение мощности и крутящего момента двигателя возможно за счет улучшения наполнения цилиндров. Относительно простой метод оптимизации наполнения – это влияние на фазы газораспределения в зависимости от формы кулачка.
Стандартный распредвал с «заостренными» кулачками – это компромисс мощности и плавности хода. Мощность может быть значительно увеличена за счет более крутых углов кулачка. Ведь «закругленные» и «заостренные» кулачки влияют на увеличение продолжительности открытого положения клапана. Это позволяет воздушно-топливной смеси (для двигателей DFI и дизельных двигателей) дольше попадать в камеру сгорания цилиндра.

В быту преобладают недостатки «крутого» распредвала над «острым»:

• требуется более высокая частота вращения холостого хода.
• Максимальный крутящий момент двигателя достигается только на высоких оборотах.
• Двигатель плохо работает и потребляет больше топлива.

По этой причине крутые распредвалы в основном используются в мотоспорте.

Чтобы иметь положительное влияние на фазы газораспределения без отрицательных побочных эффектов крутого распредвала, впускные клапаны в автомобилях Porsche управляются системой изменения фаз газораспределения VarioCam или VarioCam Plus

VarioCam Plus

это система регулировки впускных распредвалов и переключения подъема впускных клапанов. В дополнение к превосходной плавности хода, низкому расходу топлива и низким выбросам, он также предлагает высокие значения мощности и крутящего момента.

При низкой или частичной нагрузке (например, при езде по городу) двигатель экономично работает с малым моментом открытия и малым подъемом клапана. Для достижения более высокого коэффициента заполнения, когда требуется высокий крутящий момент, система переключается на длительное время открытия и / или большие ходы клапана.

• Изменение фаз газораспределения осуществляется плавно с помощью регулятора фаз газораспределения, установленного на передней части распределительного вала. Он работает по принципу тарелки и управляется электрогидравлическим регулирующим клапаном.
• Система управления подъемом клапана состоит из тарельчатых толкателей, управляемых электрогидравлическим переключающим клапаном. Они состоят из двух кнопок, расположенных одна внутри другой, которые фиксируются шпилькой. В этом случае впускные клапаны управляются большим кулачком через внешний толкатель или маленьким кулачком через внутренний толкатель.

Наддув

Более эффективный способ оптимизации накачки – сжатие всасываемого воздуха с помощью турбонагнетателя.

Сжатие воздуха приводит к тому, что в одном и том же объеме воздуха молекул кислорода больше, чем в атмосферном двигателе, и при этом может сгореть больший объем топлива. Следствием этого является то, что среднее давление и крутящий момент двигателя значительно увеличиваются, и, следовательно, увеличивается мощность.

Турбокомпрессор представляет собой компонент в форме оболочки, интегрированный в выхлопную систему двигателя и состоящий из двух частей корпуса.

Турбокомпрессор является отдельным компонентом оппозитного двигателя 91 Turbo V6, в то время как турбокомпрессоры V8 на Cayenne и Panamera используют моноблочные модули, состоящие из выпускного коллектора и турбонагнетателя.

Турбокомпрессоры работают практически без потерь, поскольку им не требуется приводная мощность коленчатого вала.

Компрессор Рутса

В гибридных автомобилях Porsche используются двигатели с наддувом, также известные как винтовые компрессоры.

Между рядами цилиндров V-образной формы установлены корневые вентиляторы, в корпусе которых расположены два ротора, которые вращаются без контакта друг с другом.

Роторы приводятся в движение двигателем через клиновой ремень. Следовательно, механический компрессор работает во всем диапазоне скоростей. В результате высокое давление наддува и, следовательно, высокий крутящий момент доступны даже при немного более высоких оборотах холостого хода.

Охлаждение наддувочного воздуха

Охлаждение наддувочного воздуха служит для охлаждения сжатого наддувочного воздуха в турбонагнетателе перед его поступлением в камеры сгорания. Причина в следующем:

при сжатии воздух нагревается. При этом содержащиеся в нем молекулы расширяются. Следовательно, при одинаковом объеме воздуха теплый воздух содержит меньше молекул кислорода, чем холодный. Таким образом, эффект, достигаемый турбонагнетателем, то есть улучшенная подача воздуха в двигатель, снова уменьшается. Таким образом, наддувочный воздух сначала проходит через интеркулер, а уже потом поступает в камеры сгорания.

Интеркулер – это специальный теплообменник, в котором воздух проходит через несколько охлаждающих ребер. В этом случае воздух передает накопленное тепло охлаждающим ребрам и для этого охлаждает.

Развитие V-образных двигателей

Большинство специалистов уверены, что в будущем V-образные двигатели станут наиболее распространенными двигателями во всех моделях и классах автомобилей. Конечно, у них есть недостатки, но сегодня все они постепенно нивелируются за счет новых разработок автопроизводителей.

К тому же их конструкция намного удобнее для различных модификаций – любой используемый в наше время V-образный двигатель еще не полностью доработан с точки зрения использования своего потенциала. То есть с 1905 года, когда был получен первый патент на этот тип двигателя, до наших дней, когда автомобильная промышленность достигла беспрецедентных высот, V-образный двигатель все еще впереди. В ближайшее время планируется перепроектировать конструкцию и снизить затраты, чтобы можно было оснащать даже автомобили бюджетных серий известных производителей.

Бензиновый и дизельный двигатели

Принцип действия

В бензиновом двигателе во время фазы впуска воздушно-топливная или воздушная смесь (в DFI) подается в камеру сгорания цилиндра движущимися вниз поршнями и сжимается в 7-12 раз больше объема исходного цилиндра во время сжатия. Инсульт. В этом случае газ нагревается до 500 ° C. В двигателях DFI топливо впрыскивается только непосредственно перед моментом зажигания.

Во время рабочего хода топливовоздушная смесь воспламеняется искрой свечей зажигания. Последующее расширение газов, нагретых до 2500 ° C, возвращает поршень в нижнюю мертвую точку (НМТ).

1. Ход всасывания:
   На впуске создается разрежение, так как смесь или воздух должны поступать во впускную систему, преодолевая аэродинамическое сопротивление.
2. Цикл сжатия:
   Смесь сжимается, и давление увеличивается. Зажигание (бензиновый двигатель) или впрыск (дизельный двигатель) происходит незадолго до окончания такта сжатия).
3. Рабочий ход:
   Сжатие значительно увеличивает давление и действует на опускающиеся поршни. Это увеличивает камеру сгорания и снова снижает давление.

Охлаждение

Менее половины энергии, запасенной в топливе, преобразуется в механическую энергию во время сгорания в двигателе в двигателе. Его преобладающая доля теряется в виде тепла.

Почти треть теплотворной способности поглощается компонентами (например, цилиндрами, головками цилиндров, поршнями и клапанами) и моторным маслом. Сюда также входит тепловая энергия, генерируемая из-за трения движущихся частей. Чтобы избежать перегрева и, как следствие, повреждения компонентов, двигателю необходима эффективная система охлаждения.

Все современные автомобили Porsche имеют жидкостное охлаждение. В этом случае охлаждающие каналы проходят через блок цилиндров и головку блока цилиндров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, поглощая тепло, затем по трубам и патрубкам циркуляционного контура охлаждающая жидкость поступает в радиатор, через поверхность которого переносится тепло в атмосферу. Затем охлажденная охлаждающая жидкость возвращается в двигатель.

Охлаждение не только защищает компоненты, но и способствует лучшему наполнению цилиндров. В результате увеличивается мощность и снижается расход топлива.

Охлаждение продольным | поперечным потоком

Существует две концепции жидкостного охлаждения:

• При охлаждении продольным потоком (рисунок выше) цилиндры впоследствии охлаждаются продольно направленным потоком охлаждающей жидкости. Это сопровождается различным охлаждением цилиндров, так как охлаждающая жидкость нагревается все больше и больше по пути к следующим цилиндрам. Различное охлаждение приводит к различию в наполнении цилиндров и, следовательно, к повышению плавности хода двигателя.
• При поперечном охлаждении (рисунок ниже) каждый цилиндр промывается охлаждающей жидкостью через отдельный канал охлаждающей жидкости. Таким образом достигается равномерный уровень температуры и, следовательно, равномерное наполнение всех баллонов. Это гарантирует бесперебойную работу двигателя.

Open Deck | Closed Deck

В зависимости от конструкции картера различают открытую и закрытую деки.

• В дизайне Open Deck (на фото выше) цилиндры открыты. Охлаждающая рубашка, окружающая цилиндры, открыта вверху. Он закрыт со стороны ГБЦ специальной прокладкой.
• В конструкции с замкнутым мостом (на фото ниже) цилиндры интегрированы в блок цилиндров, а затем соединены между собой. Рубашка охлаждения закрыта сверху, так что, если смотреть сверху, видны только блок цилиндров, отверстия для моторного масла и контур охлаждения.

Блоки цилиндров всех современных моделей Porsche выполнены в виде закрытой мостовой конструкции. Это обеспечивает большую жесткость.

Технологические особенности двигателя VR6

В отличие от V6, который имеет симметричную конструкцию относительно коленчатого вала, VR6 построен асимметрично, что типично для рядных агрегатов. Впускной коллектор установлен с одной стороны двигателя, а выпускной коллектор – с другой.

Благодаря тому, что все 6 цилиндров находятся в одном коротком блоке, двигатель VW VR6 намного легче любого V6 такого же объема. Блок VR6 стал коротким из-за того, что цилиндры были расположены в шахматном порядке, а не в одну линию.

Цилиндры VW VR6 расположены на очень небольшом расстоянии друг от друга, но под небольшим углом, что позволило оставить общую клапанную крышку, скрывающую два распредвала. От 24-клапанного газораспределительного механизма пришлось отказаться – для него просто не нашлось места в головке блока.

Решение найдено: усовершенствована система SOHC с учетом ряда особенностей системы DOHC.

Для этого необходимо было расположить по 4 клапана на каждый цилиндр в ограниченном пространстве над поршнем. При этом необходимо было установить механизм привода клапана строго над ними. В противном случае открытие и закрытие клапанов было бы выполнено с опозданием, что неминуемо привело бы к увеличению расхода топлива и ограничению максимального количества оборотов.

Используя компоновку SOHC, компания отказалась от системы изменения фаз газораспределения, что также позволило сэкономить место.

В процессе разработки были обнаружены и другие проблемы, для решения которых инженерам пришлось искать новые пути. Например, выяснилось, что конструкция VR6 с 6-цилиндровым блоком и головкой блока цилиндров подразумевает разную длину каналов впускного и выпускного коллектора. Согласно теории конструкции двигателя, это означает, что цилиндры будут производить разную мощность при определенной скорости вращения коленчатого вала. Решение было найдено в установке специально разработанного впускного коллектора равной длины, настройки открытия и закрытия клапанов и необычного разделения выпускного коллектора на 2 форсунки (каждая из форсунок обслуживает 3 цилиндра одновременно).

Смазка

Система смазки

Система смазки двигателя служит для обеспечения достаточной смазки компонентов двигателя во всех рабочих состояниях. В этом случае необходимо постоянно поддерживать определенное давление масла.

Помимо предотвращения износа от трения, в задачи системы смазки двигателя входят:

• Удаление продуктов истирания.
• Охлаждение компонентов двигателя.
• Запуск процессов управления (например, регулировка впускного распредвала с помощью VarioCam | VarioCam Plus).

Наиболее часто используемая форма системы смазки двигателя – это так называемая циркуляционная система смазки. В этой системе насос забирает масло из масляного поддона и отправляет его по трубам и отверстиям к точкам смазки двигателя.

В двигателях спортивных автомобилей Porsche используется встроенная система смазки с сухим картером. В этой системе масло всасывается дополнительными маслонасосами в различных точках двигателя и возвращается в интегрированный масляный бак.

[Источник]