Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое шеститактный двигатель

Примерно 1854-1857 годов итальянцы Евгенио Барсанти и Феличче Матоци создали устройство, которое, согласно существующим сведениям, походило на 4 тактный мотор. Несмотря на это, 4 тактный мотор был запатентован только в 1861 Алфоном де Роше, поскольку изобретение итальянцев было потеряно.

В первый раз пригодный к работе 4 тактный мотор был создан немецким инженером Николаусом Отто, в честь которого четырехтактный цикл назвали циклом Отто, а применяющий свечи зажигания 4 тактный мотор – двигателем Отто.



Двигатель такого вида первые 4 такта работает по циклу Отто или Дизеля, а затем в цилиндр подаётся охлаждённый воздух или вода. За счёт расширения воздуха или испарения воды происходит дополнительное охлаждение стенок цилиндра и снижение тепловых потерь двигателя [1] . В этом случае имеется два рабочих хода — один с топливом, а другой с паром или воздухом. К этому классу двигателей относятся: двигатель Баюласа (англ. Bajulaz ), созданный швейцарской компанией Баюлас; двигатель Кроуэра, изобретённый Брюсом Кроуэром (англ. Bruce Crower ) из США; и шеститактный двигатель Велозета (англ. Velozeta ), построенный в инженерном колледже в Тируванантапураме в Индии.

Двигатели M4+2 реализованы в двигателях Бир Хэд, содержащих два противоположно расположенных поршня в одном цилиндре. Один из поршней движется с частотой, равной половине частоты другого поршня. Такая конструкция позволяет отказаться от клапанного механизма, заменив его продувочными и выпускными окнами, а также достичь большой степени сжатия. К таким двигателям относятся двигатель Бир Хэд (англ. Beare Head ), изобретённый австралийцем Малькольмом Биром (англ. Malcolm Beare ); и Немецкий Заряжающийся насос (англ. German Charge pump ), изобретённый Хельмутом Котманном (англ. Helmut Kottmann ).

Как устроен двигатель внутреннего сгорания

ДВС или двигатель внутреннего сгорания – это механизм, который принадлежит к тепловым машинам. Принцип действия двигателя внутреннего сгорания – преобразование тепловой энергии, получаемой от сгорания жидкого топлива, в механическую.

Поршни и шатуны

Простейший ДВС состоит из блока двигателя – чугунной или алюминиевой детали, в которой вырезается рабочий цилиндр. По цилиндру, совершая возвратно-поступательные движения движется поршень. Поршень, как правило сделан из легкого и прочного сплава поскольку должен выдерживать значительные нагрузки и температуры, длительное время, при этом не разрушаясь и не деформируясь.

С одной стороны поршень соединен с шатуном. Это узел, обеспечивающий связь поршня с коленчатым валом. Представляет из себя цельнолитую деталь, со сквозным неразъемным отверстием со стороны поршня и сквозным разъемным кольцом со стороны коленчатого вала. Шатун, соединенный с поршнем называется поршневой группой, поскольку сами по себе они практически бесполезны.

Коленчатый вал

Коленчатый вал – это вторая по массивности деталь двигателя. Представляет собой сложный вал, разбитый на условные сектора, некоторые из которых смещены относительно центра вращения вала. Каждый такой сектор отполирован до зеркальной поверхности и называется шейкой. Каждая шейка коленчатого вала – создана для того, чтобы работать в скользящей паре “шейка – шатун” или “шейка – опорный подшипник”. Подшипники, на которых лежит коленвал, как правило скольжения. Он отполирован до зеркального состояния. На противоположной стороне колена, называемого шейкой, обычно делается наплыв для балансировки вала. Такая система называется кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

Вал, соединенный с поршнем через шатун, создает жесткую структуру, которая обеспечивает преобразование вращательных движений коленвала в возвратно-поступательные движения поршня в цилиндре и наоборот.

Сверху блок цилиндров закрывается головкой двигателя, в которой находится распределительнй вал, клапана и каналы впуска-выпуска. Распредвал жестко связан с коленвалом посредством цепной или ременной передачи. Распредвал открывает и закрывает впускные и выпускные клапана. Такая конструкция применяется в четырехтактном двигателе Отто. Этот механизм ДВС называется газораспределительный механизм (ГРМ). Он обеспечивает отвод выхлопных газов из цилиндра, впуск топливовоздушной смеси в цилиндр перед тактом сжатия, обеспечивает герметичность камеры во время сжатия и сгорания топливной смеси.

Читать еще:  Что такое киловатт в двигателе

Система запускается с помощью стартера. Стартер представляет собой либо механический привод, например педаль в мопедах и некоторых мотоциклах, или шнур в мотопилах или газонокосилках. В четырехтактных двс используется, как правило электрический стартер, который приводится в движение с помощью аккумуляторной батареи.

Двигатель внутреннего сгорания может быть двух, четырех и даже шести тактным. Про последний тип двигателей мы позже расскажем в отдельной статье.

Такты двс

Каждый такт поршневого двигателя внутреннего сгорания обозначает завершенное действие. Например в двухтактном двигателе тактов два – первый – рабочий, когда топливо засасывается, одновременно с выходом наружу отработанных газов, второй – когда топливо сжимается и происходит его сгорание. В двухтактном двигателя каналы впуска и выпуска входят прямо в цилиндр, но расположены на разному ровне, что позволяет отработанным газам выходить раньше, чем поршень открывает второй, впускной канал.

Четырехтактный двигатель соответственно имеет четыре этапа действия.

Первый – поршень идет вниз, при этом открыт впускной клапан открыт – в рабочий объем засасывается порция топливно-воздушной смеси (ТВС).

Второй такт – оба клапана закрыты, поршень идет вверх, сжимая ТВС. Когда поршень доходит до верхней мертвой точки (ВМТ), второй такт заканчивается.

Начинается третий такт – поршень проходит ВМТ, коленвал при этом поворачивается примерно на два-три градуса и происходит запал ТВС путем мощной искры из свечи зажигания. ТВС воспламеняется и начинает расширяться, активно сгорая. Поршень уходит вниз. В нижней мертвой точке НМТ, заканчивается третий такт.

Четвертый такт – поршень идет вверх, открывается выпускной клапан цилиндра – отработанные газы выходят в выхлопной коллектор.

Таким образом получается, что любой ДВС – это по сути насос, который способен черпать энергию из прокачиваемого топлива, сгораемого в нем в процессе прокачки.

Работа ДВС невозможна без двух дополнительных систем – системы подачи топлива и системы зажигания. Об этом беспокоятся инжектор или карбюратор со свечами зажигания. О них мы расскажем в следующих статьях.

Сборка ДВС видео

Схема работы четырёхтактника

Суть механизма четырёхтактного двигателя заключается в увеличенном числе фаз и задействовании клапанов. Таким образом, рабочий цикл 4-тактного карбюраторного двигателя проходит в 4 этапа: помимо сжатия и расширения, есть ещё впуск и выпуск. Вместе с впуском поршень переходит из ВМТ в НМТ. В это время кулачки распредвала обеспечивают попадание топливной жидкости в цилиндр.

Возвратный ход поршня сжимает жидкость и поднимает её температуру. Перед самим сжатием свечи образуют искру, которая поджигает смесь. Та сгорает и выдаёт горючий газ, опускающий поршень вниз. Когда он оказывается в нижней позиции, открывается выпускной клапан. Через него поднимающийся вверх поршень выталкивает газы из цилиндра. Так протекает третий такт – выпуск. По достижению ВМТ клапан закрывается, а весь цикл повторяется сначала.

Итог соревнования лодочных моторов

Итак, что получается? Плюсы 4-т мотора — низкий уровень шума и экономичный расход топлива. Рассмотрим подробнее первый пункт. Да, 2-т двигатель на малых оборотах и на холостом ходу звучит гораздо громче, но при оборотах около 4 тыс. разница практически не заметна опытному уху рыболова. Да и мотор шумит только до тех пор, пока вы не выплывете на середину водоема, где сразу же его заглушите. Так что этот довод не является веским настолько, что необходимость переплаты становится очевидной.

Читать еще:  Что такое итон для двигателя

Что же насчет экономичности — это факт, с которым бессмысленно спорить. Действительно четырехтактник поглощает гораздо меньше топлива. Это значит, что загрузка лодки также будет меньше, и стоимость выезда снизится.
Но стоит учесть, что цена на него значительно выше, а вес больше. Так что, чтобы уверенно заявлять об экономии, необходимо узнать: покрывает ли экономия на топливе разницу цен, и весит ли мотор меньше, чем его более легкий аналог с запасом топлива.

На официальный сайте Ямаха, публикуются замеры производительности моторов. Для сравнения были взяты 2 ПЛМ средней мощности:
представитель лагеря двухтактных двигателей — Yamaha 50TLR;
его оппонент — Yamaha F50TLR.
Yamaha 50TLR проходил испытания на лодке Sundance FX 17 Flicker (полный вес во время поездки 710 кг). Yamaha F50TLR испытывали на лодке Key West 166 SK (полный вес 623 кг).
Как вы видите, условия не идеальные — разный вес и параметры лодок. Просто учтем, что 4-т двигатель немного впереди уже на старте.

Данные по результатам сравнения мы свели в таблицу:

Большинство владельцев судов предпочитают движение на оборотах от перехода на глиссер до 5 000. Это оптимальный диапазон, чтобы развить хорошую скорость, но при этом не расходовать слишком много топлива. Из таблицы видно, что на этом отрезке 4-т мотор экономит примерно 20,27%. Перейдем в абсолютную величину и получим разницу расхода в 2,65 л/ч.
Теперь переведем результаты в денежный эквивалент. Актуальная цена на сегодняшний день для Yamaha 50TLR 356 400 руб., Yamaha F50TLR — 436 000 руб. Значит, 4-т двигатель дороже на 79 600 руб., зато расходует меньше бензина.

Теперь подсчитаем, когда же мотор окупится. Итак, ежечасно экономия составляет 2,65 л бензина. Сегодня стоимость 92 составляет примерно 42,40 руб/л. Считаем экономию в рублях:
42,4 * 2,65 = 112,36 руб.
Теперь рассчитаем, за сколько моточасов окупится переплата за 4-т ПЛМ:
79 600 / 112,36 = 708 часов.
То есть Yamaha F50TLR должен продержаться 708 часов только чтобы экономия на топливо покрыла разницу в ценах!
В среднем за сезон заядлый рыболов может проехать 50 моточасов, так что возьмем немного усредненное значение: 40 часов. Таким образом, двигатель вернет потраченный излишек за:
708 / 40 = 17,7 сезона.
То есть должно пройти 18 лет, чтобы покупка 4-т ПЛМ стала оправданной. Это можно назвать экономией? Ну это естетсвенно по фактору «Экономии топлива».

Применение в настоящее время

Четырёхтактные двигатели бывают бензиновыми и дизельными. Применяются эти двигатели на транспортных или стационарных энергоустановках. Использовать такой двигатель рекомендуется в случаях, когда есть возможность регулировать соотношение оборотов, мощности и крутящего момента.

Например, если двигатель, работает в паре с электрогенератором, то нужно выдерживать нужный диапазон оборотов. А при использование промежуточных передач, четырёхтактный двигатель можно адаптировать к нагрузкам в достаточно широких пределах. То есть использовать в автомобилях.

Вернёмся к истокам его создания. В группе изобретателя Отто работал очень талантливый инженер Готлиб Даймлер, он понял что значит четырехтактный двигатель, его перспективы развития, и предложил на базе четырёхтактного двигателя построить автомобиль. Но шеф не посчитал нужным что-то менять в двигателе, и Даймлер, увлеченный своей идеей, покинул мэтра.

Читать еще:  Volkswagen touareg какой двигатель лучше

И через некоторое время, вместе с другим энтузиастом Карлом Бенцом в 1889 году создали автомобиль, который приводился в движение именно бензиновым четырехтактным двигателем внутреннего сгорания изобретателя Отто.

Эта технология с успехом используется и сегодня. В случаях, когда силовая установка работает на переходных режимах или режимах со снятием частичной мощности ‒ она незаменима, так как обеспечивает стабильную устойчивость процесса.

Теперь, дорогой друг, ты в общих чертах знаешь что значит четырехтактный двигатель, где он используется. Теперь ты стал на голову выше. Но не скупись полученой информацией, поделись с друзьями. К твоим услугам кнопки социальных сетей.

Да и подписаться можно на наш блог, чтобы всегда быть в курсе интересного материала, а его всегда много и будет еще больше.

До новых встреч!

На земле, в воде и в небесах

В конце 1889 года семью Готтлиба Даймлера потрясла трагедия. Умерла его жена Эмма, что серьезно повлияло и на здоровье конструктора.

Между тем, компанию ждали большие перемены. Завод получил финансовые вливания и трансформировался в корпорацию Daimler Motoren Gesellshaft или DMG. Техническим директором компании стал Даймлер, а главным конструктором — Майбах.

Эмблемой компании была выбрана трехлучевая звезда, заключенная в круг. Эта эмблема сейчас принадлежит марке Mercedes-Benz. Она означала, что компания изготавливает двигатели для трех стихий: для земли, воды и для небес.

Вскоре моторостроительная корпорация стала получать военные заказы и вместе с инвестициями к управлению заводом пришли совсем иные люди.

Набирающей мощь Германии требовались моторы для дирижаблей и для военно-морского флота, а убежденность Готлиба Дайлера в перспективности автомобильной техники только раздражала совет директоров. В итоге, вместе с разработкой новых моторов, новые управленцы стали выдавливать прежних руководителей. Уже через год после реорганизации предприятия Совет директоров вынудил покинуть свой пост главного инженера Вельгельма Майбаха, а Готлиб Даймлер фактически потерял контроль над своим заводом. Измотанный смертью жены и трудностями на службе, он в 1992 году слег с инфарктом и оставил компанию новым директорам.

Между тем дело великих конструкторов жило. Бензиновые моторы действительно завоевывали пространства и поднимались в небеса. Последующая борьба акционеров и споры о путях развития не сломили прогрессивного духа. Со временем Daimler Motoren Gesellshaft (DMG) превратилась в крупную военно-промышленную корпорацию. Смерть Готлиба Даймлера от сердечного приступа в 1900 году не позволила ему стать свидетелем, одновременно триумфа и трагедии его детища. Моторы DMG воевали на полях сражений Первой мировой и стали основой авиации Германии.

До сих пор корпорация Daimler является ключевой компанией в Германии и в Европе. Производство автомобилей Mercedes-Banz и «Daimler Trucks» лишь малая ее часть.

В настоящее время Daimler AG владеет долями в следующих компаниях: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation (85,0 % акций), Automotive Fuel Cell Cooperation (50,1 %). Daimler AG также является крупнейшим владельцем и поставщиком Airbus Group.

По прежнему трехлучевая звезда Готлиба Даймлера господствует в трех средах: на земле, воде и в воздухе.​

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector