Mio-tech-service.ru

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

Что такое спуновский двигатель

Совершенство непосредственности: 80 лет эволюции моторов с прямым впрыском

Непосредственный впрыск для многих автомобилистов, особенно не понаслышке знакомых с аббревиатурами GDI и FSI, стал настоящей страшилкой. Топливные насосы ценой в полмотора, вечно засоряющиеся форсунки, сопутствующие проблемы… Разбираемся, зачем вообще на автомобилях внедрили прямой впрыск в камеры сгорания и как он развивался на протяжении последних десятилетий.

Битва в воздухе

Так уж получилось, что первые двигатели внутреннего сгорания были рассчитаны на работу на газовоздушной смеси, а вовсе не на жидкости. И именно возможность создания простейшего устройства испарения топлива позволила бензиновым моторам завоевать себе главенствующее место в мире, потеснив и паровые машины, и дизели. Бензиновые моторы и сейчас порой ошибочно называют «карбюраторными», отдавая дань той схеме питания, с которой они родились и развивались почти столетие.

В противоположность карбюраторным моторам дизели не называли «моторами с непосредственным впрыском» – ограничивались классификацией по типу топлива. И очень правильно сделали, ведь перед Второй мировой непосредственный впрыск массово появился на бензиновых авиационных моторах. Внедряли такие системы питания для повышения надежности работы компрессорных двигателей при больших ускорениях и при сильном изменении как атмосферного давления, так и давления наддува. Об экономичности, заметим, тогда задумывались мало.

Первым «непосредственным» мотором считается немецкий Daimler -Benz DB601, который испытали еще в 1935 году, а в серию он пошел после 1937-го. Кстати, производили его в Италии – как Alfa Romeo , а в Японии – как Kawasaki . Его наследник DB 605 оснащался непосредственным впрыском, а заодно и турбонаддувом, прямо как современные моторы TSI . И имел очень высокую для тех лет степень сжатия – 7,3/7,5.

Эти V -образные 12-цилиндровые двигатели применялись на самых массовых немецких истребителях второй мировой – Me 109 в различных вариантах, и обеспечивали им очень высокую мощность и высотность. Не в последнюю очередь благодаря удачному сочетанию системы питания и наддува. Лицензию на DB 601 дали и другим производителям авиамоторов «стран Оси», и к немецкому опыту приобщились моторостроители Италии и Японии.

По другим данным, первенцем все же является Jumo 210G, но сейчас это не столь принципиально. В итоге СССР, США и Англия от немцев немного отстали, но свои моторы с такой системой впрыска сделали и войну выиграли. А «непосредственный» мотор конструкции Швецова, АШ-82ФН, послужил основой для двигателей пассажирских Ил-12/Ил-14. Кстати, на этой модификации впрыск был комбинированным – для улучшения пусковых качеств.

На фото двигатель АШ-82ФН

Что роднит все авиационные моторы с непосредственным впрыском этого поколения? Высокая сложность обслуживания и эксплуатации. Но для военных нет такого слова, как «дорого», да и слово «сложно» тоже их не волнует, если итоговая надежность работы и характеристики их устраивают. Победа нужна любой ценой – даже в технике.

Бензин с примесью масла для смазки ТНВД (топливного насоса высокого давления), тонкая настройка топливной аппаратуры и ресурс всего мотора в пределах 200-400 часов – это не страшно. Главное – устойчивая работа при высочайших перегрузках, когда пилот уже теряет зрение, а конструкция трещит по швам, работа в перевернутом положении, работа при температуре воздуха -50 °C и при жаре +40 °C. Да к тому же карбюраторы очень плохо сочетались с системной наддува, которая обязательно применялась на высотных истребителях и бомбардировщиках, так что непосредственный впрыск был очень удачной заменой.

Попытка номер раз, ТНВД и насос-форсунки

После войны непосредственный впрыск «на гражданке» не прижился – очень известный Mercedes 300 SL считать «обычной машиной» как минимум странно. Borgward недолго выпускал свой 700 Sport с двухтактным (!) мотором непосредственного впрыска. Зато гоночные автомобили оценили новые возможности: и Ferrari, и Mercedes успешно опробовали новшества.

Знаменитый гонщик Хуан Мануэль Фанхио на Mercedes Typ W 196 с непосредственным впрыском выиграл чемпионат мира Формулы-1 1954 и 1955 годов. Правда, подавляющее преимущество над соперниками дал вовсе не впрыск, а возможности команды и десмодромный ГРМ рядного восьмицилиндрового мотора с рабочими оборотами 8 500 в минуту. А после разрешения в регламенте Формулы наддува непосредственный впрыск применили и в Ferrari . И на протяжении нескольких лет успели опробовать какое-то количество конструктивных схем системы питания. Надо сказать, весьма успешно.

Суть конструкции мало изменилась с сороковых годов: все тот же практически «дизельный» ТНВД и простые форсунки. Варьировалось только конструктивное исполнение: форсунки могли быть боковыми с верхним, нижним или центральным расположением, а топливный насос различался по способу регулирования и количеству настроенных режимов.

Попробовали почти все варианты исполнения системы, доступные на тот момент. Вскоре выяснилось, что надежность топливной аппаратуры оставляет желать лучшего, настройка крайне сложна, а при отказе системы растет риск выхода из строя мотора целиком. Это уже не говоря об очень высокой цене такой системы питания. Плюс, для атмосферных моторов прирост мощности оказался откровенно невелик, а экономичность все еще не имела особого значения при проектировании автомобилей. По сути, основной причиной экспериментов с впрыском было широкое внедрение наддува на гоночных машинах того периода.

Читать еще:  Штатный двигатель что это

Главная претензия была к возможностям настройки ТНВД – их не хватало даже для гоночных машин. Регулирование по давлению во впускном коллекторе и степени открытия дроссельной заслонки показало себя не очень точным. Попытки приспособить электронику для управления еще больше снижали надежность, хотя идея была не нова – впервые электроуправляемый впрыск появился еще на мотоциклах Guzzi в 1939 году.

Форсунки тоже оказались очень уязвимы – не зря на тот момент многие производители предпочли вариант с их боковым расположением на стенке блока ниже ВМТ (верхней мертвой точки), где поршень закрывал форсунку в момент воспламенения. Это немного уменьшало закоксовывание и шансы на перегрев форсунки, но всех проблем не решало, к тому же создавало новые – с поршневыми кольцами, например.

В общем, карбюратор и набирающий популярность обычный распределенный впрыск на тот момент оказались лучше за счет более простой и надежной конструкции. Причем как на гражданских машинах, так и на гоночных. В конце 60-х о прямом впрыске забыли, и надолго, а заодно запретили наддув в большинстве гоночных классов. Прогресс в этом направлении остановился.

Попытка номер два, уже с электроникой

Снова вспомнили о технологии уже в девяностые годы, когда обычный распределенный впрыск с электронным управлением прочно завоевал свое место под солнцем. Компания Mitsubishi вложила немало сил в развитие и рекламу моторов GDI , а Toyota – двигателей D 4. У обоих был непосредственный впрыск.

В первую очередь акцент делался уже на экономичность такого решения – на малой нагрузке такой мотор в теории мог работать на сверхобедненной смеси, с соотношением бензин-воздух порядка 40 к 1 вместо «идеального» 14,7 к 1.

А вот на практике получилось не так уж здорово.

Сниженного расхода топлива добиться было нереально. Моторы Mitsubishi на целом ряде модификаций, особенно европейских, вообще не работали на переобедненной смеси, прошивка этого не позволяла. И даже если мотор имел подобные режимы, то в реальной эксплуатации работал на них очень редко. Система управления старалась их не допускать для предотвращения излишних выбросов окислов NO – с ними не могли справиться даже очень дорогие специальные катализаторы.

А вот топливная аппаратура оказалась отменно капризной – в частности, пусковые качества в холодную погоду пострадали. Хорошо хоть с настройкой режимов работы мотора проблем не возникло благодаря широкому внедрению электроники.

Зато уже на примере первых моторов GDI накопился богатый опыт, который говорил о плохих условиях работы впускных клапанов и повышенной склонности к залеганию поршневых колец. Компания даже специально разработала жидкость для раскоксовки – Mitsubishi Shumma , которая до сих пор остается единственным специализированным «заводским» средством для подобного применения. Других сопутствующих проблем тоже хватало – например, форсунки пропускали топливо в масло, причем в больших количествах. Особых проблем это не доставляло, пока объем бензина не превосходил объем масла.

«Тойотовцы», в отличие от своих соотечественников, благоразумно решили не выводить свои «непосредственные» моторы за пределы домашнего рынка, а вот Mitsubishi , что называется, получили «по полной». Удар по репутации получился значительный, и последствия аукаются до сих пор.

Возможности на новом уровне

После устранения первых «детских болезней» плюсы стали более очевидными. Такие моторы позволяли почти избежать риска детонации до момента зажигания, а значит – безбоязненно повышать степень сжатия бензиновых моторов до практического максимума в 12:1 – 13:1 и не снижать ее для двигателей с компрессорами и турбонаддувом. Некоторое уменьшение надежности работы почти окупалось снижением расхода топлива и повышенной мощностью.

Особенно удачно все сложилось для «даунсайзинговых» моторов, ведь малый объем, высокий КПД и хорошие возможности для форсирования – это как раз то сочетание, которое было просто необходимо европейским автопроизводителям, зажатым в тиски правил ЕС по ежегодному снижению расхода топлива.

При малой нагрузке и большом коэффициенте остаточных газов в цилиндре, в результате работы системы EGR или фазовращателей, можно было побаловаться и работой на сверхобедненной смеси, и послойным смесеобразованием. Выбросы NO при этом удается удержать в пределах нормы, меньше, чем у дизельных моторов. Особенно хорошо себя проявили при этом быстродействующие форсунки высокого давления, например, с пьезокерамикой. Впрочем, по сравнению с даунсайзингом все это большого эффекта уже не дает.

Новые моторы с непосредственным впрыском не пришлось долго ждать. FSI моторы от VW , а вслед за ними и TFSI – уже с турбонаддувом и компрессорами. CGI версии двигателей от Mercedes были в основном компрессорными, реже – атмосферными, и лишь в последние годы – с турбонаддувом. Следом – непосредственный впрыск на моторах BMW , Opel , Ford и всех остальных…

Читать еще:  Гул двигателя при 2000 оборотах

Сейчас найти в Европе двигатель с обычным распределенным впрыском и без турбонаддува – целая проблема. Для машин до D -класса включительно такие можно пересчитать по пальцам. Автопроизводители Японии и США направление развития поддержали, но широкий выпуск таких моторов начали гораздо позже, когда европейские производители уже набили шишек на вопросах надежности и экологичности.

Кстати, оба первопроходца в лице Mitsubishi и Toyota все эти годы держали в производственной гамме совсем мало моделей с непосредственным впрыском: эксперименты показали, что атмосферным моторам он не очень нужен, а турбированного даунсайза у них в производственной гамме попросту не было.

В следующей части материала о непосредственном впрыске мы поговорим о тонкостях его конструкции, проблемах в эксплуатации, плюсах и минусах… А еще попытаемся понять, может ли он хотя бы теоретически стать столь же надежным, как заслуженный распределенный впрыск, к которому мы все так привыкли.

Пороховой двигатель основан на многих предыдущих идеях и научных открытиях, независимо разработанных несколькими людьми.

Ранние устройства были нацелены только на подъем и / или удержание веса (обычно для изучения и демонстрации физики), в то время как двигатели нацелены на непрерывное выполнение работы (обычно с намерением сделать что-то полезное).

Вакуумные устройства для подъема / удержания груза

Леонардо да Винчи описал в 1508 году устройство для «подъема тяжелых грузов с помощью огня» с использованием пушечного ствола и пороха.

Галилео Галилей провел тщательные эксперименты по поднятию тяжестей с помощью вакуума. Отто фон Герике практически исследовал вакуум, но для его создания использовал насосы.

Роберт Гук скрыл фразу, которая переводится как «вакуум», оставленный огнем, поднимает тяжесть. в его книге 1676 года « Описание гелиоскопов и других инструментов» .

ранние двигатели

Самые ранние упоминания порохового двигателя, по-видимому, принадлежат Сэмюэлю Морланду в 1661 году. Оно состоит исключительно из патентного письма, написанного королем Карлом Вторым, которое было получено в Уайтхолле 11 декабря 1661 года. Никакой другой информации об этом «двигателе» не сохранилось. , но описание подразумевает использование вакуума и порошка для забора воды.

Следующее известное упоминание Жана де Отфёйля в 1678 году было предложено как решение проблемы подъема воды из Сены для снабжения Версаля . Он представил две идеи: в одной использовался вакуум, как идея Морланда, а во второй использовалась U-образная трубка с водой с одной стороны и воздухом с другой. Когда порох зажигался на стороне, заполненной воздухом, повышение давления заставляло воду подниматься на другую сторону.

Как и в ранних конструкциях паровых двигателей , эти двигатели использовали воздух или вакуум, создаваемый порохом, для непосредственного подъема воды. Не было никаких механических частей, как современные двигатели, которые переводили бы мощность в виде давления газа в любую необходимую механическую форму.

Аксиально-поршневые

Двигатели данного типа очень похожи по своей конструкции на обычные двигатели внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом. Аксиально-поршневые двигатели лучше подходят для размещения в корпусе торпеды, но при этом уже знакомая нам проблема с подачей окислителя не решается. Также как и торпедам с турбинными двигателями — им требуется подача окислителя для сжигания топлива. Также работа такого двигателя сопровождается большим шумом и демаскирует торпеду и место расположения подводной лодки или корабля, запустивших торпеду.

Электрические

  • Простота конструкции
  • Низкая стоимость
  • Низкий уровень шума
  • Отсутствие демаскирующих выбросов газа
  • Возможность остановки с последующим возобновлением работы двигателя

Ядерные энергоустановки

Энергетические установки с делящимися веществами на борту могут преодолевать огромные расстояния, а также смогут «залечь на дно» на длительное время в ожидании приказа. Для выделения достаточной энергии для питания электроники требуется малошумное и слабоизлучающее устройство. Основная проблема уменьшения ядерных реакторов — минимальная толщина металла, способного удерживать поток нейтронов внутри установки и не выпускать их наружу. Из-за этого двигатель в любом случае получается не таким маленьким, как хотелось бы. Поэтому большинство подобных торпед будут напоминать маленькую подводную лодку. К сожалению, информации по данному вопросу очень мало, так как большинство таких установок держится в строжайшем секрете.

По всей видимости, торпеда «Шквал» станет последней, которая удивила весь мир.

Инженеры — разработчики вооружения военно-морского флота всех стран были потрясены, когда в 1998 году выяснилось, что в России разработана торпеда, способная перемещаться со скоростью более 370 км/ч. Современная торпеда Шквал может развивать скорость до 200 узлов.

Скорость в 200 узлов в пять-шесть раз превышает скорость обычной торпеды, и представляет угрозу для больших кораблей, особенно авианосцев.

На самом деле это уже не совсем и торпеда, а настоящая подводная ракета. В мире нет торпед, оснащенных гребными винтами, которые могли бы приблизиться к российскому «шквалу» по скорости доставки смертельной для любого судна порции взрывчатого вещества.

Читать еще:  Вода в поддоне двигателя почему

Торпеда «Шквал». Сразу видно, что нет обычных гребных винтов или хвостового оперения (хотя, как говорят, ребра установлены).

Поскольку кавитация неизбежна, инженеры использовали ее, чтобы уменьшить сопротивление движению вперед. Появился новый термин «суперкавитация». Такая скорость достигается за счет специального устройства на носу торпеды — кавитатора. В результате кавитации — в центре передней части (каверне) образуется маленький пузырек воздуха, который создает область разряжение, в которую подается газо-воздушная смесь, которая как-бы обволакивает корпус торпеды и позволяет преодолевать сопротивление воды.

При скорости, с которой движется «Шквал», он может буквально пробить дыру в корпусах большинства кораблей США / НАТО / АСЕАН и потопить его без взрывной боеголовки.

Данную блесну можно и нужно комбинировать с миниатюрными силиконовыми приманками. Подгибая ус, следует насадить виброхвост или твистер на крючок. В итоге получается подвижный хвостик. При проводке такой вариант уже гораздо чаще провоцирует хищника на атаку.

Конечно, когда у щуки жор, то ей без разницы, есть хвост у приманки или отсутствует. А вот когда клёва нет, тогда вот такие мелкие нюансы способны спровоцировать щуку на атаку. Особенно при рыбалке на запрессованных водоёмах, где можно ходить целый день с самыми лучшими колеблющимися блеснами и за день не получить ни одной поклевки. Поэтому именно в таких сложных и тяжелых условиях подобные нюансы раскрываются полностью и определяется их истинная значимость. При отсутствии клева можно попробовать данную блесну в комбинации с силиконовой приманкой и довольно часто это положительно сказывается на результативности ловли.

Notable modifications [ edit ]

Race cars [ edit ]

Spoon has been credited for making Honda a contender in motorsports through its racing modifications. [7] In Japan, Spoon Sports is particularly recognized as a leader in time attack and performance using Honda vehicles such as the Integra Type R, NSX, the S2000, [8] and the Civic. The very first racing car attributed to Spoon Sports was Ichisima’s own Honda Civic E-AT. The vehicle, which became the basis of Spoon, participated in the Japan Touring Car Championship. It held the distinction of the first Honda Civic to join the race. [4]

In 2008, Spoon launched the Spoon Honda NSX-R GT, which is based on the second-generation, 2002 Honda NSX-R. [9] This vehicle was modified to meet the requirements of the Japanese Super GT racing regulations. [9] In 2017, Spoon Sports fielded the Unlimited Class FD2 Honda Civic Type R, which set a record lap during the Global Time Attack at the Buttonwillow Raceway Park. [10] The company modified this vehicle as a front-wheel-drive racing car with Formula 1-style center-seating position.

In the course of its 20-year racing history, Spoon has distinguished itself in endurance racing, excelling in events like the 24-hour Nürburgring, the 25-hour Thunderhill, and Super Taikyu. [11]

Spoon-themed race cars are distinguished by a combination of blue and yellow livery while road cars are typically in white. [12] The race car color scheme, however, is increasingly getting more diversified after Spoon raced the S2000 in 2012. [12]

Aftermarket parts [ edit ]

Spoon has also produced iconic aftermarket parts such as the Spoon SW388, a lightweight aluminum forged wheel. [13] This wheel is comparable to the Volk Racing TE37 in terms of popularity, and is noted for its five-spoke design. [13] The company is also known for its more radical synchronized gear kits for vehicle transmission, noted for its extremely close ratio. [14] The Momo steering wheel, which it developed with the Italian car accessories company Momo, is another popular Spoon product around the world. [15]

Как не стоит делать

Неправильно решать проблему отсоединением вентиляционной трубки картера от клапанной крышки и выводом его под машину — это только крайняя мера, помогающая добраться до гаража или близлежащего сервиса. Дело в том, что шланг начнёт собирать пыль, подсасывая при работе поршней грязный уличный воздух. Такая экономия на полноценном восстановлении системы лишь усугубит ситуацию. Всё может закончиться сложным капремонтом агрегата, так как быстро износится ЦПГ, коленвал и другие узлы.

Каждые 10–15 тыс. километров пробега сапуны желательно осматривать, особенно если машина часто эксплуатировалась вне асфальта. Также обращать на эти детали внимание надо при обнаружении течи масла на ДВС. Делается это путем снятия устройства и осмотра хода крышки. Она должна свободно перемещаться, без залипания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector