Легковые автомобили с двс

Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.

В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

• Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
  • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
  • инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
  • дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
• Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
• Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Особенности их устройства заключаются в преображении тепловой энергии в механическую работу с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

1. Впуск топлива;
2. Сжатие топлива;
3. Сгорание;
4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

1. ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
2. Система смазки;
3. Система охлаждения;
4. Система подачи топлива;
5. Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

• Распределительный вал;
• Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
• Детали привода клапанов;
• Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

• Масляный картер (поддон);
• Насос подачи масла;
• Масляный фильтр с редукционным клапаном;
• Маслопроводы;
• Масляный щуп (индикатор уровня масла);
• Указатель давления в системе;
• Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

• Рубашка охлаждения двигателя;
• Насос (помпа);
• Термостат;
• Радиатор;
• Вентилятор;
• Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

• Топливный бак;
• Датчик уровня топлива;
• Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
• Топливные трубопроводы;
• Впускной коллектор;
• Воздушные патрубки;
• Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

• Выпускной коллектор;
• Приемная труба глушителя;
• Резонатор;
• Глушитель;
• Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Источник статьи: http://wikers.ru/articles/ustrojstvo-dvigatelya.html

На каких машинах стоят двигатели миллионники: ТОП — 10 ДВС

Исследования показывают, что при покупке автомобиля потенциального владельца чаще всего интересует ресурс и надежность двигателя, а расход топлива и динамика отходят на второй план. Поэтому двигатели миллионники, и список автомобилей на которые они ставятся пользуется спросом на протяжении десятков лет, даже когда эти машины уже сходят с конвейера.

Моторы, которые проходят миллион километров хотя бы с одним капремонтом в наш рейтинг не попадают. Условно двигатели можно разбить на две большие группы – дизельные и бензиновые, поэтому в рейтинге мы разделим их на эти группы.

Дизельные двигатели

Считается что дизельный мотор сам по себе надёжнее. Рассмотрим 5 агрегатов проверенных временем.

1 Volkswagen 1.9 TDI

Если сегодня к моторам Volkswagen возникает множество вопросов, то к ставшему легендарным дизелю 1.9 TDI до сих пор практически нет претензий. Он появился в 1991 году и в различных модификация выпускался до 2010 года.

Несмотря на характерную «дизельную» шумность, двигатель очень популярен, поскольку кроме высочайшей надежности от еще и экономичен. Минимальный ресурс, на который он рассчитан составляет 300 тыс. км, но при нормальном обслуживании самого мотора и топливной системы он пройдет гораздо больше миллиона километров. При этом нужно следить за регламентным обслуживанием, состоянием турбины и ролика натяжения ремня навесного оборудования.

За время своей долгой службы этот двигатель устанавливался на Фольксваген Поло, Гольф, Пассат, Шаран и Туран. Его ставили на Ауди 80, А3, А4, А6, большинство моделей Шкода и Сеат.

2 Mercedes-Benz OM602

Один из самых известных и надежных дизельных двигателей – пятицилиндровый Mercedes-Benz OM602. Он пробыл на конвейере почти двадцать лет с 1985 п 2002 год. Он устанавливался на модели W124 иW201, внедорожники G-class, микроавтобусы Sprinter. Благодаря потрясающей надежности его встречают и на кузовах W210.

Они не отличаются высокой мощностью – в различных модификациях с объемами от 2.5 до 2.9 л, он выдает от 90 до 130 сил. Тем не менее, экономичность и высочайшая надежность привели к тому, что и сегодня на дорогах ездит большое количество автомобилей, оборудованных Mercedes-Benz OM602.

Полмиллиона километров с двигателем не бывает проблем, а при надлежащем обслуживании он способен пройти более двух миллионов.

3 BMW M57

Рядный шестицилиндровый дизель славится BMW M57 высокой мощностью и надежностью, что необычно для этого типа силовых агрегатов. В различных модификациях этот турбированный силовой агрегат выдает от 201 до 286 лошадиных сил при рабочих объемах 2.5-3.0, что стало причиной изменения мнения о дизеле, как о простом трудяге, он смог придать автомобилям спортивный характер.

Этот мотор устанавливался на модели трехсотой, пятисотой и шестисотой серии, кроссоверы Х3, Х5 и Х6, легендарный Range Rover.

Этот мотор массово выпускался с 1998 года по 2008 год, после чего его начали менять на новые версии. Тем не менее и сегодня на дорогах можно встретить множество моделей БМВ, на которые установлен именно М57, разменявший пробег в миллион километров.

4 Toyota 1HD-FTE

Японский дизель объемом 4.2 и мощностью 202 лошадиные силы, под маркировкой 1HD-FTE можно встретить на Toyota Land Cruiser серий 80 и 100.

От других двигателей семейства он отличается ТНВД с электронной системой управления и обновленной турбиной СТ20В. Несмотря на довольно большой, как для дизеля расход топлива, который на Ленд Крузере в условиях города может достигать 14 л на 100 км, его очень любят автолюбители.

Опыт показывает, что у подавляющего большинства двигателей вообще не возникает проблем до 600 тыс. км пробега. А при надлежащем обслуживании навесного оборудования, топливной системы и нагнетателя он легко пройдет более миллиона километров.

5 Mercedes-Benz OM642

Еще одни представитель знаменитого немецкого концерна – V-образный шестицилиндровый дизель Mercedes-Benz OM642 объемом 3.0. Выпускается в нескольких модификациях и выдает от 184 до 235 лошадиных сил при максимальном крутящем моменте 540 Н·м. Он выпускается с 2005 года и за это время отлично зарекомендовал себя как с точки зрения надежности, так и экономичности.

Мотор устанавливается практически на всех моделях C-Class, CLS-Class, G-Class, ML-Class, Sprinter.

Важно, что именно этот дизель полноценно заменил бензиновые силовые агрегаты того же класса, с которыми у штутгартского производителя возникали проблемы. Он практически не имеет проблем с надежностью при своевременном ТО.

Единственное замечание – мотор требует чистки вентиляционных каналов каждые 100 км пробега. Тогда он пройдет гораздо больше миллиона километров.

Бензиновые двигатели

Эти моторы прошли и Крым и Рим. 5 самых ресурсных бензиновых ДВС выглядят так.

1 Mitsubishi 4G63

Бензиновый мотор Mitsubishi 4G63 объемом 2.0 появился в 1982 году, пережил несколько глубоких модернизаций, и стал надежной платформой для разработки новых силовых агрегатов. Он до сих пор выпускается по лицензии некоторыми китайскими компаниями.

В разное врем он устанавливался на модели Lancer Evolution, Galant, L300, Pajero, Hyundai Sonata, Kia Optima. Установка на модели сторонних производителей еще раз подчеркивает его надежность.

К наиболее надежным из современных модификаций этого двигателя относят 144-сильный шестнадцатиклапанный вариант с инжектором. Он имеет огромный потенциал для совершенствования за счет большого запаса прочности. Благодаря этому его пробег без капитального ремонта может достигать миллиона и более километров. Турбированные версии не так долговечны, но своем классе тоже являются эталоном.

2 Toyota 3S-FE

Среди бензиновых четверок мотор Toyota 3S-FE считается классикой надежности. Он выпускался в период 1986-2000 годов, отличался высокой отдачей и простотой конструкции. В этом 2-х литровом агрегате применен распределенный впрыск топлива, что позволило снять мощность от 128 до 140 сил.

Мотор вышел настолько удачным, что его устанавливали на большинство моделей Тойота: Camry, Corona, Avensis, RAV4 оборудовались 3S-FE.

Опыт показывает, что при минимальном уходе этот двигатель легко переносит высокие нагрузки, остается ремонтопригодным, может пройти от пятисот тысяч до полутора миллионов километров без капитального ремонта. А вот варианты с нагнетателем менее надежны, но более динамичны.

3 Opel 20NE

Одним из подтверждений надежности бензинового двигателя Opel 20NE объемом 2.0 является то, что он зачастую переживает автомобили, на которые устанавливается. Мотор появился в 1987 году и был разработан в сотрудничестве с GM, а его выпуск был прекращен только в 1999 году.

Сегодня можно встретить Опели марок Kadett, Astra, Omega, Vectra и даже Frontera, с вполне нормально работающими Opel 20NE. Его устанавливали и на другие марки, выпускаемые концерном GM.

В различной степени форсирования этот мотор выдает от 114 до 130 сил, но это никак не сказывается на его надежности. Предлагаются и версии с туробонаддувом, но их пробег ниже, чем у атмосферных вариантов.

4 Toyota 1JZ-GE и 2JZ-GE

Бензиновые шестерки с рядной компоновкой Toyota 1JZ-GE и 2JZ-GE зарекомендовали себя как одни из самых надежных двигателей. Они вышли в 1990 году и выпускались 17 лет, за это время вышло несколько модификаций объемами 2.5-3.0 литра.

Чаще всего этими силовыми агрегатами комплектовались праворульные машины для внутреннего рынка: Мark II, Supra, Crown, они ставились на Lexus LS 300 и GS300, предназначенные для американского рынка.

Главным преимуществом этого двигателя является его простота и продуманность. Эксперты говорят о том, что в нем просто нечему ломаться, поскольку вывести его на критические режимы работы очень сложно. Поэтому обе модификации без проблем проходят миллион километров, имея дополнительный запас хода.

5 BMW M30

Знаменитый журналист и телеведущий Джереми Кларксон когда-то заявил, что в BMW не умеют делать четырехцилидровые двигатели. Но это совершенно не касается шестицилидрового рядного бензинового мотора M30, ставшего настоящей легендой.

Начало его выпуска пришлось на 1968 год, а закончилось все аж 1994 году, почти 30 лет он устанавливался практически на все модель баварского концерна, выпускавшиеся в этот период!

В разное время предлагалось несколько версий объемами 2.5-3.4 литра, которые выдавали от 150 до 220 сил. В этом двигателе нет ничего лишнего – чугунный блок, алюминиевая головка блока цилиндров с 12 клапанами, валы и цепной привод ГРМ. Это позволяет двигателю проходить миллион километров без всяких проблем. Это же можно сказать и о следующей модификации М50, объемами 2.0-2.5 литра с теми же мощностями. А вот версия М52, хоть и более динамичная, не может похвастаться столь большим ресурсом.

Источник статьи: http://cars-rating.ru/raznoe/na-kakih-mashinah-stoyat-dvigateli-millionniki