• Новости по rss

    Подписаться Подписаться на новости
  • Двигатели внутреннего сгорания. Характеристики

    Механика двигателей

    Двигатели внутреннего сгорания. Характеристики

    Как известно, двигатель - это машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. Двигатели, осуществляющие непосредственное преобразование энергии природных ресурсов (например, тепловые), называют первичными, прочие двигатели (к ним относятся, в частности, электрические) называют вторичными. Вырабатываемая двигателем автомобиля механическая энергия может частично или (в определенных случаях) даже полностью преобразовываться в другие виды энергии в целях обеспечения движения автомобиля, работы его агрегатов и систем или привода дополнительного оборудования.
      Двигатели внутреннего сгорания

    Двигатель внутреннего сгорания

    Когда говорят об автомобильном двигателе, обычно подразумевают двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Несмотря на его недостатки, до настоящего времени никакие другие двигатели в автомобилестроении не могут составить ему конкуренцию. Основной причиной этого является большая удельная мощность ДВС (мощность, отнесенная к массе двигателя и емкостей с энергоносителями) по сравнению с другими типами двигателей. Используемые на автомобилях двигатели внутреннего сгорания могут различаться по конструкции (поршневые, роторно-поршневые, газотурбинные), способу воспламенения горючей смеси (с искровым зажиганием и воспламенением от сжатия) и другим параметрам.
    В сравнении с поршневыми роторно-поршневые двигатели отличаются меньшей массой и инерционностью, что может обеспечить автомобилю лучшие динамические качества, но имеют худшие показатели токсичности и топливной экономичности. Двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные двигатели) имеют меньшую удельную мощность по сравнению с бензиновыми, поэтому оснащенные ими автомобили имеют худшие скоростные свойства, однако, благодаря более высокой степени сжатия горючей смеси, отличаются лучшей топливной экономичностью. Газотурбинные двигатели отличаются легкостью запуска при низких температурах окружающей среды, возможностью работы на различных типах жидкого и газообразного топлива, но из-за большой частоты вращения рабочего вала требуют наличия согласующего редуктора с большим передаточным числом (это ухудшает динамику разгона транспортного средства) и обеспечивают автомобилю невысокую топливную экономичность.
      Наиболее важными являются не сами конструктивные особенности двигателя, а его характеристики, в частности скоростная и нагрузочная. Скоростной характеристикой двигателя называют совокупность некоторых функций (в частности, крутящего момента М и мощности Р), аргументом которых является частота вращения вала. Численные значения их определяются режимом подачи топлива. Скоростная характеристика, соответствующая полной подаче топлива, называется внешней. Несмотря на некоторые нюансы, общий вид этой характеристики для разных двигателей (разумеется, при разных абсолютных значениях параметров) не имеет принципиальных отличий.
    Обычно в паспортных данных автомобиля указывают следующие основные параметры двигателя: максимальная мощность максимальный крутящий момент и соответствующие им частоты вращения вала двигателя. Однако на эксплуатационные качества автомобиля оказывают влияние не только наибольшие значения мощности и крутящего момента, но и характер их изменения. В связи с этим при оценке особенностей внешней скоростной характеристики двигателя используется понятие коэффициента приспособляемости, под которым понимается величина, равная отношению максимального крутящего момента к моменту, при максимальной мощности. Чем больше этот коэффициент, тем лучше двигатель приспосабливается к увеличению внешней нагрузки, откликаясь на это падением частоты вращения вала и соответствующим увеличением крутящего момента. Наилучшими в этом плане показателями среди двигателей внутреннего сгорания обладают газотурбинные двигатели.
    Оптимальной можно было бы считать скоростную характеристику, в которой крутящий момент изменяется обратно пропорционально частоте вращения вала двигателя, а мощность при этом сохраняется неизменной. К сожалению, скоростные характеристики наиболее распространенных современных автомобильных двигателей, а именно поршневых двигателей внутреннего сгорания, далеки от оптимальной, а коэффициенты приспособляемости невелики и имеют значения порядка 1,07-1,3.