full screen background image

Бензиновый двигатель — достоинства и недостатки

8

Бензиновый двигатель — достоинства и недостатки

Статья об основных плюсах и минусах бензинового мотора. Конструктивные особенности и эксплуатация. В конце статьи — интересное видео о том, как выбрать бензиновый двигатель. Статья об основных плюсах и минусах бензинового мотора. Конструктивные особенности и эксплуатация. В конце статьи — интересное видео о том, как выбрать бензиновый двигатель.

Бензиновый двигатель — достоинства и недостатки

Подавляющее большинство современных автомобилей оснащается бензиновыми моторами, ввиду чего особую актуальность приобретает знание всех его преимуществ и слабых мест. Это позволит скорректировать режим его эксплуатации, а также вовремя проводить регламентные работы, что, в конечном счёте, положительно скажется на длительности исправной работы двигателя.

Конструктивные особенности и их влияние на основные показатели бензинового мотора

Автолюбители предпочитают бензиновый двигатель в силу его низкой стоимости, относительной простоты конструкции, а также меньшей массы. Эти факторы обусловлены, прежде всего, конструктивными особенностями такого агрегата.

Принцип работы бензинового мотора базируется на воспламенении заранее подготовленной топливо-воздушной смеси с помощью искры, вырабатываемой свечами зажигания. В этом случае степень сжатия, возникающая в камере сгорания, относительно невелика и составляет от 8 до 12 единиц. Именно это и позволяет сделать бензиновый двигатель ощутимо легче своего дизельного собрата, в котором повышенные нагрузки обусловливают необходимость применения деталей с большим запасом прочности.

В качестве ещё одного механизма снижения общей массы мотора широко применяется отказ от стальных гильз в цилиндрах в пользу специального металлокерамического износостойкого слоя. К огромному сожалению автовладельцев, многие из двигателей, построенных по этой технологии, не подлежат капитальному ремонту, необходимость которого может возникнуть не только в связи с длительной эксплуатацией, но и из-за использования некачественного топлива.

Современные тенденции автомобилестроения предусматривают активное внедрение турбонаддува и на бензиновых моторах, что позволяет ещё больше расширить их рабочий диапазон, а также поднять тягу на малых оборотах. Негативной стороной такого решения является существенное удорожания агрегата в целом, а также необходимость в более дорогом и частом техническом обслуживании.

Что касается удельной эффективности, которая у бензиновых моторов на достаточно высоком уровне, то постоянные работы, направленные на её рост, в некоторой степени негативно сказались на долговечности и ремонтопригодности агрегата в целом. Речь, прежде всего, ведётся об уменьшении массы поршневой группы для снижения внутренних потерь.

Это достаточно эффективная мера для повышения удельной мощности и улучшения экономичности, но её обратной стороной являются повышенный расход масла и необходимость использования дорогостоящих сплавов, которые могли бы обеспечить должную степень износостойкости для малых площадей контакта.

Следующим направлением работы над современными бензиновыми двигателями является оптимизация камеры сгорания и повышение степени сжатия. Эти меры привели к тому, что моторы стали крайне чувствительны к качеству применяемого моторного топлива, а малейшая неисправность в газораспределительном механизме неизбежно приводит к капитальному ремонту если не всего мотора целиком, то его головки блока цилиндров. Такая ситуация стала широко распространённой ещё и в связи с отказом от использования металлических цепей в пользу ремней в приводе газораспределительного механизма.

Бытует мнение, что бензиновый мотор способен преобразовать не более 20-30% высвобождающейся от сжигания топлива энергии, в то время как для дизеля этот показатель составляет 30-40%, а с применением турбонаддува и интеркулера – до 50%. Отчасти это верно, но с учётом тенденции, направленной на повышение степени сжатия бензинового двигателя и снижения аналогичного показателя для дизельного, а также повсеместного использования наддува, разница в эффективности существенно сокращается.

Лучшие по сравнению с бензиновым тяговые характеристики дизельного двигателя обусловлены его конструктивными особенностями, в частности тем, что он не имеет дроссельной заслонки и регулирование мощности производится ограничением подачи соляра. Это имеет как плюсы так и минусы. С одной стороны – давление в цилиндрах остаётся неизменным,вне зависимости от режима езды, что обеспечивает высокие тяговые характеристики в области низких оборотов, а с другой – это предполагает интенсивные нагрузки на детали двигателя.

Конструктивные особенности бензинового мотора открывают достаточно широкие возможности для его модификации. В частности, его гораздо проще перевести на альтернативное топливо, такое как пропан-бутан или метан. Самое важное при таких переделках заключается в том, что двигатель не теряет возможности работы на бензине, что делает его битопливным. Что же касается дизеля, то подобная переделка чревата полным переходом на газ, поскольку меняется принцип действия системы зажигания.

Эксплуатационные показатели

Бензиновый двигатель — достоинства и недостатки

Отличительной чертой бензиновых моторов по сравнению с дизельными является выход на максимальную мощность при высоких оборотах, что позволяет без труда поддерживать интенсивный разгон в очень широком диапазоне тахометра, даже без использования турбонаддува. Такой характер работы очень хорошо подходит для небольших автомобилей, которые эксплуатируются с малыми нагрузками преимущественно на загородных трассах.

Это вынуждает автомобилиста стартовать на повышенных оборотах, что негативно сказывается на ресурсе механизма сцепления.

Если принимать во внимание расход топлива, то в оптимальном режиме работы он будет весьма мал. К большому сожалению, специфика современного движения делает экономичную езду редким исключением. Так, бензиновый двигатель очень чувствителен к нагрузкам, и если салон автомобиля полон или есть весомый груз в багажнике, то расход топлива резко возрастает.

Это же относится и к городскому режиму езды, который способен увеличить этот показатель в 1,5 раза по отношению к базовой величине. Фактически, такой характер работы делает бензиновый двигатель мало приспособленным для установки его на внедорожники и коммерческий транспорт.

Если рассматривать этот аспект в разрезе зимней эксплуатации, то бензиновый мотор не только легче запускается, но и требует гораздо меньше времени на прогрев, что обеспечивает возможность отапливать салон спустя всего несколько минут после запуска. Для дизельного мотора при достаточно большом салоне автомобиля может потребоваться установка автономного отопителя.

Не менее важным эксплуатационным показателем современного мотора является уровень его шума и вибраций. По этому показателю бензиновый двигатель однозначно выигрывает у дизеля, в котором воспламенение смеси происходит под огромным давлением, высвобождая большое количество энергии, что приводит к сильным вибрациям и возникновению характерного рокота, который практически невозможно заглушить ни эффективной шумоизоляцией, ни использованием дорогостоящих демпферов.

Также для автомобилей с механической коробкой передач при их оснащении дизельным мотором частота переключений существенно возрастает, что в городских условиях может снизить привлекательность и удобство такого транспорта.

Что касается безопасности, то бензин гораздо более пожаро- и взрывоопасен, поэтому при эксплуатации такого автомобиля повышенное внимание должно уделяться герметичности топливной системы, исправности электрооборудования.

Необходимо также принимать во внимание тот факт, что даже пары бензина легко воспламеняются (именно поэтому и запрещено хранить это топливо в плохо проветриваемых помещениях).

Если говорить о требовательности к качеству топлива, то здесь безоговорочно предпочтительны бензиновые моторы, поскольку несмотря на усложнение их узлов и систем управления многие из них по-прежнему практически без потерь могут переваривать бензин с более низким октановым числом.

Что же касается легендарной неприхотливости дизелей, то она канула в лету вместе с их атмосферными модификациями. Современные топливные насосы высокого давления и форсунки попросту приходят в негодность при попытке залить некачественное топливо, содержащее присадки.

Качество отечественного соляра таково, что многие автопроизводители специально вносят в автомобили ряд конструктивных изменений, позволяющих им работать на менее качественном топливе, либо вообще отказываются от поставок в нашу страну дизельных моторов.

Этот факт следует принимать во внимание при покупке машины, которая в Россию официально никогда не поставлялась, либо же при приобретении подержанного автомобиля из США, Европы или Японии. Большинство современных моделей дизелей весьма требовательно к применяемым расходным материалам, в особенности к фильтрам тонкой очистки топлива, что обусловливает необходимость их частой замены. Более того, стабильность его работы гораздо больше зависит от степени их засоренности, чем у бензинового аналога.

Стоимость технического обслуживания бензиновых моторов также существенно ниже их дизельных собратьев, в результате чего многие полагают, что покупка такого автомобиля впоследствии позволит существенно сэкономить. Кроме того, межсервисный интервал дизеля практически вдвое короче, что предопределяет частые визиты на сервис.

Что касается самого обслуживания, то легковые дизели в нашей стране серийно практически не выпускались, автомобилисты познакомились с ними только благодаря импорту. Это же в полной мере относится и к сервисным центрам, в которых не всегда можно встретить квалифицированного мастера, специализирующегося на ремонте дизельных агрегатов.

Что касается традиционного мнения о том, что дизельные двигатели существенно экономичней, то с учётом практически равной стоимости высокооктанового бензина и качественного соляра этот факт, особенно для легкового автомобиля, вызывает сомнение.

Кроме того, высокая изначальная цена и дороговизна обслуживания ещё больше сокращают разницу в эксплуатационных расходах. Таким образом, дизель целесообразно использовать в коммерческом транспорте, а также в автомобилях с большим ежегодным пробегом.

Заключение

Всё вышесказанное позволяет сформулировать основные преимущества бензинового двигателя:

    относительная конструктивная простота;

Основные недостатки такого мотора:

    высокая пожаро- и взрывоопасность, обусловленная спецификой топлива;

Таким образом, принимая во внимание вышеперечисленные факторы, следует сделать объективный вывод о том, что и бензиновый и дизельный двигатели имеют как преимущества, так и недостатки, которые разграничивают целесообразные сферы их применения.

Видео о том, как выбрать бензиновый двигатель:

Все о двигателях внутреннего сгорания: устройство, принцип работы и тюнинг

Двигатель внутреннего сгорания – это такой тип мотора, у которого топливо воспламеняется в рабочей камере внутри, а не в дополнительных внешних носителях. ДВС преобразует давление от сгорания топлива в механическую работу.

Из истории

Первый ДВС являлся силовым агрегатом Де Риваза, по имени его создателя Франсуа де Риваза, родом из Франции, который сконструировал его в 1807 году.

В этом двигателе уже было искровое зажигание, он был шатунный, с поршневой системой, то есть, это своего рода прообраз современных моторов.

Спустя 57 лет соотечественник де Риваза Этьен Ленуар изобрел уже двухтактный агрегат. Этот агрегат имел горизонтальное расположение своего единственного цилиндра, наличествовал искровым зажиганием и работал на смеси светильного газа с воздухом. Работы двигателя внутреннего сгорания в то время хватало уже на малогабаритные лодки.

Еще через 3 года конкурентом стал немец Николаус Отто, детищем которого стал уже четырехтактный атмосферный мотор с вертикальным цилиндром. КПД в данном случае увеличился на 11%, в отличие от кпд двигателя внутреннего сгорания Риваза, он стал 15-процентным.

Чуть позже, в 80-х годах этого же столетия, российский конструктор Огнеслав Костович впервые запустил агрегат карбюраторного типа, а инженеры из Германии Даймлер и Майбах усовершенствовали его в облегченный вид, который стал устанавливаться на мото- и автотехнике.

В 1897 году Рудольф Дизель выводит в свет ДВС по типу воспламенения от сжатия, используя нефть в качестве топлива. Этот вид двигателя стал родоначальником дизельных моторов, использующихся по настоящее время.

Виды двигателей

  • Бензиновые моторы карбюраторного типа работают от топлива, смешанного с воздухом. Смесь эта предварительно подготавливается в карбюраторе, далее поступает в цилиндр. В нем смесь сжимается, воспламеняется искрой от свечи зажигания.
  • Инжекторные двигатели отличаются тем, что смесь подается напрямую от форсунок во впускной коллектор. У этого вида имеются две системы впрыска – моновпрыск и распределенный впрыск.
  • В дизельном моторе воспламенение происходит без свечей зажигания. В цилиндре данной системы находится воздух, разогретый до температуры, которая превышает температуру воспламенения топлива. В этот воздух через форсунку подается топливо, и вся смесь воспламеняется по образу факела.
  • Газовый ДВС имеет принцип теплового цикла, топливом может являться как природный газ, так и углеводородный. Газ поступает в редуктор, где давление его стабилизируется в рабочее. Затем попадает в смеситель, а в итоге воспламеняется в цилиндре.
  • Газодизельные ДВС работают по принципу газовых, только в отличие от них, смесь воспламеняется не свечой, а дизельным топливом, впрыск которого происходит также, как и у обычного дизельного мотора.
  • Роторно-поршневые типы двигателей внутреннего сгорания принципиально отличаются от остальных наличием ротора, который вращается в камере, имеющей форму восьмерки. Чтобы понять, что такое ротор, нужно усвоить, что в данном случае ротор выполняет роль поршня, ГРМ и коленчатого вала, то есть специальный механизм ГРМ здесь полностью отсутствует. При одном обороте происходит сразу три рабочих цикла, что сравнимо с работой двигателя с шестью цилиндрами.

Принцип работы

В настоящее время преобладает четырехтактный принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Это объясняется тем, что поршень в цилиндре проходит четыре раза – вверх и вниз одинаково по два.

Как работает двигатель внутреннего сгорания:

  1. Первый такт – поршень при движении вниз втягивает топливную смесь. При этом клапан впуска находится в открытом виде.
  2. После достижения поршнем нижнего уровня, он двигается вверх, сжимая горючую смесь, которая, в свою очередь, принимает объем камеры сгорания. Этот этап, включенный в принцип работы двигателя внутреннего сгорания, является вторым по счету. Клапаны, при этом, находятся в закрытом виде, и чем плотнее, тем качественнее происходит сжатие.
  3. В третий такт включается система зажигания, так как здесь происходит воспламенение топливной смеси. В назначении работы двигателя он называется «рабочим», так как при этом начинается процесс привода в работу агрегата. Поршень от взрыва топлива начинает движение вниз. Как и во втором такте, клапаны находятся в закрытом состоянии.
  4. Завершающий такт – четвертый, выпускной, который дает понять, что такое завершение полного цикла. Поршень через выпускной клапан избавляется от отработавших газов цилиндра. Затем все циклически повторяется снова, понять, как работает двигатель внутреннего сгорания, можно представив цикличность работы часов.

Устройство ДВС

Устройство двигателя внутреннего сгорания логично рассматривать с поршня, так как он является основным элементом работы. Он представляет собой своеобразный «стакан» с пустой полостью внутри.

Поршень имеет прорези, в которых фиксируются кольца. Отвечают эти самые кольца за то, чтобы горючая смесь не выходила под поршень (компрессионное), а так же за то, чтобы масло не попадало в пространство над самим поршнем (маслосъемное).

Порядок работы

  • При попадании внутрь цилиндра топливной смеси, поршень проходит четыре вышеописанных такта, и возвратно-поступательное движение поршня приводит в движение вал.
  • Дальнейший порядок работы двигателя следующий: верхняя часть шатуна закреплена на пальце, который находится внутри юбки поршня. Кривошип коленвала фиксирует шатун. Поршень, при движении, вращает коленвал и последний, в свое время, передает крутящий момент системе трансмиссии, оттуда на систему шестерен и далее к ведущим колесам. В устройстве двигателей автомобилей с задним приводом посредником до колес выступает еще и карданный вал.

Конструкция ДВС

Газораспределительный механизм (ГРМ) в устройстве двигателя внутреннего сгорания отвечает за впрыск топлива, а так же за выпуск газов.

Механизм ГРМ состоит из верхнеклапанного и нижнеклапанного, может быть двух видов – ременной или цепной.

Шатун чаще всего изготавливается из стали путем штамповки или ковки. Есть виды шатунов, изготовленные из титана. Шатун передает усилия поршня коленвалу.

Коленвал из чугуна или из стали представляет собой набор коренных и шатунных шеек. Внутри этих шеек есть отверстия, отвечающие за подачу масла под давлением.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма в двигателях внутреннего сгорания заключается в преобразовании движений поршня в движения коленвала.

Головка блока цилиндров (ГБЦ), большинства двигателей внутреннего сгорания, как и блок цилиндров, чаще всего изготавливается из чугуна и реже из различных сплавов алюминия. В ГБЦ находятся камеры сгорания, каналы впуска – выпуска, отверстия свечей. Между блоком цилиндров и ГБЦ находится прокладка, обеспечивающая полную герметичность их соединения.

В систему смазки, которую включает в себя двигатель внутреннего сгорания, входит поддон картера, маслозаборник, маслонасос, масляный фильтр и масляный радиатор. Все это соединено каналами и сложными магистралями. Система смазки отвечает не только за уменьшения трения между деталями мотора, но и за их охлаждение, а также за уменьшение коррозии и износа, увеличивает ресурс ДВС.

Устройство двигателя, в зависимости от его вида, типа, страны изготовителя, может быть чем-либо дополнено или, напротив, могут отсутствовать какие-то элементы ввиду устаревания отдельных моделей, но общее устройство двигателя остается неизменным так же, как и стандартный принцип работы двигателя внутреннего сгорания.

Дополнительные агрегаты

Само собой, двигатель внутреннего сгорания не может существовать как отдельный орган без дополнительных агрегатов, обеспечивающих его работу. Система запуска раскручивает мотор, приводит его в рабочее состояние. Существуют разные принципы работы запуска в зависимости от типа мотора: стартерный, пневматический и мускульный.

Трансмиссия позволяет развить мощность при узком диапазоне оборотов. Система питания обеспечивает ДВС двигатель малым электричеством. В нее входит аккумуляторная батарея и генератор, обеспечивающий постоянный поток электричества и заряд АКБ.

Выхлопная система обеспечивает выпуск газов. В любое устройство двигателя автомобиля входят: выпускной коллектор, который собирает газы в единую трубу, каталитический конвертер, который снижает токсичность газов путем восстановления оксида азота и использует образовавшийся кислород, чтобы дожечь вредные вещества.

Глушитель в этой системе служит для того, чтобы уменьшить выходящий из мотора шум. Двигатели внутреннего сгорания современных автомобилей должны соответствовать установленным законом нормам.

Тип топлива

Следует помнить и об октановом числе топлива, которое используют двигатели внутреннего сгорания разных типов.

Чем выше октановое число топлива – тем больше степень сжатия, что приводит к увеличению коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания.

Но существуют и такие двигатели, для которых увеличение октанового числа выше положенного заводом изготовителем, приведет к преждевременной поломке. Это может произойти путем прогорания поршней, разрушения колец, закопченности камер сгорания.

Заводом предусмотрено свое минимальное и максимальное октановое число, которое требует двигатель внутреннего сгорания.

Тюнинг

Любители увеличить мощность работы двигателей внутреннего сгорания зачастую устанавливают (если это не предусмотрено заводом изготовителем) различного рода турбины или компрессоры.

Компрессор на холостых оборотах выдает небольшую мощность, при этом держит стабильные обороты. Турбина же, наоборот, выжимает максимальную мощность при ее включении.

Установка тех или иных агрегатов требует консультации с мастерами, имеющими опыт работы в узком направлении, поскольку ремонт, замена агрегатов, или же дополнение двигателя внутреннего сгорания дополнительными опциями – это отклонение от назначения работы двигателя и уменьшают ресурс ДВС, а неправильные действия могут привести к необратимым последствиям, то есть работа двигателя внутреннего сгорания может быть навсегда окончена.

Источник https://fastmb.ru/soveti_auto/1351-dostoinstva-i-nedostatki-benzinovogo-dvigatelya.html

Источник https://dvigatels.ru/uhod/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya.html

Источник

Источник




Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *