Parametrii motoare auto
motoare cu combustie internă Automotive (ICE) au o multitudine de indicatori - .. Putere, cuplul, consumul de combustibil, emisiile de gaze, etc., care depind în mare măsură de parametrii lor de proiectare.
Motorul - un dispozitiv care transformă energia (de exemplu, arderea) în lucru mecanic. Aproape toate motoarele autoturismelor funcționează pe un ciclu format din patru accidente vasculare cerebrale:
- aer de admisie sau un amestec de combustibil;
- amestec de comprimare,
- accident vascular cerebral la arderea amestecului de lucru;
- Evacuare.
Cele mai utilizate pe scară largă în mașini de motoare cu piston - luat motoarele pe benzină și diesel.
Motoarele pe benzină sunt forțați amestec aer-combustibil cu aprindere prin bujii. Diferențiate prin tipul de sistem de alimentare:
- benzină în carburator de amestec cu aer în carburator începe și continuă în galeria de admisie. În prezent, producția de astfel de motoare este redusă din cauza rentabilității scăzute și nerespectarea standardelor moderne de mediu;
- vpryskovyh în motoare, combustibil poate fi alimentat la un injector (injector) la o conductă comună de admisie (injecție unică centrală), sau mai multe injectoare la supapele de admisie ale fiecărui cilindru (injecție distribuită). Acestea pot fi o anumită creștere a puterii maxime și reducerea consumului de combustibil și a emisiilor de eșapament datorită sistemului de control al motorului mai precis de combustibil de dozare;
- motoare cu injecție directă de benzină în camera de ardere, care este introdusă în cilindrul în câteva porțiuni care optimizează procesul de ardere, permițând motorului să circule pe amestecuri slabe ale consumului de combustibil și a emisiilor de substanțe nocive este redusă în mod corespunzător.
Motoare diesel - motoare, în care are loc aprinderea amestecului aer-combustibil prin creșterea temperaturii acestuia în timpul compresiei. În comparație cu motoarele pe benzină, acestea au o eficiență mai bună (15-20%), din cauza mai mare (de două ori sau mai mult) de compresie (cm. Mai jos), îmbunătățește arderea amestecului aer-combustibil. Un avantaj este absența accelerației diesel, ceea ce creează o rezistență la mișcare a aerului de admisie și crește consumul de combustibil. Cuplul maxim (vezi mai jos). Diesels se dezvolta la viteze mai mici ale motorului (în uz - „tyagovity pe fundul“).
Diesels perimate de proiectare a comparat cu motoare pe benzină și o serie de dezavantaje:
- o mai mare masă și costul la aceeași putere de raportul de compresie ridicat (1,5-2 ori), creșterea presiunii în cilindri și sarcina pe piesa de prelucrat, forțând elemente pentru a produce un motor mai puternic, crescând dimensiunea și greutatea acestora;
- o mai mare noisiness datorită caracteristicilor procesului de ardere a combustibilului din cilindri;
- mai mică decât rotațiile maxime ale arborelui cotit datorită pieselor cu greutate mai mare determină o mare sarcini inerțiale. Din acest motiv, motoarele diesel tind să fie mai puțin pick-up - câștigă încet impuls.
Motorul cu pistoane rotative (Wankel) - are un rotor cu piston cu mișcare alternativă nu este, ambele motoare pe benzină și motoare diesel, și este rotit cu o anumită traiectorie. Din acest motiv, el are răspuns bun accelerație - câștigă rapid impuls, permițând mașinii o bună dinamică de dispersie. Datorită design-ului caracteristici ale gradului de compresie este limitat, așa că funcționează doar pe benzină, și are o eficiență mai rău datorită formei camerei de ardere. Anterior, a fost lipsa unei vieți mai scurte, iar performanța acum redus asupra mediului, care este în prezent în curs de plătit o mulțime de atenție.
Sistemul de propulsie hibrid este o combinație a unui motor cu piston (de obicei diesel), un motor generator și baterii de tracțiune. Funcționarea acestei instalații are loc în diferite moduri, în funcție de natura vehiculului. Cu accelerare puternică de-a lungul pistonului de lucru și motoare electrice. În timpul frânării motorului decelerare datorită generatorului de energie încarcă bateriile. Atunci când conduceți numai motorul electric poate funcționa în ciclul urban. Toate acestea fac posibilă, menținând în același timp (sau chiar îmbunătățirea) dinamica accelerare, pentru a îmbunătăți în mod semnificativ eficiența și pentru a reduce emisiile nocive.
Dispunerea motoarelor cu piston
O varietate considerabilă de aranjamente ale motoarelor cu piston, datorită plasării lor în vehicul și necesitatea de a se potrivi cu un anumit număr de cilindri într-o cantitate limitată de compartimentul motorului.
Inline motor - un aranjament în care toți cilindrii sunt în același plan. Acesta este utilizat pentru un număr mic de cilindri. Motor cu șase cilindri în cel mai ușor echilibrării cedat (reducerea vibrațiilor), dar are o lungime considerabilă.
motor de tip V - ea cilindrii sunt dispuse în două planuri, ca și în cazul în care formează o literă latină V. Unghiul dintre aceste avioane se numește unghiul convexitate. Cel mai adesea, acest cilindru este utilizat pentru plasarea motoarelor cu motoare cu șase și opt cilindri și este notat V6 si V8, respectiv. Acest aranjament permite reducerea lungimii motorului, dar crește lățimea.
motor Boxer are un unghi de 180 ° convexitate, datorită înălțimii sale cea mai mică unitate între toate configurațiile.
VR motor are un unghi de convexitate mic (aproximativ 15 °), ceea ce reduce dimensiunile atât longitudinale și transversale ale unității.
aranjament W motor are doua variante - trei rânduri de cilindri, cu un unghi de convexitate mare sau ca doi -komponovki VR. Acesta oferă un compact bun chiar și cu un număr mare de cilindri. În prezent, lansat comercial W8 și W12.
Parametrii de proiectare motoare
Orice motor caracterizat structural prin următorii parametri specificate practic neschimbate în timpul funcționării vehiculului.
Volumul camerei de ardere - volumul cilindrului și o cavitate în capul pistonului în poziția centrală mort superior - poziția finală la cel mai îndepărtat de la arborele cotit.
Volumul de lucru al cilindrului - un spațiu care eliberează pistonul atunci când se deplasează de la partea de sus la punctul mort inferior. Acesta din urmă este o poziție extremă a pistonului, la cea mai mică distanță de la arborele cotit.
Volumul total al cilindrului - este suma volumului și arderii volumului camerei de lucru.
Capacitatea motorului (volum de deplasare) este compus din volumele de lucru ale tuturor cilindrilor.
Raport de compresie - raportul dintre volumul unui cilindru plin cu volumul camerei de ardere. Acest parametru arată de câte ori scade volumul total atunci când pistonul se deplasează din punctul mort inferior la partea de sus. Pentru motoarele pe benzină determină numărul octanică combustibilului utilizat.
Indicatorii Motorul numit cantitățile ce caracterizează funcționarea acestuia. În plus față de parametrii de proiectare, acestea depind de caracteristicile și setările de putere și sisteme de aprindere, gradul de uzură a pieselor și așa mai departe.
Presiunea la capătul cursei de compresie (compresie) este o indicație a stării tehnice (uzura) a grupului cilindru-piston și supape.
Cuplul de pe arborele cotit al motorului de tracțiune determină pe roți: cu cât acesta este mai bine dinamica vehiculului de accelerație. Este egală cu produsul de forță pe umăr și se măsoară în Nm (Newton metru), anterior kgs.m (kilogram-forță pe metru).
cuplul crește cu:
- volumul de lucru. În consecință, motoarele care necesită un cuplu semnificativ, au un volum mai mare;
- presiunea gazelor de ardere din cilindrii. care este limitată prin detonare sau creșterea încărcărilor în motoarele diesel.
Cuplul maxim motorul dezvoltă la o anumită viteză (cm. Mai jos), acestea, împreună cu dimensiunile sale sunt specificate în documentația tehnică.
Puterea motorului - valoare care indică ce tip de muncă el efectuează într-o unitate de timp, măsurată în kW (CP anterior). Unul cai putere (CP) este aproximativ egală cu 0,74 kW. Puterea este produsul cuplului la viteza unghiulară a arborelui cotit (RPM înmulțită cu un anumit factor). producătorii de motoare de mare sunt în creștere:
- volumul de lucru. care, la rândul său, duce la o creștere a motorului și pentru a limita viteza maximă admisă din cauza semnificative forțelor de inerție piese maxed;
- rotații ale arborelui cotit. numărul care este limitat de forțe de inerție și uzura fizică a crescut. O mare viteză, cu aceeași putere a motorului are o viteză redusă durată de viață mai mică, ca medie pentru aceeași cale se va efectua mai multe rotații arborele cotit;
- în cilindri de presiune prin creșterea raportului de compresie a aerului sau supraalimentat prin turbo - sau suflante mecanice. Pentru a aplica raportul de compresie a scăzut impuls pentru a preveni lovirea forțat (în motoarele pe benzină) și pentru a reduce rigiditatea funcționării (în motoarele diesel). Supraalimentare permite, de exemplu, a economisi energie atunci când mai mic volum de lucru.
Puterea nominală - puterea garantată de producător la regim maxim la anumite viteze. Era ea, și nu puterea maximă specificată în documentația tehnică pentru motorul.
Consumul specific de combustibil - reprezintă cantitatea de combustibil consumată per 1 kW putere a motorului dezvoltat într-o oră. Este o măsură de proiectare a motorului perfecțiune: debitul este mai mic, utilizarea mai eficientă a energiei a cilindrilor de combustibil de ardere.
Prin aceiași parametri constructivi au diferiți parametri ai motorului, cum ar fi puterea, cuplul și consumul de combustibil poate varia. Acest lucru se datorează caracteristici cum ar fi numărul de supape pe cilindru, faza cu came, și așa mai departe. N.
Prin urmare, pentru a estima performanța motorului la diferite caracteristici de viteză sunt utilizate - dependența de performanțele sale de modurile de operare. Caracteristicile sunt determinate empiric pe suporturi speciale, deoarece acestea sunt calculate teoretic doar aproximative.
De obicei, în documentația tehnică la viteza vehiculului sunt caracteristici externe ale motorului care determină dependența puterii, a cuplului și a ratei de combustibil al numărului de rotații ale arborelui cotit la alimentare cu combustibil plin. Ele dau o idee asupra performanței maxime a motorului.
Performanța motorului (simplificată) modificat din următoarele motive. Odată cu creșterea numărului de rotații ale arborelui cotit cuplul crește datorită faptului că mai mult combustibil este furnizat cilindri. Aproximativ la viteza medie ea atinge maximul și apoi începe să scadă. Acest lucru se datorează faptului că o creștere a vitezei de rotație a arborelui cotit începe să joace un rol esențial forțe de inerție, forțe de frecare, rezistența aerodinamică a conductelor de admisie, impairs amestecului aer-combustibil cilindru de umplere a încărcăturii proaspete și m. P.
Creșterea rapidă a cuplului motorului indică o performanță bună a accelerației auto datorită creșterii intensive de tracțiune pe roțile. Cu cât valoarea timpului este în regiunea maximă și nu este redusă, cu atât mai bine. Un astfel de motor este mai bine adaptat la condițiile de drum în schimbare, iar transmisia va fi comutată mai puțin frecvent.
Puterea crește cu un cuplu, și chiar și atunci când începe să scadă, continuă să crească din cauza vitezei mai mari. După atingerea puterea maximă începe să scadă pentru același motiv pentru care cuplul scade. Cifra de afaceri dispozitive de control maxim limita de putere ceva mai mari, deoarece în acest mod, o mare parte din combustibilul este folosit nu pentru a efectua o muncă utilă și pentru a depăși forțele de inerție și de frecare în motor.
Puterea maximă determină viteza maximă a vehiculului. În acest mod, vehiculul nu este accelerat, iar motorul funcționează doar la depășirea forțelor de rezistență de circulație - rezistența aerodinamică, rezistența la rulare, etc ...
Consumul specific de combustibil variază, de asemenea, în funcție de numărul de rotații ale arborelui cotit, așa cum se vede în caracteristica. Consumul specific de combustibil trebuie să fie cât mai mult posibil aproape de minim; Acest lucru arată o bună eficiență a motorului. Consumul minim specific este de obicei atins ușor mai scăzute decât viteza medie, care funcționează în principal și vehiculul în timpul deplasării în oraș.
Linia punctată în graficul prezentat în performanță optimă a motorului.