V образный автомобильный двигатель: особенности, достоинства и недостатки. Разница двигатель и мотор
Генератор и двигатель — чем они отличаются
Все электрические машины функционируют в соответствии с законом электромагнитной индукции, а также с законом взаимодействия проводника с током и магнитного поля.
Электрические машины по типу питания подразделяются на машины постоянного и переменного тока. Постоянный ток создается за счет источников бесперебойного питания. Для машин постоянного тока характерно свойство обратимости. Это означает, что они способны работать как в двигательном, так и в генераторном режиме. Данное обстоятельство можно объяснить с точки зрения аналогичных явлений в работе обеих машин. Более детально конструктивные особенности двигателя и генератора рассмотрим далее.
Двигатель
Двигатель предназначен для преобразования электрической энергии в механическую. В промышленном производстве двигатели применяются в качестве приводов на станках и прочих механизмах, являющихся частью технологических процессов. Также двигатели используются в бытовых приборах, к примеру, в стиральной машине.
Электродвигатель постоянного тока
При нахождении в магнитном поле проводника в виде замкнутой рамки, силы, которые приложены к рамке, приведут данный проводник к вращению. В таком случае, речь будет идти о простейшем двигателе.
Как было указано ранее, работа двигателя постоянного тока осуществляется от источников бесперебойного питания, к примеру, от аккумуляторной батареи, блока питания. У двигателя имеется обмотка возбуждения. В зависимости от ее подключения, различают двигатели с независимым и самовозбуждением, которое, в свою очередь, может быть последовательным, параллельным и смешанным.
Подключение двигателя переменного тока производится от электрической сети. Исходя из принципа работы, двигатели подразделяются на синхронные и асинхронные.
Асинхронный двигатель
Главным отличием синхронного двигателя является наличие обмотки на вращающемся роторе, а также имеющийся щеточный механизм, служащий для подведения тока на обмотки. Вращение ротора осуществляется синхронно вращению магнитного поля статора. Отсюда двигатель имеет такое название.
В асинхронном двигателе важным условием является то, что вращение ротора должно быть медленнее вращения магнитного поля. При несоблюдении данного требования наведение электродвижущей силы и возникновение электротока в роторе оказывается невозможным.
Асинхронные двигатели применяются чаще, однако у них имеется один значительный недостаток – без изменения частоты тока невозможно регулирование скорости вращения вала. Данное условие не позволяет достичь вращения с постоянной частотой. Также значительным недостатком является ограничение по максимальной скорости вращения (3000 об./мин.).
В случаях необходимости достижения постоянной скорости вращения вала, возможности ее регулирования, а также достижения скорости вращения, превышающей максимально возможную для асинхронных двигателей, применяют синхронные двигатели.
Генератор
Проводник, перемещаясь между двумя магнитными полюсами, способствует возникновению электродвижущей силы. Когда проводник замыкают, то при воздействии электродвижущей силы в нем возникает ток. На данном явлении основывается действие электрического генератора.
Генератор переменного тока
Генератор способен вырабатывать электрическую энергию из тепловой или химической энергии. Однако наиболее широкое распространение получили генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую.
Основные составные элементы генератора постоянного тока:
- Якорь, выступающий в качестве ротора.
- Статор, на котором располагается катушка возбуждения.
- Корпус.
- Магнитные полюса.
- Коллекторный узел и щетки.
Генераторы постоянного тока используются не так часто. Основные сферы их применения: электрический транспорт, сварочные инверторы, а также ветроустановки.
Генератор постоянного тока
Генератор переменного тока имеет схожую конструкцию с генератором постоянного тока, но отличается строением коллекторного узла и обмотками на роторе.
Схема генератора переменного тока
Так же как и в случае с двигателями, генераторы могут быть синхронными и асинхронными. Разница между данными генераторами заключается в строении ротора. У синхронного генератора катушки индуктивности расположены на роторе, а у асинхронного генератора для расположения обмотки на валу имеются специальные пазы.
Синхронные генераторы применяют, когда необходима выдача тока с высокой пусковой мощностью на короткий промежуток времени, с превышением номинальной. Применение асинхронных генераторов больше предусмотрено в быту, для энергетического снабжения бытовых приборов, а также для освещения, так как электрическая энергия, вырабатывается практически без искажений.
Чем отличается генератор от двигателя?
Подводя итог, важно отметить, что функционирование двигателей и генераторов основано на общем принципе электромагнитной индукции. Конструкция данных электрических машин аналогична, однако имеется различие в конфигурации ротора.
Главным же отличием является функциональное назначение генератора и двигателя: двигатель вырабатывает механическую энергию, потребляя электрическую, а генератор наоборот вырабатывает электрическую энергию, потребляя механическую, либо другой вид энергии.
vchemraznica.ru
принципы работы и различия в характеристиках
Электродвигатели — машины, превращающие энергию электричества в механическую. Преобразованная энергия приводит во вращательное движение ротор двигателя, передающий вращение через трансмиссию непосредственно на вал исполнительного механизма. Основными типами электродвигателей являются синхронный и асинхронный двигатели. Различия между ними определяют возможности использования в различных устройствах и технологических процессах.
Принципы работы
Все электродвигатели имеют неподвижный статор и вращающийся ротор. Разница между асинхронным и синхронным двигателями состоит в принципах создания полюсов. В асинхронном электродвигателе они создаются явлением индукции. Во всех других электродвигателях используются постоянные магниты или катушки с током, создающие магнитное поле.
Особенности синхронных двигателей
Ведущие агрегаты синхронной машины — якорь и индуктор. Якорем является статор, а индуктор располагается на роторе. Под действием переменного тока в якоре образуется вращающееся магнитное поле. Оно сцепляется с магнитным полем индуктора, образованным полюсами постоянных магнитов или катушек с постоянным током. В результате этого взаимодействия энергия электричества преобразуется в кинетическую энергию вращения.
Ротор синхронной машины имеет частоту вращения такую же, как у поля статора. Достоинства синхронных электродвигателей:
- Конструктивно используется и как двигатель, и как генератор.
- Частота вращения, не зависящая от нагрузки.
- Большой коэффициент полезного действия.
- Малая трудоёмкость в ремонте и обслуживании.
- Высокая степень надёжности.
Синхронные машины широко используются как электродвигатели большой мощности для небольшой скорости вращения и постоянной нагрузки. Генераторы применяются там, где требуется автономный источник питания.
Имеются у синхронной машины и недостатки:
- Требуется источник постоянного тока для питания индуктора.
- Отсутствует начальный пусковой момент, для запуска требуется применение внешнего момента или асинхронного пуска.
- Щётки и коллекторы быстро выходят из строя.
Современные синхронные агрегаты содержат в индукторе дополнительно к обмотке, питаемой постоянным током, ещё и пусковую короткозамкнутую обмотку, которая предназначена для пуска в асинхронном режиме.
Отличительные черты асинхронных двигателей
Вращающееся магнитное поле статора асинхронного двигателя наводит индукционные токи в роторе, которые образуют собственное магнитное поле. Взаимодействие полей приводит ротор во вращение. Частота вращения ротора при этом отстаёт от частоты вращения магнитного поля. Именно это свойство отражено в названии двигателя.
Асинхронные электродвигатели бывают двух типов: с короткозамкнутым и с фазным ротором.
Бытовые приборы, такие как вентилятор или пылесос, обычно снабжены двигателями с короткозамкнутым ротором, который представляет собой «беличье колесо». Все стержни замыкаются приваренными с обеих сторон дисками. Взаимодействие магнитного поля статора с наведёнными токами в роторе образовывает электромагнитную силу, которая действует на ротор в направлении вращения поля статора. Крутящий момент на валу электродвигателя создаётся всеми электромагнитными силами от каждого проводника.
В электродвигателе с фазным ротором применяется тот же статор, что и для мотора с короткозамкнутым ротором. А в ротор добавляются обмотки трёх фаз, соединённые в «звезду». К ним можно при пуске двигателя подключать реостаты, регулирующие пусковые токи. С помощью реостатов можно регулировать и частоту вращения двигателя.
Достоинствами асинхронных двигателей можно назвать:
- Питание непосредственно от сетей переменного тока.
- Простоту устройства и сравнительно невысокую стоимость.
- Возможность использования в бытовых приборах с применением однофазного подключения.
- Низкое потребление энергии и экономичность.
Серьёзные недостатки — сложная регулировка частоты вращения и большие теплопотери. Для предотвращения перегрева корпус агрегата делается ребристым, и на вал электродвигателя устанавливается крыльчатка для охлаждения.
Отличие в характеристиках электродвигателей
Конструктивные особенности и рабочие характеристики электродвигателей имеют решающее значение при выборе агрегатов. От этого зависит проектирование трансмиссий и всех силовых узлов механизмов. При выборе двигателя нужно опираться на общность и главные отличия в свойствах машин:
- Главное отличие синхронного от асинхронного двигателя заключается в конструкции ротора. Он представляет собой постоянный или электрический магнит. У асинхронника магнитные поля в роторе наводятся с помощью электромагнитной индукции.
- У синхронных двигателей частота вращения вала постоянна, у асинхронников она может изменяться при изменении нагрузки.
- У синхронников отсутствует пусковой момент. Для входа в синхронизацию требуется применять асинхронный пуск.
Синхронный и асинхронный электродвигатели находят каждый своё применение. Синхронные двигатели рекомендуется использовать везде при высоких мощностях, где присутствует непрерывный производственный процесс и не нужно часто перезапускать агрегаты или регулировать частоту вращения. Они используются в конвейерах, прокатных станах, компрессорах, камнедробилках и т. д. Современный синхронный электродвигатель имеет такой же быстрый запуск, как и асинхронный, но он меньше и экономичнее, чем асинхронный, равный по мощности.
Асинхронные электродвигатели с фазным ротором применяются там, где нужен большой пусковой момент и частые остановки агрегатов. Например, в лифтах и башенных кранах. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором получили широкое применение из-за простоты устройства и удобства в эксплуатации.
Используя достоинства разных агрегатов и то, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного, можно делать обоснованный выбор того или иного мотора при проектировании машин, станков и другого оборудования.
220v.guru
Двухтактный двигатель- Принцип работы и отличия от четырехтактного двигателя
Сегодня невозможно представить современную жизнь без двигателя внутреннего сгорания. Передвижение на собственном авто, поездки на общественном транспорте, покупка товаров, полет на самолете и другие действия. Эти процессы, так или иначе, связаны с двигателем.
Несмотря на количество всевозможных конструкций, и разновидностей силовых установок, поршневые моторы, на сегодня, распространены больше остальных. Количество тактов для выполнения рабочего цикла, делит агрегат на двухтактный и четырёхтактный двигатель. Эти типы моторов составляют большинство, среди разнообразия выпускаемой техники.
Разница между моторами возникает с точки зрения применения. Для установки на автомобильную технику, чаще используют четырехтактный агрегат, двухтактный двигатель применяют в том случае, если габариты и вес играют решающую роль.
Мотоцикл Suzuki RM125 с одноцилиндровым двухтактным двигателем
Создание двухтактного двигателя
Много предположений о том, кто первым создал двигатель внутреннего сгорания. Доподлинно известно, что первый двухтактный двигатель, работающий на газу, изобретен и сконструирован бельгийцем Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром, произошло это событие в 1858 году.
Двигатель Ленуара (выставлен в музее)
На тот момент уже создана паровая машина, и изобретение бельгийца превосходило её по характеристикам. Мотор намного легче, проще, потреблял меньше топлива. Несмотря на преимущества, силовая установка имела много недоработок и уступала в надёжности. После того как Николас Отто, презентовал четырёхтактный двигатель, который на тот момент продуман детальней, о моторе работающем по принципу двух тактов, забыли, и длительный период времени нигде не использовали.
Во время Великой Отечественной войны силовая установка устанавливалась на самолёты. В нашем регионе моторы известны благодаря использованию на мотто технике. Трёхцилиндровые агрегаты, выполняющие два такта, используются на мотоциклах компаний Suzuki и Kawasaki. Сегодня двигатели эксплуатируются в авиации, здесь лидер австрийская фирма Rotax, выпускающая моторы для использования на небольших самолетах.
Двухтактный двухцилиндровый двигатель Rotax 582 UL
После ужесточения требований к экологическим нормам и выбросам двухтактный двигатель перестал применяться для установки на классический автомобильный транспорт. Однако, на лёгкой технике, как: скутера, снегоходы, катера заменить маленький и лёгкий агрегат не просто. Здесь конкурентов у двухтактной установки попросту нет.
Особенности двухтактного двигателя
Силовой агрегат, использующий два такта, хорош, поскольку прост и надёжен. Отличие двухтактного и четырехтактного двигателя заключается в выполнении рабочего цикла. Этот цикл заключается в двух тактах: сжатие и расширение, тогда как в четырёхтактном моторе присутствует такт впуска нового топлива и такт выпуска отработанного топлива. Интересен тот факт, что два эти такты присутствуют и у двухтактной силовой установки, иначе агрегат не смог бы работать, однако они объединены с процессами сжатия и расширения.
Выполняемый цикл наглядно демонстрирует, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного мотора. Процесс двухтактного мотора проходит за оборот вала. Такая особенность добивается увеличения мощности установки в сравнении с оппонентом, в полтора раза. Несмотря на увеличение мощности, показатель отдачи занижен, а это отрицательный момент.
Кроме того, особенность приводит к выделению объёма тепла в процессе работы, что сильно перегревает мотор. Двухтактные силовые агрегаты нуждаются в интенсивном охлаждении. Положительный момент, работая, поршень совершает в два раза меньше движений, чем поршень четырехтактного механизма, это сокращает износ деталей и элементов.
Особенность агрегата, не присутствует механизм смазки. Масло подаётся непосредственно с горючим. С этой целью в бензобак добавляют смесь бензина и масла, соотношение один к пятидесяти, либо смешивают смазку с горючим в трубопроводе при впуске. Масло сгорает с бензином и выводится с продуктами отработки.
Отличительный момент и само горение. У четырёхтактного агрегата на это отводится один такт. В двухтактных установках сгорание происходит за доли секунды, поэтому для достижения эффекта механизм нуждается в настройках.
Двухтактные моторы нашли себя еще в одной отрасли, судостроение. Так же цилиндровые силовые установки применяют на скутерах, выпускаемых в больших количествах.
Принцип работы двухтактного двигателя
Что бы понять, почему четырёхтактные моторы вытеснили младших братьев на автомобильной технике, разберемся, как работает двухтактный двигатель.
Последовательность действий рабочего цикла силовой установки:
-
Такт сжатия.
Процесс сопровождается перемещением поршня снизу вверх. Движение провоцирует поступление горючего через отверстия продувки в агрегат, впоследствии, юбка поршня перегораживает эти отверстия. Дальнейшее движение сопровождается закрытием каналов выпуска, в которые выталкивались отходы горения. Между поршнем и верхней частью цилиндра, образуется пространство сгорания, в котором создаётся избыточное давление. Одновременно, в пространстве под поршнем, возникает разряжение, и пространство используется для перетекания обновлённой дозы горючего. Достигнув верхней точки, заряд загорается.
Схема двухтактного двигателя
-
Такт расширения.
Воспламенившись, порция создаёт избыточное давление, которое жмёт на дно поршня и заставляет перемещаться. Процесс сопровождается поочерёдным открытием окон, сначала на выпуск, потом на продувку. Спуск создаёт избыточное давление под поршневой камеры, под его воздействием горючее снова поступает в цилиндр, выдавливая оставшуюся отработку и наполняя пространство для повторения предыдущего такта.
Принцип работы двухтактного двигателя позволяет обходиться без системы газораспределения, делая легче и надёжней конструкцию агрегата. Обратная сторона, качество процесса газообмена. Двухтактный режим невозможен без продувки, процесс которой сопровождается выходом не сгоревшего топлива вместе с отработанными газами наружу. Это ведет к перерасходу горючего и повышенной токсичности выхлопа агрегата.
Стоит заметить, что выше описанная схема характерна для карбюраторных моторов. В случае с дизелем или инжектором, в цилиндр через отверстия продувки подаётся чистый воздух. Горючая смесь поступает посредством впрыска, эту работу выполняют форсунки.
Способы продувки цилиндров
Очевидно, что процесс продувки, механизм, квалифицирующийся, как сложный. Правильно выполненная продувка напрямую влияет на показатели мощности и коэффициента полезного действия. Для улучшения характеристик, конструкторы постоянно стараются усовершенствовать и довести процесс до идеала.
Как можно продуть цилиндр:
- «Контурная» продувка.Вид продувки прост и поэтому распространён. Недостаток то, что применение связано с перерасходом топлива. Разновидности контурной продувки: возвратно-петлевая, дефлекторная, высотная.
- «П-образная» продувка.Принцип «П-образной» заключается в применении только на моторах с двумя цилиндрами. При проведении, один цилиндр участвует в процессе впуска газов, второй выпускает отработку. Эффект продувки ощущается в топливной экономичности, процесс сопровождается неравномерным нагревом пары, отвечающей за выпуск.
- «Клапанно-щелевая» продувка.Отличается тем, что требует наличия газораспределительного механизма для управления клапанами. Клапан используется, как для предоставления горючего, так и для вывода отработанных паров. Продувка предусматривает отвод отработки посредством клапана в головке цилиндров и поступление горючего через отверстия. Преимущество, что продувка повышает топливную экономичность и минимизирует показатель токсичности выпускаемых паров. Недостаток, сложность конструкции и нарушения режимов, связанных с повышением температуры работы агрегата.
- «Прямоточная» продувка.Используется в силовых установках с количеством поршней равным двум. При этом расположение цилиндра находится в горизонтальном положении. Поршни двигаются, друг навстречу другу. В движении каждый поршень освобождает и перекрывает клапан: один поршень впускает порцию горючего, второй удаляет порцию отработки из цилиндра. Камера сгорания образуется в момент сближения поршней друг с другом. Эффект этого варианта продувки максимален: удаляет сгоревшие газы и экономит горючее. Минус, требуется сложный механизм кривошипов и шатунов, показатели температуры двигателя требуют применения охладителей и устойчивых материалов для изготовления деталей.
Двухтактный двигатель 5 ТДФ с прямоточной продувкой
Отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного
Авто владельцы задаются вопросом: что лучше двухтактный или четырехтактный двигатель. Однозначного ответа нет, у каждого механизма положительные и отрицательные стороны, зависящие от предъявляемых к мотору требований.
Казалось бы, мощность мотора выполняющего два такта, в сравнении с равнозначным мотором, выполняющим четыре такта, больше, а значит он лучше. Однако, реальность сложней. На практике, возникают дополнительные утраты: частичное попадание и смешивание газовой отработки со свежим горючим, выброс части топлива при продувке. Результат, при выполнении одинакового цикла, агрегат, выполняющий два такта, по показателю экономичности уступает агрегату с четырьмя тактами.
Различен способ смазки силовых установок на четыре и два такта. Установка на два такта смазывается посредством смешивания масла для мотора и бензина. В четырёхтактном агрегате предусмотрен механизм смазки с использованием насоса, который расходует масла столько, сколько требует эксплуатация установки.
Двухтактные моторы не имеют клапанов, роль детали играет поршень, он открывает и закрывает отверстия впуска и выпуска. Отсутствие механизмов газораспределения упрощает силовой агрегат, делая обслуживание простым. Мощность установки, выполняющей два такта, считается выше, так как её цикличность выше. Однако, не полностью используя поршневой ход, потери мощности при продувке и остатках отработанных газов снижают показатель мощности.
Что бы было легче определить, какой двигатель лучше, двухтактный или четырёхтактный, представим краткое описание обоих силовых установок в виде таблицы:
| Четырёхтактная силовая установка | Двухтактная силовая установка |
| Рабочий процесс – оборотов коленчатого вала два. | Рабочий процесс — оборотов коленчатого вала один. |
| Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении второго оборота, как следствие, неравномерное распределение импульса и использование противовеса для устранения биений. | Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении оборота, как следствие, равномерное распределение импульса, работа мотора сбалансирована лучше. |
| Агрегат тяжёлый. | Агрегат лёгкий. |
| Сложная конструкция силовой установки, присутствует газораспределительный механизм. | Простота конструкции, отсутствие клапанов. |
| Агрегат дорогой. | Стоимость ниже четырёхтактного. |
| Сложные устройства и механизмы приводят к заниженному показателю механического коэффициента полезного действия. | Механический коэффициент полезного действия выше, чем у агрегата с четырьмя тактами. |
| Полное удаление паров отработки, следствие, повышенный показатель производительности. | Остатки отработки смешиваются с новым горючим, из-за чего производительность мотора ниже. |
| Рабочая температура ниже. | Рабочая температура мотора выше из-за нарушения смесеобразования. |
| Охлаждение жидкостное. | Охлаждение воздушное. |
| Расход топлива ниже. | Показатель расхода топлива увеличен, обусловлено смесеобразованием и продувкой. |
| Габариты силовой установки увеличены. | Габариты силовой установки ниже. |
| Требует применения сложных механизмов смазки. | Механизм смазки прост. |
| Работа агрегата менее шумная. | Агрегат работает с большим шумом. |
| Клапанный механизм газораспределения. | Функцию механизма газораспределения выполняет поршень и каналы. |
| Показатель использования тепла эффективен. | Показатель использования тепла не эффективен. |
| Расход масла занижен. | Показатель расхода масла завышен, поскольку часть смазки выбрасывается с отработанными газами. |
Применять двигатель, выполняющий два такта при работе, целесообразно в моменты, когда речь не идёт об экономии топлива и смазки, а на первом месте стоят габариты и вес установки.
В то же время, в конструкции двухтактного двигателя кроется потенциал, который никак не удается реализовать на практике. Расчетный показатель мощности и экономичности в этом агрегате высок, сложность реализовать возникает из-за тонкости настроек. Возможно, в скором будущем благодаря применению электронных датчиков и механизмов контроля и настроек, двухтактным агрегатам удастся занять лидирующие позиции на автомобильном рынке.
motoran.ru
V образный двигатель: особенности, достоинства и недостатки
В общем случае v образный двигатель – это обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), цилиндры которого конструктивно расположены друг против друга под определенным углом. Как и любой другой мотор, он во многом определяет конструкцию автомобиля.
Немного истории
Впервые ДВС, имеющий практическое применение, был построен немецкими инженерами Г. Даймлером и В. Майбахом в 1883 году. Этот одноцилиндровый силовой агрегат объемом 462 куб. см. развивал мощность 1,1 л. с. Однако этой мощности было недостаточно и в дальнейшем ее наращивание осуществлялось путем увеличения рабочего объема цилиндра. Но этот процесс не мог продолжаться бесконечно, поэтому конструкторы начали постепенно увеличивать количество цилиндров.
Так появились рядные двух- четырех- шести- и даже восьмицилиндровые двигатели. Правда, увеличение количества установленных в один ряд цилиндров более 6-ти значительно увеличивало габаритные размеры подкапотного пространства автомобиля. Кроме большой длины рядные моторы имеют и другие недостатки, например:
- большой вес;
- ограничение мощности;
- недостаточную сбалансированность и др.
В настоящее время разработкой рядных силовых агрегатов занимаются все ведущие производители автомобилей. Связано это с тем, что они просты как в изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Отличаются они и высокой ремонтопригодностью.
Понимая, что расположение цилиндров в один ряд – это временное решение, тот же В. Майбах в 1889 году изобрел и запатентовал v образный двигатель. Однако первые такие ДВС начали изготавливать только начиная с 1905 года, причем не в Германии, а в США и Франции.
Особенности конструкции
Конструктивно v образный двигатель значительно сложнее стандартного рядного мотора. Ведь они оснащаются двумя головками блока цилиндров (ГБЦ) и имеют более сложные механизмы газораспределения (ГРМ) и впрыска топлива.
Большое значение в конструкции v образных двигателей играет угол размещения цилиндров относительно друг друга. В процессе эволюции создавались различные конструкции, в которых углы развала цилиндров изменялись от 1 до 180 градусов.
В результате многочисленных экспериментов разработчики пришли к выводу, что наиболее оптимальными являются углы 45, 60 и 90 градусов. Именно эти углы развала цилиндров имеет большинство современных v образных силовых агрегатов.
Основным достоинством v образных моторов является их компактность. При этом, их несколько увеличенная ширина существенного значения на размеры подкапотного пространства автомобиля не оказывает.
Разные углы развала цилиндров используются в различных силовых агрегатах. Некоторые их конфигурации сбалансированы очень хорошо, другие требуют использования дополнительных механизмов. Так, например, v образные двигатели с оптимальным углом развала, такие как:
- v 16 – прекрасно уравновешены и обеспечивают равномерную работу всех цилиндров;
- v 12 (состоящий как-бы из 2-х шестицилиндровых силовых агрегатов) – независимо от угла развала цилиндров отлично уравновешен;
- v 10 и v 8 – требуют наличия противовесов на коленчатом валу;
- v 2, v 4, v 6 – отличаются повышенной вибрацией и требуют дополнительной балансировки.
Достоинства и недостатки
Широкое распространение v образные двигатели получили, в первую очередь, благодаря возможности получения максимального крутящего момента. Достигается это за счет того, что в отличие от рядного мотора (R двигатель), в котором силы, направленные на коленчатый вал, ориентированы перпендикулярно, в v образном силовом агрегате они действуют по касательной с двух сторон. При этом достигается максимальное ускорение коленчатого вала, так как инерция, создаваемая при работе, значительно выше той, которая используется в R-образных моторах.
Кроме того, v образный двигатель имеет большую жесткость коленчатого вала, что :
- повышает прочность всей конструкции силового агрегата;
- увеличивает срок службы мотора;
- позволяет динамично работать как на низких, так и на высоких (предельных) оборотах.
Силовые агрегаты с v-образным расположением цилиндров не свободны от недостатков. Среди них отмечают:
- высокую стоимость;
- большой уровень вибраций;
- сложности при балансировке и др.
Однако в настоящее время разработчики владеют соответствующими конструкторскими решениями и технологическими возможностями, позволяющими минимизировать влияние этих недостатков и улучшить ряд технических характеристик этих моторов.
Несмотря на то, что с момента изобретения v образных силовых агрегатов прошло более 100 лет, их потенциал полностью еще не раскрыт. Будущее автомобилестроения несомненно связано именно с этими моторами. Поэтому в этом направлении и работают сейчас многочисленные коллективы разработчиков, стараясь, чтобы их производство стало более технологичным и менее затратным.
Перспективные разработки
Наиболее распространенным среди v образных силовых агрегатов является двигатель v6.
Однако именно он отличается высоким уровнем вибраций и требует достаточно трудоемкой балансировки. В настоящее время существует несколько направлений, в которых эволюционируют двигатели v 6:
- Оппозитные силовые агрегаты
Оппозитный мотор – это v образный мотор, у которого угол развала цилиндров составляет 180 градусов. Такая конструкция позволяет значительно снизить центр тяжести и, что особенно важно, взаимно нейтрализовать вибрацию поршней, сделав рабочие характеристики мотора более плавными. Лидером этого направления моторостроения является компания Fuji Heavy Indastries Ltd., которая уже много лет разрабатывает такие двигатели для автомобилей марки Subaru. Оппозитная компоновка позволяет придать блоку цилиндров очень высокую прочность и жесткость, однако значительно усложняет ремонт мотора.
Для справки: оппозитные силовые агрегаты устанавливаются практически на все автомобили Subaru начиная с 1963 года.
- VR образные моторы
Разработка VR образных силовых агрегатов – еще одно направление, по которому развиваются v-образные двигатели. Конструктивно такие моторы представляют собой симбиоз v образного и рядного силового агрегата и отличаются от обычных малым углом развала цилиндров (15 градусов) и наличием одной ГБЦ, которая накрывает оба ряда цилиндров.
Такая компоновка позволяет получить компактный силовой агрегат, который меньше по длине, чем рядный 6-ти цилиндровый мотор и ширине, чем обычный двигатель v6.
Для справки: моторы VR 6 устанавливались на автомобили компании Volkswagen (Passat, Golf, Sharan и др.). Они имели заводские обозначения ААА (объем 2,8 л., мощность 174 л. с.) и ABV (объем 2,9 л., мощность 192 л. с.).
dvigatels.ru
Какие отличия между двигателями переменного и постоянного тока
Противостояние двух видов тока, развернувшееся в мире в конце XIX - начале ХХ веков, привело к безоговорочной победе переменного тока и постепенной капитуляции постоянного.
Однако электродвигатели и переменного, и постоянного тока до сих пор используются на производстве и в быту, они совершенствуются, разрабатываются новые модели. Отсюда следует вывод, что от постоянного тока отказались не полностью.
Изобретение двигателей переменного тока не следует списывать на одного человека, как это делается сейчас, многие уверенны, что все, что касается переменного тока, а заодно и сам ток, изобрел один лишь Никола Тесла. Но это не так: несколько крупных ученых разработали и изготовили свою модель двигателя. Например, одним из первых изобретателей был Чарльз Уитстон в 40-х годах XIX века, а в 1889 году русский ученый М.О. Доливо-Добровольский изобрел трехфазный двигатель, который по своим характеристикам превосходит изобретение Теслы. Фактически, двигатели по этому принципу изготавливаются до наших дней.
Основное отличие конструкции двигателей:
Переменного тока - обмотка на статоре, между ним и ротором воздушный зазор (его величина тоже несет в себе дополнительные свойства).
Постоянного тока - обмотка на ротора (он называется якорь, он вращается).
По способу возбуждения они подразделяются на двигатели независимого параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.
Сейчас моторы переменного тока нашли широчайшее применение в быту, промышленности, сельском хозяйстве, также они активно эксплуатируются на электростанциях. Они получили распространение, благодаря простой технологичной конструкции, высоким энергетическим показателям, надежности и стабильности работы.
Двигатели переменного тока бывают однофазные и трехфазные.
Первый - однофазный - не имеет начального пускового момента и поэтому часто используется бытовых приборах, он вращается в ту сторону, в которую направляет внешняя сила. Кроме того, его мощность несколько меньше чем у трехфазных.
Обмотка его статора расположена в пазах и занимает примерно 2/3. Если этому типу все-таки требуется пусковой момент, то двигатель снабжают дополнительной обмоткой (из провода меньшего сечения), сдвинутой на 90 градусов относительно рабочей.
Трехфазные асинхронные двигатели подразделяются на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором (их еще называют "с контактными кольцами"). Статор у них одинаковый.
Асинхронные с короткозамкнутым ротором являются наиболее распространенными. На статоре - трехфазная обмотка, обмотка ротора - короткозамкнутая в виде "беличьей клетки", они размещаются в пазах, расположенных на внешней поверхности - у статора, и на внутренней - у ротора, простейший элемент обмотки - виток, состоящий из двух или нескольких параллельных проводников, которые размещены в пазах и расположены друг от друга на некотором расстоянии. Это расстояние называют шагом обмотки, который приблизительно равен одному полюсному делению.
Вращающееся поле статора и пересекает проводящие обмотки ротора, создает напряжение, чем и вызывает появление тока в обмотках и вращение ротора. На силу тока влияет подключенное сопротивление, причем зависимость обратно пропорциональная, то есть, чем выше сопротивление, тем, соответственно, сила тока ниже и наоборот. В свою очередь, вращающий момент наоборот прямо пропорционален и увеличивается с ростом сопротивления.
В случае с фазным ротором его разомкнутая обмотка выводится на контактные кольца для соединения с внешней схемой. Его используют для регулярно работающих электроприводов, не изменяющих скорость (или - в небольших пределах).
Двигатели постоянного тока сейчас используются только в промышленности и в сложных приборах, где важно точное регулирование скорости работы (прокатные станы, мощные металлорежущие станки, тяга на транспорте). Их отличает высокая стоимость, а также некоторые преимущества, которые оказываются важными на сложном оборудовании: более высокий КПД, возможность плавной и точной регулировки оборотов, частота вращения может быть очень высокой, чем в случае с переменным.
Также в наукоемких точных отраслях используются шаговые двигатели и серводвигатели, в которых можно регулировать многие параметры.
Статью предоставила компания НПП "Сервомеханизмы" www.servomh.ru - производитель и поставщик устройств линейного перемещения, электродвигателей, муфт для валов и комплектующих.
www.agropages.ru
8 или 16 клапанов двигатель
После появления 16-клапанных двигателей у людей появилась возможность выбора. Появилось мнение, которое гласит, что 8-клапанный двигатель давно устарел. Нет смысла покупать автомобили с таким двигателем, когда вокруг много вариантов с 16 клапанным двигателем. И, казалось бы, все так и есть. Новое поколение моторов пришло на смену предыдущему. Новое, прогрессивное, значит хорошее. Но все не так просто. Многие автоконцерны все еще устанавливают на свои машины именно 8 клапанные двигатели. А бывалые автолюбители отдают им предпочтение при выборе автомобиля. Ведь есть и противоположное мнение – 16-клапанный вариант тяжело обслуживается, дорого стоит и гораздо хуже ремонтируется, чем первый вариант.
Многие люди стали всерьез задаваться этим вопросом при выборе автомобиля. В интернете много мнений и высказываний по этому поводу. Сказать, что какой – то из вариантов однозначно лучше – нельзя. Обе разновидности этого агрегата имеют как плюсы, так и минусы. Поэтому выбирать стоит исключительно исходя из потребностей конкретного автолюбителя. Сегодня мы постараемся определить, 16-клапанов или-8 лучше выбрать для комфортного пользования.
В чем основные отличия
С технической стороны 8 и 16-клапанные двигатели отличаются весьма значительно. Интересно, что все основные отличия находятся в головке блока двигателя. Ведь здесь установлен распределительный вал автомобиля. Разница заключается в количестве распределительных валов и естественно, количестве клапанов.
Устройство и особенности 8-клапанного двигателя
Этот тип двигателей устанавливается чаще всего на автомобили бюджетного ценного сегмента. В 8-клапанном двигателе каждый цилиндр имеет одно отверстие для впуска бензовоздушной смеси и по одно для выпуска газов. Для работы такого ДВС нужен всего один распределительный вал. Приводится в действие он с помощью простого механизма, на основе цепи или ремня. Простой и надёжный 8-клапанный мотор будет удобно использовать в условия, в которых тяжело обслуживать автомобиль.
Устройство и особенности 16-клапанного двигателя
16-клапанный мотор появился гораздо позже, соответственно получил технически более замысловатую конструкцию. Он имеет сразу 2 распределительного вала. Второй распределительный вал контролирует и вращает газораспределительный механизм. В одном цилиндре содержаться 4 клапана, два работают на выпуск, а другие 2 на впуск. По факту, в этом и есть все основные отличия. Теоретически, один и тот же блок, можно установить головку блока, с одним или двумя распред. валами. Соответственно, получится 8 или 16-клапанный двигатель.
Сравниваем по техническим характеристикам
Мощность двигателя
Многих автолюбителей в значительной мере интересует мощность двигателя и динамические возможности их будущего автомобиля. 8-клапанный будет проигрывать 16-клапанному в этом плане. Дело в том, что суммарный диаметр отверстий от 2 клапанов в любом случае окажется значительно меньше, чем диаметр 4 клапанов. От этого напрямую ухудшается наполняемость цилиндра, ведь рабочая смесь куда медленнее поступает в камеру сгорания.
Оставшиеся от сжигания топлива газы, менее быстро и эффективно покидают цилиндр. Из-за этих факторов страдает динамика автомобиля. Он дольше будет отзываться на педаль газа и дольше набирать скорость. Этот тип двигателей плохо подходить для набора скорости с нуля. На средних оборотах все немного лучше.
При одинаковом объеме большая мощность будет у 16-клапанного ДВС. Это одно из основных его преимуществ.
Из-за более эффективного наполнения цилиндров поступает топливо равномернее, а сгорание смеси получается более качественным и эффективным. Отвод газов также лучше реализован в 16-клапанном моторе. Совокупность этих факторов позволяет 16-клапанному двигателю работать эффективнее аналога в среднем на 20%.
Экономичность
По этим же причинам более современный двигатель является и более экономичным. Расход топлива немаловажный фактор в работе автомобиля, так что этот недостаток 8-клапанных двигателей является очень существенным.
Запас хода
Разница между двигателями 8 и 16-клапанов запасе хода практически нет. Так как 16-клапанный ДВС экономичней, мощнее при том же объеме, эффективнее использует топливо, то может показаться, что автомобили с этим двигателем имеют больший запас хода. То есть такой автомобиль проедет больше расстояния на одном банке топлива. Но на практике, зачастую разницы в запасе хода автомобилей вы не почувствуете. Поэтому при выборе мотора стоит ориентироваться на другие его характеристики.
Гидрокомпенсаторы
Отдельно стоит отметить то, что на 16-клапанные двигатели устанавливают гидрокомпенсаторы. Это устройство, служащее для автоматической регулировки зазоров клапанов в ДВС. А производители двигателей с 8-клапанами стараются сэкономить и используют систему ручной регулировки зазоров. Регулировка может отнять много времени и сил, а стук со стороны системы впуска может появиться очень не вовремя. Кроме того, в таком двигатели при обрыве цепи или ремня ГРМ могут погнуться клапана. А это обычно выливается в капитальный ремонт двигателя.
Казалось бы, в этом плане 16-клапанные двигатели явно выигрывают. Но все не так просто. В первых, двигатель с гидрокомпенсаторами гораздо более требователен к бензину и маслу. Если использовать некачественный бензин, то это может привести к скорой поломке двигателя. Во вторых, сегодня некоторые двигатели с 8-клапанами тоже имеют гидрокомпенсаторами.
А если в поршнях есть специальные выемки, то обрыв цепи ГРМ и вовсе не страшен для двигателя — клапаны упадут в выемки, что предотвратит деформацию клапанов.
Сравнение стоимости покупки и обслуживания
Наиболее важным фактором при выборе ДВС, обычно становится цена и стоимость обслуживания двигателя. Если ваш автомобиль будет эксплуатироваться вдали от крупных городов, хороших автосервисов и крупных магазинов запчастей, а заправлять его качественным топливом также нет никакой возможности – стоит обратить внимание на автомобили с 8-клапанным двигателем. Обычно автомобили с 16-клапанными двигателями новее и технологичнее, поэтому и стоят дороже. Но так далеко не всегда. На многие автомобили автомобилист сам может выбрать тип двигателя, которым будет пользоваться в дальнейшем. То есть на одну и ту же машину устанавливают разные типы двигателей.
Сложность и стоимость ремонта
К сожалению, в наше время, в некоторых местах, тяжело найти действительно качественное топливо. Многие автолюбители выбирают самый дешевый бензин, из-за того, что хотят сэкономить. Поэтому нередки случаи, когда 16-клапанные двигатели выходят из строя из - за примесей. Они содержатся в некачественном бензине.
Ремонтировать подобные агрегаты обычно сложно и дорого. Причина этому - сложное устройство мотора и как следствие для ремонта необходимо использовать сложное и дороге оборудование. Запасные части 16-клапанного ДВС обычно стоят дороже, чем на 8-клапанный двигатель. Кроме того, поменять их самому, как правило, гораздо сложнее. Это неудивительно, ведь в 16-клапанном двигателе банально больше деталей и механизмов.
Автолюбители сталкиваются с проблемой деформации клапанов. Это касается определенных устаревших модификаций мотора. Зачастую это оказываются 8-клапанные двигатели. На них есть риск того, что при обрыве ремня или цепи ГРМ, погнуться клапаны. Даже на современных автомобилях автолюбители хоть и редко, но сталкиваются с такой проблемой. Стоимость ремонта двигателя в таком случае, может оказаться очень большой. Поэтому всегда обращайте внимание на модификацию мотора, читайте отзывы владельцев о нем перед покупкой.
Если вы хотите получить динамичный мотор и можете себе позволить периодически платить за его обслуживание, то 16-клапанный вариант выглядит предпочтительнее. 8-клапанный надёжен и проверен временем. Он идеально подойдёт для спокойной, размеренной езды. Обслуживать его гораздо дешевле и легче, чем более современный аналог. А в условиях узких городских улиц и светофоров, мощный двигатель вам может и не понадобится.
Возможность тюнинга двигателя
Думаю, вы уже поняли, что 16-клапанный вариант ДВС мощнее и эффективнее. Он позволяет добиться лучшей динамики по сравнению с 8-клапанным. Но всегда можно сделать тюнинг мотора и получить дополнительный прирост к динамике и максимальной скорости автомобиля. Если вы хотите дополнительно улучшить свой двигатель, сделать его ещё более мощным и эффективным, то вам следует знать, что тюнингу лучше поддаются 16-клапанные варианты. Обусловлено это тем, что имея два распределительных вала, 16-клапанник даёт больше пространства для тюнинга.
Это не значит, что 8-клапанный двигатель нельзя улучшить. Просто сделать это будет довольно сложно и дорого. В некоторых случаях такой тюнинг просто не имеет смысла.
8 или 16 клапанов
Сразу после появления современного 16-клапанного двигателя автолюбители стали задаваться вопросом, стоит ли использовать новый вид моторов или нет. И действительно ли он имеет ряд неоспоримых преимуществ. Дать однозначный ответ на этот вопрос нельзя. Зато мы точно поняли, в каких случаях 8 клапанов против 16-клапанов более предпочтительны и наоборот.
Первый вариант вам идеально подойдёт, если вы любите быструю и динамичную езду. Вам нужно уверено обгонять медленные автомобили и быстро ускоряться на светофорах и перекрестках. А также вы способны без труда оплатить относительно дорогостоящий ремонт или диагностику ДВС. Заправлять такой двигатель необходимо качественным, и обычно, дорогим топливом. Только в таком случае он послужит долго и исправно.
Зато вы получите мощный, экономичный, а кроме того, тихий и плавный мотор. Вам не придется самим устанавливать зазоры. За вас это сделают газокомпенсаторы. На 16-клапанных агрегатах вам не так страшно обрыв ремня ГРМ.
Если вы не хотите лишний раз заморачиваться с ремонтом или аналитикой двигателя, то смело выбирайте проверенный годами и миллионам автолюбителей 8-клапанный мотор. Ведь 8 клапанов отличаются от 16 тем, что вам не придется тратить много денег в случае поломки. Можно также заправлять недорогое топливо и не бояться за техническое состояние агрегата. Правда вам придется смириться с повышенным шумом и вибрацией от мотора.
К выбору автомобиля нужно подходить основательно и ответственно. Не стоит недооценивать важность выбора мотора в автомобиле. Теперь вы сами сможете решить, что лучше для вас - 16 или 8-клапанный мотор. Для принятия окончательного решения стоит прочитать отзывы о конкретном автомобиле в конкретной модификации. Например, многие жалуются на серьезные проблемы с двигателем.
jrepair.ru
