SOVAVTO.ORG » Новости » История развития бензиновых двигателей внутреннего сгорания

История развития бензиновых двигателей внутреннего сгорания

Эволюция двигателей- будто было тогда, и как кушать сейчас

История развития бензиновых двигателей внутреннего сгорания

Несмотря на то, что первые двигатели внутреннего сгорания были сконструированы более 140 лет назад, у современных автомобильных моторов по-прежнему чрезвычайно немало общего с теми первыми агрегатами, которые по своему принципу действия напоминают миниатюрные электростанции.

Будто известно, топливом для первого двигателя был газ, воспламеняющийся в специальной камере внутреннего сгорания. Будто и тогда, в сегодняшних моторах пары бензина, предварительно смешанные с воздухом, поджигаются в камере внутреннего сгорания при помощи искры. Таким образом очевидно, что основной принцип автомобильного двигателя остался неизменным. А вот что касается энергоэффективности и экологичности современных моторов, то они в значительной степени эволюционировали, став более дружелюбными и безопасными для окружающей среды при существенном росте эффективности.

Карбюратор и инжектор

Одним из ключевых элементов в конструкции бензиновых моторов до последнего времени являлся карбюратор. Подобное техническое решение для автомобильных моторов можно повстречать еще и сегодня, заглянув под капот некоторых отечественных машин, сконструированных в ХХ веке.

 

Будто показали исследования, модернизация карбюратора, являющегося устройством, необходимым для качественного и правильного смешивания топлива и воздуха, зашла в тупик. Повышать эффективность карбюраторов больше уже было невозможно, ввиду чего инженеры в сфере автомобильной индустрии стали одинешенек за другим отказываться от применения карбюраторов на моторах своих автомобилей.

 

Кроме того, карбюраторные моторы являются весьма не экологичными, что в свете тезисов о защите окружающей среды стало дополнительным стимулом отказа от карбюраторов. Стоит отметить, что долгое пора работа двигателя внутреннего сгорания предполагала смазку трущихся внутренних частей мотора посредством добавления моторного масла непосредственно в бензин. Тут было чрезвычайно важно соблюсти оптимальные пропорции, позволяющие обеспечивать необходимый эффект смазки, совместно с тем допуская минимальное число нагара, образующегося после выгорания топливной смеси, сдобренной моторным маслом. Нарушение технологии смешивания бензина и масла влекло за собой появление густого сизого дыма позади даже вполне исправной машины.

Первые моторы, оснащаемые системой топливного впрыска, увидели свет в конце ХIХ столетии. В то пора, на заре прошлого века, когда подавляющее число автомобилестроителей работали над усовершенствованием карбюратора, одинешенек из немецких инженеров впервой получил патент на систему впрыска топлива в камеру сгорания автомобильного цилиндра. Однако надежность и практическая безотказность карбюраторных моторов не дала возможности бурному развитию инжекторных моторов, ввиду чего сообщать о первых серьезных попытках конструкторов двигателей запустить систему топливного впрыска в серийное производство стало возможным лишь применительно к периоду основы Первой мировой войны. Однако именно немецкие военные самолеты стали первыми серийными аппаратами, на чьих моторах карбюраторы уступили пункт впрыску. А вот советская, английская и американская авиация получила на вооружение самолеты с инжекторными моторами лишь к концу войны. Истина, тогда это была система механического топливного впрыска, по своей эффективности немного чем напоминающая современные электронные системы.

В отличие от карбюраторных моторов, двигатели, оснащенные системой топливного впрыска, отличались большей мощностью и тягой благодаря тому, что для каждого цикла сгорания число и состав смеси были точно отмерены.

Что касается автомобилестроения, то тут, несмотря на меньшую эффективность карбюратора, карбюраторные моторы оставались практически безальтернативными еще весьма долгое время.

Рециркуляция выхлопных газов

Может показаться, что усовершенствование автомобильных двигателей происходило недостаточно скоро, однако этот вывод преждевременен и не справедлив. Одной из первых деталей, играющих ключевую роль в работе мотора, стал клапан рециркуляции отработанных газов. Система рециркуляции выхлопа является неотъемлемой частью силовых агрегатов подавляющего числа современных автомобилей. Эта система позволяет максимально эффективно задействовать топливо, сжигая его в камерах цилиндров с наибольшим эффектом. Благодаря процессу рециркуляции продуктов сгорания топлива отработанные газы вновь поступают в двигатель, где опять участвуют в процессе воспламенения и сгорания топливной смеси. Таким образом достигается не лишь более полное сжигание бензина, однако и уменьшается количество вредных выбросов, образующихся в результате работы двигателя внутреннего сгорания.

 

Стоит отметить, что в современных моторах клапан рециркуляции отработанных газов позволяет сэкономить до 25% топлива, не сгоревшего при первоначальном воспламенении рабочей смеси, которое в отсутствии системы рециркуляции запросто вылетело бы в атмосферу. Таким образом, появившись впервой в середине прошлого века, система рециркуляции выхлопных газов стала обязательной частью для выпускаемых ныне моторов.

Система электронного зажигания

Другим важным шагом в процессе эволюции автомобильных моторов можно наименовать разработку и применение электроники в системе зажигания. Будет продолжительное время система зажигания автомобильного двигателя имела контактную конструкцию. Однако при подобный конструкции мотора от верно выставленного опережения зажигания в полной мере зависела эффективность работы итого агрегата.

 

Электроника, пришедшая на смену контактному зажиганию, позволила точно выверять момент воспламенения топливной смеси, исключив ее преждевременное возгорание относительно хода поршня. Впрочем, весьма продолжительное пора электронное зажигание применялось лишь для некоторых карбюраторных моторов будучи своеобразной опцией для дорогих моделей машин, предназначенной для повышения отдачи двигателя. Однако поскольку используемые устройства требовали сложных настроек и специального оборудования, электронные системы зажигания долгое пора оставались редкостью, тогда будто подавляющее число автомобилистов продолжали сжигать миллионы тонн топлива ввиду неэффективной работы карбюраторных моторов, оснащаемых морально-устаревшей системой зажигания контактного типа.

Применение обедненной топливной смеси

Вариантом повышения эффективности бензиновых двигателей стал переход некоторых разработчиков на использование обедненной топливной смеси. Инженерами было изменено привычное соотношение топливной смеси. По подобный технологии во второй половине 70-х годов стали строить свои моторы инженеры Honda, Mitsubishi, Nissan, а также некоторых других производителей. Однако поскольку моторы, разработанные под применение обедненной смеси, требовали установки сложнейших и дорогостоящих каталитических нейтрализаторов, подобные агрегаты не прижились и уже к началу 90-х годов практически целиком перестали производиться.

Электронный топливный впрыск

Пожалуй, наиболее серьезным шагом в процессе эволюции автомобильных моторов является разработка системы электронного топливного впрыска. По сравнению с механическими аналогами, электронные системы позволяли гораздо точнее контролировать число смеси, подаваемой в камеру сгорания. Первоначальные технологии предусматривали одноточечную конструкцию электронного впрыска, на смену которой пришли системы многоточечного и даже многопортового впрыска. Впрочем, многопортовый впрыск ныне практически не используется ввиду сложности и дороговизны конструкции.

Ныне в конструкции инжекторных моторов повсеместно применяются датчики кислорода, именуемые лямбда-зондами. Такие датчики устанавливаются в системе выпуска отработанных газов, выполняя функцию контроля эффективности сгорания топлива в каждом цикле. Многие автомобили располагают двумя и более кислородными датчиками, устанавливаемыми до и после каталитического нейтрализатора. При всех плюсах, лямбда-зонды обладают существенным недостатком, особливо заметным в российских условиях эксплуатации автомобилей. Эти устройства чрезвычайно чувствительны к качеству топлива и при использовании некачественного бензина могут выйти из строя уже после нескольких тысяч пробега.

Помимо двигателей, работающих по принципу цикла Отто, в мире современного автомобилестроения находят применение и другие технологии. Этак, в качестве альтернативы можно наименовать моторы, работающие по принципу цикла Аткинсона. Истина, такие двигатели не столь распространены ввиду меньшей мощности при прочих равных характеристика. Будто правило, бензиновые двигатели, работающие по циклу Аткинсона, используются в гибридных силовых установках.

Ныне, как и сто лет назад, конструкторы продолжают сидеть над повышением эффективности автомобильных двигателей. Этак, уже возможно совсем скоро в свечах зажигания будут использоваться лазерные технологии, а для изготовления дроссельной заслонки будут применяться альтернативные материалы.

Информационное издание: Новости гаи, дтп, штрафы пдд, ГИБДД, Испытание ПДД онлайн. Техосмотр

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*