Двигатель внутреннего сгорания - история создания. Отто бензин


Otto fuel ii - Wikipedia

Look for Otto fuel ii on one of Wikipedia's sister projects:
Wiktionary (free dictionary)
Wikibooks (free textbooks)
Wikiquote (quotations)
Wikisource (free library)
Wikiversity (free learning resources)
Commons (images and media)
Wikivoyage (free travel guide)
Wikinews (free news source)
Wikidata (free linked database)
Wikipedia does not have an article with this exact name. Please search for Otto fuel ii in Wikipedia to check for alternative titles or spellings.
  • Log in or create an account to start the Otto fuel ii article, alternatively use the Article Wizard, or add a request for it.
  • Search for "Otto fuel ii" in existing articles.
  • Look for pages within Wikipedia that link to this title.

Other reasons this message may be displayed:

  • If a page was recently created here, it may not be visible yet because of a delay in updating the database; wait a few minutes or try the purge function.
  • Titles on Wikipedia are case sensitive except for the first character; please check alternative capitalizations and consider adding a redirect here to the correct title.
  • If the page has been deleted, check the deletion log, and see Why was the page I created deleted?.

en.wikipedia.org

Двигатель Отто Дизеля | 5koleso.ru

Двигатель Отто Дизеля. Это не ошибка автора, а передовая разработка General Motor Power Train Europe

© GMPTE

Это не ошибка автора, а передовая разработка General Motor Power Train Europe.

У изобретателя рабочего процесса ДВС с воспламенением от сжатия Рудольфа Дизеля столь же знаменитого, как он сам, родственника или однофамильца по имени Отто не было. Фамилию Николауса Августа Отто, разработчика бензинового двигателя с воспламенением от свечи, хорошо знают на Западе, у нас же ее можно встретить лишь в специальной литературе. Такое ощущение, что «наши люди» считают, будто мотор с принудительным зажиганием изобрел человек по фамилии Бензин.

Но шутки в сторону. Оба рабочих процесса обладают своими достоинствами и недостатками. Для каждого требуется свой вид топлива. Не вдаваясь в подробности, отметим, что дизельный двигатель более эффективен, но заставить его работать на бензине нереально: горение топлива уподобляется взрыву, для использования энергии которого двигатель придется сделать, как минимум, более массивным. А степени сжатия мотора Отто недостаточно, чтобы достичь необходимой для воспламенения температуры воздуха.Но сегодня, когда снижение расхода топлива на 3–5% считается у конструкторов очень приличным результатом, весьма заманчивой кажется идея получить «ниоткуда», просто за счет иной организации работы клапанов и системы зажигания экономию в 15–25% (что подтверждается расчетами). И мотористам General Motors это, похоже, удалось. Разработанный ими процесс «управляемого самовоспламенения» получил название HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition — воспламенение гомогенного заряда от сжатия).

Название процесса достаточно точно отражает его суть. Рабочая смесь должна быть соответствующим образом подготовлена: для одновременного воспламенения всего заряда она должна быть абсолютно равномерно «размешанной» (гомогенной), а для экономии топлива — обедненной. Для управления процессом самовоспламенения в цилиндре размещается датчик давления. Для управления самим двигателем предусмотрены возможность регулирования фаз газораспределения и две ступени открытия (подъема) клапанов. Прямой впрыск топлива осуществляется форсункой, расположенной строго по центру камеры сгорания. Только так удается получить равномерный распыл бензина. В значительной мере HCCI базируется на стандартной конструкции серийно выпускаемых двигателей. Основные изменения «собраны» в головке блока цилиндров.

Эксплуатация опытного образца подтвердила работоспособность идеи и продемонстрировала 15-процентное снижение расхода топлива.

Запускается двигатель HCCI как обычный бензиновый и прогревается до рабочей температуры с использованием свечи зажигания. Принудительное воспламенение «включается» и при высокой нагрузке. На установившихся режимах двигатель работает по дизельному циклу. Недостающую теплоту заряд получает за счет рециркуляции отработанных газов: добавляя их в рабочую смесь, конструкторы решили сразу три задачи. Во-первых, снизили токсичность выхлопа, во-вторых, уменьшили расход, а в третьих — подогрели сжатый воздух в цилиндре до температуры воспламенения бензина.

Автомобили с двигателями HCCI уже проходят дорожные испытания. Это Opel, 2.2-литровые двигатели которых приспособлены для работы на бензине «по-дизельному».

Холодный пуск и высокие нагрузки требуют перехода на традиционное зажигание. Стандартные трехходовые каталитические нейтрализаторы сохраняют эффективность очистки отработанных газов в обоих режимах. В дизельном, по версии HCCI, процессе не требуется нейтрализация NOх.

О массовом внедрении HCCI говорить пока рано: процесс отработан для конкретного сорта бензина. В реальной же жизни топливо, продаваемое на различных заправках, отличается по своим физико-химическим свойствам. Так что General Motors предстоит решить еще одну техническую задачу — обучить мотор HCCI «всеядности».

5koleso.ru

Двигатель внутреннего сгорания - история создания / Техника / stD

Это вступительная часть цикла статей посвящённых Двигателю Внутреннего Сгорания, являющаяся кратким экскурсом в историю, повествующая об эволюции ДВС. Так же, в статье будут затронуты первые автомобили.

В следующих частях будут подробно описаны различные ДВС:

• Шатунно-поршневые • Роторные • Турбореактивные • Реактивные

Паровая машина, послужившая прародителем ДВС, по своей сути являлась двигателем внешнего сгорания, так как горение топлива происходило в отдельно стоявшем котле, а рабочее тело (пар) подавалось в цилиндр по трубам. Такая конструкция приводила к большим потерям тепла (энергии) и черезмерному расходу топлива.

Для преодоления этих недостатков необходимо было сделать так, чтоб топливо сгорало непосредственно в самом цилиндре. Реализацией этой идеи и стал Двигатель Внутреннего Сгорания.

ДВС различного действияДвухтактный ДВС — на первом такте происходит впуск и сжатие горючей смеси, а на втором такте расширение и выпуск отработанных газов.

Четырёхтактный ДВС — на первом такте происходит впуск, на втором сжатие, на третьем расширение, на четвёртом выпуск.

Звёздообразный, или радиальный ДВС — имеет небольшую длину и позволяет компактно размещать большое количество цилиндров.

Ротативный ДВС — двигатель вращается вокруг неподвижного коленчатого вала.

Роторный ДВС — за один оборот двигатель выполняет один рабочий цикл.

Слово «Детонация» здесь неуместно, правильно будет — расширение. Детонация же, это разрушительное следствие неправильной работы двигателя.

Турбореактивный ДВС — в основном используются на самолётах.

Реактивный ДВС — используется в ракетах.

К первым попыткам создать ДВС (если не брать в расчёт артиллерийские орудия) можно отнести проект порохового двигателя в виде цилиндра с поршнем, предложенный Христианом Гюйгенсом и Дени Папеном, в 17 веке.

Идея заключалась в том, что насыпанный внутрь цилиндра и подожжённый порох, выталкивал поршень вверх. Конечно, назвать эту конструкцию двигателем можно лишь с большой натяжкой, однако нужно помнить что на дворе был 1690 год.

           

Чуть позже, Папен, вместо пороха залил в цилиндр воду, которая доводилась до кипения костром, разожженным под цилиндром, а образующийся пар толкал поршень. Тогда эта идея, отчасти, поспособствовала созданию паровой машины, а сейчас поршень и цилиндр используется в современных шатунно-поршневых ДВС.

Существовали и другие изобретатели 17-18 веков пытавшиеся создавать ДВС, но им не удалось добиться сколько-нибудь значимых результатов, да и информации о них крайне мало.

    В 1801 году, Филипп Лебон — французский инженер и изобретатель газового освещения, зарегистрировал патент на двигатель внутреннего сгорания работающий на смеси газа и воздуха.

В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый «светильный газ» из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала в рабочий цилиндр, где и воспламенялась.

В связи со смертью Лебона, в 1804 году, двигатель так и остался проектом на бумаге.

К сожалению, не нашёл никаких картинок.

В 1806 году, французский изобретатель Джозеф Ньепс вместе со своим братом Клодом, сконструировали прототип двигателя внутреннего сгорания и назвали его «Pyreolophore».

Двигатель был установлен на лодку, которая смогла подняться вверх по течению реки Сона. Спустя год, после испытаний, братья получили патент на своё изобретение, подписаный Наполеоном Бонопартом, сроком на 10 лет.

Правильнее всего, было бы назвать этот двигатель реактивным, так как его работа заключалась в выталкивании воды из трубы находящейся под днищем лодки…

Двигатель состоял из камеры поджигания и камеры сгорания, сильфона для нагнетания воздуха, топливо-раздаточного устройства и устройства зажигания. Топливом для двигателя служила угольная пыль.

Сильфон впрыскивал струю воздуха смешанную с угольной пылью в камеру поджигания где тлеющий фитиль зажигал смесь. После этого, частично подожжённая смесь (угольная пыль горит относительно медленно) попадала в камеру сгорания где полностью прогорала и происходило расширение. Далее давление газов выталкивало воду из выхлопной трубы, что заставляло лодку двигаться, после этого цикл повторялся. Двигатель работал в импульсном режиме с частотой ~12 и/минуту.

Спустя некоторое время, братья усовершенствовали топливо добавив в него смолу, а позже заменили его нефтью и сконструировали простую систему впрыска. В течении следующих десяти лет проект не получил никакого развития. Клод уехал в Англию с целью продвижения идеи двигателя, но растратил все деньги и ничего не добился, а Джозеф занялся фотографией и стал автором первой в мире фотографии «Вид из окна».

Принято считать, что братья Ньепс были авторами первой в мире системы впрыска.

Во Франции, в доме-музее Ньепсов, выставлена реплика «Pyreolophore».

Справа стоит самокат (дрезина — лат. быстроя нога), который Джозеф Ньепс построил в 1817 году.

В том же 1807 году, швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Рива сконструировал двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием. Топливом для двигателя служил водород, а идею электрического поджига, де Рива позаимствовал у Алессандро Вольта.

Чуть позже, де Рива водрузил свой двигатель на четырёхколёсную повозку, которая, по мнению историков, стала первым автомобилем с ДВС.

Про Алессандро ВольтаВольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Вольтов столб»).

В 1776 г. Вольта изобрел газовый пистолет — «пистолет Вольты», в котором газ взрывался от электрической искры.

В 1800 году построил химическую батарею, что позволило получать электричество с помощью химических реакций.

Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.

A — цилиндр, B — «свеча» зажигания, C — поршень, D — «воздушный» шар с водородом, E — храповик, F — клапан сброса отработанных газов, G — рукоятка для управления клапаном.

Водород хранился в «воздушном» шаре соединённым трубой с цилиндром. Подача топлива и воздуха, а так же поджиг смеси и выброс отработанных газов осуществлялись вручную, с помощью рычагов.

Принцип работы:

• Через клапан сброса отработанных газов в камеру сгорания поступал воздух. • Клапан закрывался. • Открывался кран подачи водорода из шара. • Кран закрывался. • Нажатием на кнопку подавался электрический разряд на «свечу». • Смесь вспыхивала и поднимала поршень вверх. • Открывался клапан сброса отработанных газов. • Поршень падал под собственным весом (он был тяжёлый) и тянул верёвку, которая через блок поворачивала колёса.

После этого цикл повторялся.

В 1813 году де Рива построил ещё один автомобиль. Это была повозка длиной около шести метров, с колесами двухметрового диаметра и весившея почти тонну. Машина смогла проехать 26 метров с грузом камней (около 700 фунтов) и четырьмя мужчинами, со скоростью 3 км/ч. С каждым циклом, машина перемещалась на 4-6 метров.

Мало кто из его современников серьезно относился к этому изобретению, а Французская Академия Наук утверждала, что двигатель внутреннего сгорания никогда не будет конкурировать по производительности с паровой машиной.

В Парижском «Музее искусств и ремёсел» экспонируется модель автомобиля Франсуа де Рива.

В 1825 году, английский инженер и изобретатель Сэмюэль Браун, создал двигатель работающий на газе (водород).

Принцип работы двигателя основывался на сжигании воздуха в цилиндре, что приводило к созданию вакуума и втягивании поршня, а для более эффективного охлаждения, цилиндр окружала водяная рубашка.

Двигатель использовался для перекачки воды и для приведения в движение речных судов. Браун создал компанию по производству двигателей для лодок и барж, некоторые из которых достигали скорости 14 км/ч. Тем не менее, предприятие оказалось неудачным из-за перебоев с поставками топлива и высокой стоимости.

В 1826 году, Сэмюэль Мори, пионер американского «паростроения», запатентовал двигатель внутреннего сгорания работающий на скипидаре и спирте.

Двигатель имел много общего с современными, он состоял из двух цилиндров с водяной рубашкой, карбюратора и выпускных клапанов.

Информации очень мало, поэтому пишу что есть:

Мори продемонстрировал свой ​​двигатель в Нью-Йорке и Филадельфии, о чём есть свидетельства очевидцев. Двигатели были установлены на лодку и на телегу. Во время демонстрации «автомобиля», Мори не справился с управлением и съехал в канаву. Это была первая в США поездка на автомобиле. Несмотря на успех, Мори не смог найти покупателя.

Популяризатором идеи Мори был Чарльз Дьюри, изобретатель, сконструировавший первый бензиновый двигатель в Америке. Он профинансировал создание двух рабочих реплик двигателя Мори, одна из которых находится в распоряжении Смитсоновского института, а другая принадлежит Дин Камен.

В 1833 году, американский изобретатель Лемюэль Веллман Райт, зарегистрировал патент на двухтактный газовый двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением.

Дугалд Клерк (см. ниже) в своей книге «Gas and Oil Engines» написал о двигателе Райта следующее:

«Чертеж двигателя весьма функционален, а детали тщательно проработаны. Взрыв смеси действует непосредственно на поршень, который через шатун вращает кривошипный вал. По внешнему виду двигатель напоминает паровую машину высокого давления, в которой газ и воздух подаются с помощью насосов из отдельных резервуаров. Смесь, находящаяся в сферических ёмкостях поджигалась во время подъёма поршня в ВМТ (верхняя мёртвая точка) и толкала его вниз/вверх. В конце такта открывался клапан и выбрасывал выхлопные газы в атмосферу.»

Неизвестно, был ли когда-либо этот двигатель построен, однако есть его чертёж:

В 1838 году, английский инженер Уильям Барнетт получил патент на три двигателя внутреннего сгорания.

Первый двигатель — двухтактный одностороннего действия (топливо горело только с одной стороны поршня) с отдельными насосами для газа и воздуха. Поджиг смеси происходил в отдельном цилиндре, а потом горящая смесь перетекала в рабочий цилиндр. Впуск и выпуск осуществлялся через механические клапана.

Второй двигатель повторял первый, но был двойного действия, то есть горение происходило попеременно с обоих сторон поршня.

Третий двигатель, так же был двойного действия, но имел впускные и выпускные окна в стенках цилиндра открывающееся в момент достижения поршнем крайней точки (как в современных двухтактниках). Это позволяло автоматически выпускать выхлопные газы и впускать новый заряд смеси.

Отличительной особенностью двигателя Барнетта было то, что свежая смесь сжималась поршнем перед воспламенением.

Чертёж одного из двигателей Барнетта:

В 1853-57 годах, итальянские изобретатели Еугенио Барзанти и Феличе Маттеуччи разработали и запатентовали двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания мощность 5 л/с. Патент был выдан Лондонским бюро так как итальянское законодательство не могло гарантировать достаточную защиту.

Строительство прототипа было поручено компании «Bauer & Co. of Milan» (Helvetica), и завершено в начале 1863 года. Успех двигателя, который был гораздо более эффективным чем паровая машина, оказался настолько велик, что компания стала получать заказы со всего света.

Ранний, одноцилиндровый двигатель Барзанти-Маттеуччи:

Модель двухцилиндрового двигателя Барзанти-Маттеуччи:

Маттеуччи и Барзанти заключили соглашение на производство двигателя с одной из бельгийских компаний. Барзанти отбыл в Бельгию для наблюдения за работой лично и внезапно умер от тифа. Со смертью Барзанти все работы по двигателю были прекращены, а Маттеуччи вернулся к своей прежней работе в качестве инженера-гидравлика.

В 1877 году, Маттеуччи утверждал, что он с Барзанти были главными создателями двигателя внутреннего сгорания, а двигатель построенный Августом Отто очень походил на двигатель Барзанти-Маттеуччи.

Документы касающиеся патентов Барзанти и Маттеуччи хранятся в архиве библиотеки Museo Galileo во Флоренции.

Национальный музей науки и техники Леонардо да Винчи в Милане.

В 1860 году, бельгийский инженер Жан Жозеф Этьен Ленуар построил двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением, представлявший собой переделанную одноцилиндровую горизонтальную паровую машину двойного действия, работавший на смеси воздуха и светильного газа с электрическим искровым зажиганием. Мощность двигателя составляла 12 л/с.

Двигатели Ленуара использовались как стационарные, судовые, на локомотивах и на дорожных экипажах.

Современная модель:

Принцип работы прост: смесь, с помощью одного золотникового устройства, попеременно подавалась в полости цилиндра и поджигалась от «свечи», а через другой золотник выбрасывались отработанные газы.

Золотник

В зависимости от положения золотника, окна (4) и (5) сообщаются с замкнутым пространством (6) окружающим золотник и заполненным паром, или с полостью 7, соединённой с атмосферой или конденсатором.

Это был первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания. К 1865 году более 400 единиц использовались во Франции и около 1000 в Великобритании.

Двигатель Ленуара. «Музей искусств и ремёсел». Париж.

В 1862 году Ленуар построил первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, адаптировав свой ​​двигатель для работы на жидком топливе.

Даже капот есть

После появления четырёхтактного двигателя конструкции Николауса Отто, двигатель Ленуара быстро потерял свои позиции на рынке.

В 1861 году, французский инженер Альфонс Эжен Бо де Роша получил патент на четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Проект был реализован только на бумаге.

Картинок я не нашёл.

В 1863 году, Николаус Август Отто и Карл Ойген Ланген сконструировали атмосферный двигатель внутреннего сгорания и основали завод по его производству «N. A. Otto & Cie».

В 1867 году на «Парижской Всемирной Выставке» их двигатель был удостоен золотой медали.

После банкротства в 1872 году, Ланген и Отто основали новую компанию, которая сегодня известна как «Deutz AG». На должность топ-менеджера был принят Готлиб Даймлер, который в свою очередь, взял на должность главного конструктора своего друга Вильгельма Майбаха.

Самым главным изобретением Николауса Отто был двигатель с четырёхтактным циклом — циклом Отто. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто, но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша (см. выше). Группа французских промышленников оспорила патент Отто в суде, суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Не смотря на то, что конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним опытом модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область их применения. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два — в Москве и Петербурге.

В 1865 году, французкий изобретатель Пьер Хьюго получил патент на машину представлявшую собой вертикальный одноцилиндровый двигатель двойного действия, в котором для подачи смеси использовались два резиновых насоса, приводимых в действие от коленчатого вала.

Позже Хьюго сконструировал горизонтальный двигатель схожий с двигателем Ленуара.

Science Museum, London.

В 1870 году, австро-венгерский изобретатель Сэмюэль Маркус Зигфрид сконструировал двигатель внутреннего сгорания работающий на жидком топливе и установил его на четырёхколёсную тележку.

Сегодня этот автомобиль хорошо известен как «The first Marcus Car».

В 1887 году, в сотрудничестве с компанией «Bromovsky & Schulz», Маркус построил второй автомобиль — «Second Marcus Car».

Technisches Museum Wien

В 1872 году, американский изобретатель Джордж Брайтон запатентовал двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания постоянного давления, работающий на керосине. Брайтон назвал свой двигатель «Ready Motor».

Первый цилиндр выполнял функцию компрессора, нагнетавшего воздух в камеру сгорания, в которую непрерывно поступал и керосин. В камере сгорания смесь поджигалась и через золотниковый механизм поступало во второй — рабочий цилиндр. Существенным отличием от других двигателей, было то, что топливовоздушная смесь сгорала постепенно и при постоянном давлении.

Интересующиеся термодинамическими аспектами двигателя, могут почитать про «Цикл Брайтона».

В 1878 году, шотландский инженер Сэр (в 1917 году посвящён в рыцари)Дугалд Клерк разработал первый двухтактный двигатель с воспламенением сжатой смеси. Он запатентовал его в Англии в 1881 году.

Двигатель работал любопытным образом: в правый цилиндр подавался воздух и топливо, там оно смешивалось и эта смесь выталкивалась в левый цилиндр, где и происходило поджигание смеси от свечи. Происходило расширение, оба поршня опускались, из левого цилиндра (через левый патрубок) выбрасывались выхлопные газы, а в правый цилиндр всасывалась новая порция воздуха и топлива. Следуя по инерции поршни поднимались и цикл повторялся.

В 1879 году, Карл Бенц, построил вполне надежный бензиновый двухтактный двигатель и получил на него патент.

Однако настоящий гений Бенца проявился в том, что в последующих проектах он сумел совместить различные устройства (дроссель, зажигание с помощью искры с батареи, свеча зажигания, карбюратор, сцепление, КПП и радиатор) на своих изделиях, что в свою очередь стало стандартом для всего машиностроения.

В 1883 году, Бенц основал компанию «Benz & Cie» по производству газовых двигателей и в 1886 году запатентовал четырехтактный двигатель, который он использован на своих автомобилях.

Благодаря успеху компании «Benz & Cie», Бенц смог заняться проектированием безлошадных экипажей. Совместив опыт изготовления двигателей и давнишнее хобби — конструирование велосипедов, к 1886-му году он построил свой первый автомобиль и назвал его "Benz Patent Motorwagen".

Конструкция сильно напоминает трехколёсный велосипед.

Одноцилиндровый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания рабочим объёмом 954 см3., установленный на "Benz Patent Motorwagen".

Двигатель был оснащён большим маховиком (использовался не только для равномерного вращения, но и для запуска), бензобаком на 4,5 л., карбюратором испарительного типа и золотниковым клапаном, через который топливо поступало в камеру сгорания. Воспламенение производилось свечой зажигания собственной конструкции Бенца, напряжение на которую подавалось от катушки Румкорфа.

Охлаждение было водяным, но не замкнутого цикла, а испарительным. Пар уходил в атмосферу, так что заправлять автомобиль приходилось не только бензином, но и водой.

Двигатель развивал мощность 0,9 л.с. при 400 об/мин и разгонял автомобиль до 16 км/ч.

Карл Бенц за «рулём» своего авто.

Чуть позже, в 1896 году, Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель (или плоский двигатель), в котором поршни достигают верхней мертвой точки в одно и то же время, тем самым уравновешивая друг друга.

Музей «Mercedes-Benz» в Штутгарте.

В 1882 году, английский инженер Джеймс Аткинсон придумал цикл Аткинсона и двигатель Аткинсона.

Двигатель Аткинсона — это по существу двигатель, работающий по четырёхтактному циклу Отто, но с измененным кривошипно-шатунным механизмом. Отличие заключалось в том, что в двигателе Аткинсона все четыре такта происходили за один оборот коленчатого вала.

Использование цикла Аткинсона в двигателе позволяло уменьшить потребление топлива и снизить уровень шума при работе за счёт меньшего давления при выпуске. Кроме того, в этом двигателе не требовалось редуктора для привода газораспределительного механизма, так как открытие клапанов приводил в движение коленчатый вал.

Не смотря на ряд преимуществ (включая обход патентов Отто) двигатель не получил широкого распространения из-за сложности изготовления и некоторых других недостатков. Цикл Аткинсона позволяет получить лучшие экологические показатели и экономичность, но требует высоких оборотов. На малых оборотах выдаёт сравнительно малый момент и может заглохнуть.

Сейчас двигатель Аткинсона применяется на гибридных автомобилях «Toyota Prius» и «Lexus HS 250h».

В 1884 году, британский инженер Эдвард Батлер, на лондонской выставке велосипедов "Stanley Cycle Show" продемонстрировал чертежи трёхколёсного автомобиля с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, а в 1885 году построил его и показал на той же выставке, назвав «Velocycle». Так же, Батлер был первым кто использовал слово бензин.

Патент на «Velocycle» был выдан в 1887 году.

На «Velocycle» был установлен одноцилиндровый, четырёхтактный бензиновый ДВС оснащенный катушкой зажигания, карбюратором, дросселем и жидкостным охлаждением. Двигатель развивал мощность около 5 л.с. при объёме 600 см3, и разгонял автомобиль до 16 км/ч.

На протяжении многих лет Батлер улучшал характеристики своего транспортного средства, но был лишен возможности его тестировать из-за "Закона Красного Флага" (издан в 1865 году), согласно которому транспортные средства не должны были превышать скорость свыше 3 км/ч. Кроме того, в автомобиле должны были присутствовать три человека, один из которых должен был идти перед автомобилем с красным флагом (такие вот меры безопасности).

В журнале «Английский Механик» от 1890 года, Батлер написал — «Власти запрещают использование автомобиля на дорогах, в следствии чего я отказываюсь от дальнейшего развития.»

Из-за отсутствия общественного интереса к автомобилю, Батлер разобрал его на металлолом, и продал патентные права Гарри Дж. Лоусону (производителю велосипедов), который продолжил производство двигателя для использования на катерах.

Сам же Батлер перешёл к созданию стационарных и судовых двигателей.

В 1900 году, в журнале "Autocar", Батлер опубликовал статью следующего содержания:

«Теперь, когда внимание общественности приковано к немецким изобретателям — Бенцу и Даймлеру, я надеюсь, что вы найдёте место в вашем журнале для иллюстрации небольшого бензинового автомобиля, который я считаю, был сделан абсолютно первым в этой стране. Я не могу утверждать, что сделал очень много, однако я проводил свои эксперименты в то время, когда прогресс тормозился из-за предрассудков людей и отсутствия интереса. Тем не менее, часть моих идей до сих пор используется во многих типах двигателей.»

В 1889 году, на Всемирной выставке в Париже, французский инженер Феликс Милле представил и запатентовал 5-цилиндровый ротационный (не роторный) двигатель, встроенный в колесо велосипеда.

Мотоцикл Феликса Милле, 1897 год.

Ротационный двигатель основан на стандартном цикле Отто, но вместо вращения коленчатого вала вращается весь двигатель выступая в роли маховика, а коленчатый вал стоит на месте.

Подобные двигатели широко использовались в авиации во времена Первой мировой войны.

Достоинства и недостатки этих двигателей будут описаны в отдельной статье, однако интересующиеся могут почитать википедию.

В 1891 году, Герберт Эйкройд Стюарт в сотрудничестве с компанией "Richard Hornsby and Sons" построил двигатель «Hornsby-Akroyd», в котором топливо (керосин) под давлением впрыскивалось в дополнительную камеру (из-за формы её называли «горячий шарик»), установленную на головке блока цилиндров и соединённую с камерой сгорания узким проходом. Топливо воспламенялось от горячих стенок дополнительной камеры и устремлялось в камеру сгорания.

1. Дополнительная камера (горячий шарик). 2. Цилиндр. 3. Поршень. 4. Картер.

Для запуска двигателя использовалась паяльная лампа, которой нагревали дополнительную камеру (после запуска она подогревалась выхлопными газами). Из-за этого двигатель «Hornsby-Akroyd», который был предшественником дизельного двигателя сконструированного Рудольфом Дизелем, часто называли «полу-дизелем». Однако спустя год Эйкройд усовершенствовал свой двигатель добавив к нему «водяную рубашку» (патент от 1892 г.), что позволило повысить температуру в камере сгорания за счёт увеличения степени сжатия, и теперь уже не было необходимости в дополнительном источнике нагрева.

В 1893 году, Рудольф Дизель получил патенты на тепловой двигатель и модифицированный "цикл Карно" под названием «Метод и аппарат для преобразования высокой температуры в работу».

В 1897 году, на «Аугсбургском машиностроительном заводе» (с 1904 года MAN), при финансовом участии компаний Фридриха Круппа и братьев Зульцер, был создан первый функционирующий дизель Рудольфа Дизеля Мощность двигателя составляла 20 лошадиных сил при 172 оборотах в минуту, КПД 26,2 % при весе пять тонн. Это намного превосходило существующие двигатели Отто с КПД 20 % и судовые паровые турбины с КПД 12 %, что вызвало живейший интерес промышленности в разных странах.

Двигатель Дизеля был четырёхтактным. Изобретатель установил, что КПД двигателя внутреннего сгорания повышается от увеличения степени сжатия горючей смеси. Но сильно сжимать горючую смесь нельзя, потому что тогда повышаются давление и температура и она самовоспламеняется раньше времени. Поэтому Дизель решил сжимать не горючую смесь, а чистый воздух и концу сжатия впрыскивать топливо в цилиндр под сильным давлением. Так как температура сжатого воздуха достигала 600—650 °C, топливо самовоспламенялось, и газы, расширяясь, двигали поршень. Таким образом Дизелю удалось значительно повысить КПД двигателя, избавиться от системы зажигания, а вместо карбюратора использовать топливный насос высокого давления (ТНВД).

Позднее, в 1900 году, на "Всемирной выставке", Рудольф Дизель продемонстрировал двигатель работающий на арахисовом масле (биодизель).

В 1903 году, норвежский изобретатель Эгидий Эллинг построил первую газовую турбину, развивавшую мощность в 11 лошадиных сил. Патент на это изобретение он получил ещё в 1884 году.

К 1904-му году мощность турбины была увеличена до 44 лошадиных сил, а к 1932-му году турбина уже развивала мощность около 75 лошадиных сил.

В 1933 году Эллинг пророчески писал: «Когда я начал работать над газовой турбиной в 1882 году, я был твёрдо уверен в том, что моё изобретение будет востребовано в авиастроении.»

К сожалению, Эллинг умер в 1949 году, так и не дожив до наступления эры турбореактивной авиации.

Единственное фото, которое удалось найти.

Возможно кто-то найдёт что-либо об этом человеке в "Норвежском музее техники".

В 1903 году, Константин Эдуардович Циолковский, в журнале «Научное обозрение» опубликовал статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами», где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проект ракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённую жидкостным реактивным двигателем (который тоже является двигателем внутреннего сгорания). В качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкие водород и кислород.

Наверное на этой ракетно-космической ноте и стоит закончить историческую часть, так как наступил 20-ый век и Двигатели Внутреннего Сгорания стали производиться повсеместно.

Философское послесловие…

К.Э. Циолковский полагал, что в обозримом будущем люди научатся жить если не вечно, то по крайней мере очень долго. В связи с этим на Земле будет мало места (ресурсов) и потребуются корабли для переселения на другие планеты. К сожалению, что-то в этом мире пошло не так, и с помощью первых ракет люди решили просто уничтожать себе подобных...

Спасибо всем кто прочитал.

Все права защищены © 2016 istarik.ruЛюбое использование материалов допускается только с указанием активной ссылки на источник.

istarik.ru

История создания двигателей внутреннего сгорания

История создания двигателей внутреннего сгорания

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. В 1799 году он получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения.

Патент на конструкцию газового двигателя

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

Жан Этьен Ленуар

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша[de]. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.

Поиски нового горючего

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.

Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой полой трубочки, открытой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

См. также

Ссылки

dic.academic.ru

Идеальные циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Идеальные циклы поршневых двигателей



Понятие о цикле двигателя внутреннего сгорания

Последовательность термодинамических процессов в любом современном поршневом двигателе внутреннего сгорания в той или иной степени приближена к одному из трех характерных циклов, называемых идеальными циклами Отто, Дизеля и Сабатэ – Тринклера (Сабатье – Тринклера). При этом принципиальное различие этих циклов проявляется лишь в характере процесса сгорания топлива (подвода теплоты), который в идеальном цикле Отто протекает в условиях постоянного объема камеры сгорания, в цикле Дизеля – при постоянном давлении в цилиндре, а в цикле Сабатэ – последовательно по изохорному, а затем по изобарному процессам.

Исходя из приведенных характеристик, циклы Отто, Дизеля и Сабатэ – Тринклера иногда называют, соответственно, циклами быстрого, постоянного и смешанного сгорания, которые положены в основу работы карбюраторного, компрессорного и бескомпрессорного двигателей.

Приведенные ниже идеальные циклы тепловых двигателей внутреннего сгорания описывают последовательность термодинамических процессов, протекающие по двухтактному сценарию, т. е. поршень в цилиндре совершает за один цикл два хода - вверх и вниз. Реальные тепловые двигатели могут работать и по двухтактному, и по более эффективному четырехтактному циклу.

***

Цикл Отто

Идеальный цикл теплового двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением горючей смеси, который обычно называют циклом Отто, на самом деле был описан и предложен еще в 1862 году французским инженером Альфонсом Бо Де Роша (1815-1891), т. е. задолго до создания Николаусом Августом Отто своего знаменитого двигателя, первый образец которого был изготовлен спустя полтора десятилетия - в 1878 году. Поэтому заслуга Отто заключается лишь в осуществлении указанного цикла на практике.

В своем двигателе Отто первым применил сжатие рабочей смеси для поднятия максимальной температуры цикла, которое осуществлялось по адиабате (т. е. без теплообмена с внешней средой). Последовательность термодинамических процессов в цикле Отто можно проследить по приведенной ниже диаграмме (рис. 1). После сжатия газо-топливной смеси она воспламенялась от внешнего источника (свечи), после чего начинался процесс подвода теплоты, который протекал практически по изохоре (т. е. при постоянном объеме цилиндра двигателя). Этот процесс на диаграмме представлен в виде вертикального участка, начинающегося с момента воспламенения горючей смеси в цилиндре. Изохорный характер процесса подвода теплоты объясняется тем, что воспламенившаяся газо-топливная смесь сгорает очень быстро, при этом процесс сопровождается резким повышением (скачком) давления и температуры в цилиндре.

Далее следовало адиабатическое расширение, в процессе которого двигателем осуществлялась полезная работа (рабочий ход поршня). В конце процесса расширения следовал изохорный отвод теплоты (открывание клапанов и продувание цилиндра). На этом цикл завершался, после чего следовало повторение указанной последовательности процессов, составляющих череду аналогичных циклов.

Как указывалось выше, А. Отто первым применил сжатие рабочей смеси перед воспламенением, благодаря чему КПД его двигателя значительно превышал КПД двигателя Э. Ленуара, в котором сжатие не предусматривалось. Современные двигатели, работающие по схеме цикла Отто, имеют степень сжатия (в зависимости от конструктивных особенностей) от 8 до 12,5. По такому циклу работают двигатели с принудительным воспламенением горючей смеси, использующие в качестве топлива бензин или газ. Более высокая степень сжатия в таких двигателях приводит к детонационному самовоспламенению смеси, т. е. теряется контроль над процессом воспламенения и сгорания топлива, а сам двигатель, по существу, начинает "превращаться" в беспорядочно работающий дизель со всеми вытекающими от детонации последствиями.

Из-за относительно невысокой степени сжатия горючей смеси в цилиндрах, термический КПД таких двигателей ниже, чем в дизельных двигателях, и достигает 30-35 %.

Двигатели, работающие по циклу Отто, в настоящее время широко применяются в автомобилях, лодочных моторах, маломощных летательных аппаратах и т. п.

***



Цикл Дизеля

Другой характерный идеальный цикл для ДВС называют циклом Дизеля, по имени изобретателя дизельного двигателя. Этот цикл характеризуется подводом теплоты (сгоранием топлива) по изобаре, т. е. при постоянном давлении в цилиндре двигателя.

Как и в случае с циклом Отто, называть цикл, в котором сгорание топлива осуществляется по изобаре, циклом Дизеля будет не совсем справедливо. Изначально Р. Дизель предлагал осуществлять сжигание топлива по изотерме (как в идеальном цикле Карно) и запатентовал именно такой способ подвода тепла к рабочему телу. Однако, уже первые практические испытания показали, что цикл, предложенный Р. Дизелем, не имеет никакого практического и теоретического значения. Всякое приближение процессов горения к изотерме в цикле Дизеля приводило к увеличению расхода топлива. И лишь некоторое время спустя анализ диаграммы рабочего цикла дизельного двигателя, построенного в России на заводе "Л.Нобеля" показал, что линия сгорания топлива в нем протекает по изобаре. При этом достигался наиболее высокий КПД. Тем не менее, название цикл Дизеля установилось и теперь навсегда связано с именем знаменитого изобретателя конструкции тепловых двигателей уникального типа.

Цикл Дизеля протекает по следующему сценарию (см. диаграмму на рис. 1). Сжатие осуществляется по адиабате, как и в цикле Отто, с той лишь разницей, что степень сжатия и давление в конце такта значительно выше. Это прослеживается на приведенной диаграмме. В конце такта сжатия происходит впрыск топлива и начинается его горение (подвод теплоты), которое осуществляется по изобаре, т. е. при постоянном давлении. Именно в этом заключается принципиальное отличие цикла Дизеля от цикла Отто, где теплота подводится изохорно (при постоянном объеме), поскольку топливо сгорает очень быстро, а его воспламенение (от искры) начинается чуть раньше, чем поршень достигал верхнего положения. Изобарное сжигание топлива в дизельном двигателе связано с относительно медленным (лавинообразным) воспламенением – сначала сгорают легкие фракции, затем более тяжелые. В результате процесс горения растягивается во времени и поршень успевает "убежать" от верхней мертвой точки, при этом давление в цилиндре остается неизменным. Далее, как и в цикле Отто, следовало адиабатическое расширение, а затем изохорный отвод теплоты (выпуск газов и продувка цилиндра после открывания клапанов).

Принципиальное и конструктивное отличие заключалось в том, что Дизель предложил сжимать в цилиндре не топливовоздушную смесь, как в двигателях Отто, а воздух. В конце такта сжатия температура воздуха поднималась настолько, что впрыскиваемое в цилиндр топливо возгоралось самостоятельно, т. е. происходило самовоспламенение топлива. Для осуществления самовозгорания приходилось значительно увеличить степень сжатия, которая в дизельных двигателях в 2-3 раза выше, чем в карбюраторных двигателях. Дизель, проектируя свой двигатель, предполагал применить стократную степень сжатия, но, как показали первые же испытания, тепловая и механическая напряженность деталей двигателя при таких нагрузках превышала допустимые значения. Опытные образцы не выдерживали нагрузки и разрушались даже при значительном утяжелении конструкции с целью повышения прочности. Тем не менее, современные разработки по усовершенствованию дизельных двигателей направлены, в том числе, на значительное увеличение степени сжатия, поскольку это напрямую связано с повышением КПД и экономичности двигателя.

По легенде считается, что Р. Дизель изобрел свой знаменитый двигатель, накачивая ручным насосом колесо велосипеда. После нескольких энергичных манипуляций насосом, он заметил, что его корпус-цилиндр сильно нагрелся, и даже обжигал руку. Это и натолкнуло изобретателя на идею, которая принесла ему мировую славу и бессмертие в памяти благодарного человечества.

Особенностью системы питания Дизеля, в его первозданном виде, было компрессорное пневматическое распыливание топлива, на смену которому со временем пришло механическое распыливание посредством топливных насосов высокого давления (ТНВД) и форсунок, предложенных в 1898 году французом Сабатэ.

Отказ от пневматического (компрессорного) впрыска был связан с тем, что на привод компрессора приходилось 10-15% полезной работы двигателя, в связи с чем расход топлива у таких дизелей был не совсем приемлемым, т.е. эффективные показатели были ниже, чем у цикла Сабатэ – Тринклера. Кроме того, гидравлический впрыск топлива позволял увеличить динамические показатели работы дизельного двигателя. Однако индикаторные и экологические показатели компрессорного ("чистого") дизельного двигателя были выше, чем у двигателей, работающих по циклу Сабатэ – Тринклера (о них речь пойдет ниже). Связанно это было с более качественным смесеобразованием – в цилиндр подавалась топливовоздушная смесь, а не топливо в жидкой фазе как у современных дизелей.

Повсеместный переход от пневматического на механическое (бескомпрессорное) распыливание топлива и соответственно с цикла Дизеля на цикл Сабатэ - Тринклера начался в 30-х годах прошлого столетия. В настоящее время двигатели, работающие по "чистому" циклу Дизеля не производятся, за исключением экспериментальных и опытных образцов.

***

Цикл Сабатэ – Тринклера

Цикл, включающий два последовательных термодинамических процесса сгорания топлива – сначала по изохоре, а затем по изобаре, называют циклом Сабатэ – Тринклера. Пожалуй, это название цикла тоже можно оспорить, поскольку французский инженер Сабатэ (Сабатье) запатентовал в 1898 году не цикл, а механическое устройство (форсунку с распылителем), которое должно было подавать жидкое топливо непосредственно в цилиндры в два этапа. По замыслу Сабатэ это должно привести к более полному и быстрому сгоранию топлива.

В начале прошлого века российский инженер Густав Тринклер изобрел принципиально новый двигатель, опытный образец которого был изготовлен в 1902 году на Путиловском заводе. Снятая с работающего двигателя индикаторная диаграмма показала, что сгорание топлива в нем происходило по смешанному циклу – сначала по изохоре (при постоянном объеме), а затем по изобаре (при постоянном давлении). Таким образом, первым в мире двигателем с самовоспламенением, работающим по циклу смешанного сгорания, был двигатель конструкции Г. Тринклера, изготовленный в России.

Термодинамические процессы в цикле Сабатэ – Тринклера осуществляется в следующей последовательности (см. диаграмму на рис. 1). Сжатие воздуха, как и в цикле Дизеля, осуществлялось по адиабате. Теплота подводится смешанно: изохорно (вертикальный участок на p-V диаграмме), а затем изобарно (горизонтальный участок на диаграмме). Далее следовало адиабатическое расширение, после чего изохорный отвод теплоты (вертикальный отрезок в конце такта расширения на диаграмме).

Смешанный цикл в двигателе Тринклера имел место благодаря применению гидравлического впрыска топлива посредством форсунок, а также предварительному воспламенению топлива не в цилиндре, а в отдельной небольшой камере, соединенной каналом с объемом цилиндра. Именно в эту камеру бескомпрессорным (гидромеханическим) способом впрыскивалось топливо, где и начинался процесс его горения. Применение отдельной камеры позволяло поддерживать в ней более высокую температуру, чем в цилиндре, поскольку ее стенки не успевали остыть при отводе теплоты из цилиндра. Благодаря этому процесс горения топлива в камере протекал очень быстро (практически, по изохоре, как в цикле Отто), а затем горение распространялось в цилиндр и здесь уже протекало по изобарному сценарию, как в цикле Дизеля. Двигатели Тринклера чаще называют бескомпрессорными или форкамерными дизелями или просто дизелями.

Как упоминалось выше, все выпускающиеся в настоящее время дизельные двигатели на самом деле работают по циклу Сабатэ - Тринклера, т. е. циклу со смешанным подводом теплоты и с механическим распыливанием топлива.

Степень сжатия у безнаддувных двигателей достигает значения 18-22; у наддувных высокофорсированных двигателей - 13-15. Замечено, что с увеличением рабочего объема цилиндров дизельного двигателя и с уменьшением его оборотистости возрастает экономичность, т. е. КПД.

Область применения этих двигателей очень широкая. Их устанавливают в генераторных, насосных, энергетических установках и на электростанциях, в легковых и грузовых автомобилях, тракторах, сельскохозяйственной и дорожной технике, на тепловозах, судах, самолетах и т. д.

***

Сравнение эффективности идеальных циклов

Попробуем сравнить эффективность рассмотренных выше идеальных циклов с помощью диаграммы T-s (рис. 2), описывающей зависимость между энтропией и температурой рабочего тела. Анализ будет наиболее наглядным при одинаковых степенях сжатия в рассматриваемых двигателях (представим, что такое возможно).

Из приведенной диаграммы (рис. 2б) видно, что процессы сжатия 1-2 у всех трех типов двигателей (карбюраторного, дизельного и бескомпрессорного) совпадают, а если отводить одинаковое количество теплоты, то будут совпадать и процессы 4-1.

Следует отметить, что на диаграмме T–s изохора всегда проходит круче изобары, следовательно, в карбюраторном двигателе при одинаковом количестве подведенной теплоты будет совершаться больше работы на величину заштрихованной площади. Исходя из этого, можно сделать вывод: изохорное сжигание топлива эффективнее изобарного.

Однако в действительности названные двигатели работают при разных степенях сжатия, и практический интерес представляет сравнение их эффективности при одинаковых максимальных температурах сгорания, поскольку именно они определяют в основном температурную напряженность машины и ее КПД.

Следующая диаграмма T-s (рис. 2в) показывает циклы Отто, Дизеля и Сабатэ-Тринклера при одной и той же максимальной температуре. В этом случае на диаграмме T–s должны совпадать точки 3, что соответствует одинаковой максимальной температуре в цикле и одинаковому количеству отводимой за цикл теплоты.

Здесь отрезки 1–2, 1–2' и 1–2" изображают адиабатное сжатие в циклах Отто, Дизеля и Сабатэ-Тринклера соответственно, 2–3 – изохорный подвод теплоты в цикле Отто, 2'–3 – изобарный в цикле Дизеля, 2"–3' и 3'–3 – изохорный и изобарный в цикле Сабатэ-Тринклера. Остальные процессы – адиабатное расширение (рабочий ход) 3–4 и изохорный отвод теплоты 4–1 – при рассматриваемых условиях одинаковы для всех трех циклов.

Как видно из этой диаграммы, максимальная теплота q0 (площадь, заключенная внутри контура цикла), преобразуемая в полезную работу и, следовательно, максимальный термодинамический КПД имеет место в случае цикла Дизеля, минимальный – в случае цикла Отто. Цикл Сабатэ-Тринклера по эффективности преобразования теплоты в полезную работу занимает промежуточное положение.

Конечно, наиболее ценные результаты дает сопоставление циклов при одинаковых максимальных температурах и одинаковых расходах топлива (одинаковых количествах подводимой за цикл теплоты). Но сделать это с помощью диаграммы T–s практически невозможно, поскольку пришлось бы так подбирать количество отводимой теплоты, чтобы площади каждого из сравниваемых циклов были одинаковы. Такой анализ может быть проведен с помощью моделирования на компьютере.

***

Термодинамика поршневого двигателя

Скачать теоретические вопросы к экзаменационным билетам по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники" (в формате Word, размер файла 68 кБ)

Скачать рабочую программу по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники" (в формате Word):

Скачать календарно-тематический план по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники" (в формате Word):



k-a-t.ru

Очистители топливных систем - Учебник Liqui Moly 2013

5 марта 2008 года был опубликован технический регламент, который устанавливает требования к качеству автомобильного топлива. Этот документ должен был вступить в силу спустя полгода с момента его публикации. Согласно регламенту, все топливо должно было делиться на четыре класса: второй, третий, четвертый и пятый. Первые три класса топлива должны перестать поставляться на российском рынке уже к 2013 году. Бензин третьего класса, то есть Евро-3 – до 31 декабря 2009 года, а четвертого класса – до 31 декабря 2012 года. 30 декабря 2009 года Правительство России приняло смягчающие поправки к документу, которые лоббировали представители нефтеперерабатывающих заводов. Большинство из 29 крупных НПЗ России пока не готовы к выпуску топлива Евро-3, к тому же в России еще много машин с карбюраторами и старыми дизелями, которые бесполезно заправлять экологически чистым топливом. Сроки начала производства каждого класса топлива отложены на два года, а в связи с кризисом могут быть отложены еще. К тому же все топливо, выпущенное до 2009 года, может продаваться на территории РФ в течение пяти лет с момента вступления регламента в силу. Пока из 35 млн. тонн бензина, производимого в РФ за год, около 80% приходится на АИ-92 и АИ-80, которые удовлетворяют только Евро-2.

Не сложно догадаться, что качество используемого в России топлива оставляет желать лучшего.

В ГЕРМАНИИ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НАЗЫВАЮТ ПО ФАМИЛИЯМ КОНСТРУКТОРОВ. ОTTО – 4-Х ТАКТНЫЕ БЕНЗИНОВЫЕ, DIESEL – 4-Х ТАКТНЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ.

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ОТТО (БЕНЗИНОВЫЙ)

Первый практически пригодный газовый двигатель внутреннего сгорания был разработан французским механиком Э. Ленуаром в 1860 году. В 1862 году немецкий изобретатель Н. Отто сконструировал более совершенный 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания. В 1876 на его изобретение был выдан патент. Существенной отличительной особенностью изобретения Н. Отто стало введение такта сжатия.

В двигателе внутреннего сгорания топливно-воздушная смесь, поступающая в цилиндр во время такта впуска, в конце такта сжатия воспламеняется электрической искрой и происходит сгорание топлива.

В противоположность дизельному двигателю, бензиновый двигатель внутреннего сгорания отличается активным механизмом воспламенения – он имеет свечу зажигания.

Смесеобразование и воспламенение

Образование топливно-воздушной смеси происходит в карбюрателе или посредством электронноуправляемых форсунок. С помощью свечи зажигания в определенный момент времени дается искра, которая вызывает воспламенение смеси.

В четырехтактном двигателе такт впуска и такт выпуска разделены, и полный цикл проходит за два оборота коленвала. Для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры и выпуска отработавших газов используется механизм газораспределения, состоящий из кулачкового (распределительного) вала, приводимого в движение от коленчатого вала, а также толкателей, штанги и коромысла, открывающих клапаны. Клапаны закрываются клапанными пружинами.

Классические признаки двигателя Отто

ВОСПЛАМЕНЕНИЕ: смесь зажигается в определенный момент искрой от свечи зажигания; воспламенение, в противоположность дизельному двигателю, не самостоятельное.

ВНЕШНЕЕ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ: топливо и воздух смешиваются перед камерой сгорания, а не в цилиндре, как у дизельного двигателя.

РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ МОТОРА: производительность регулируется дроссельным клапаном по массе поданной горючей смеси. У дизельного двигателя регулировка происходит наоборот – по массе впрыснутого топлива.

Рабочий объем

Величина рабочего объема – это важный признак для классификации двигателей внутреннего сгорания. Рабочий объем обозначает объем, который вытесняется поршнем между нижней и верхней мертвой точкой. Рабочий объем измеряют в кубических сантиметрах или в литрах. Современные серийные легковые автомобили имеют рабочий объем в большинстве случаев в пределах от 1,0 до 3,0 л, хотя отдельные модели и спортивные автомобили могут иметь рабочий объем и до 8,3 л.

Уменьшение рабочего объема, т.н. Downsizing, вызывает сокращение потребления топлива при сохранении мощности двигателя. Этого достигают в большинстве случаев наддувом воздуха, например, турбо-наддувом или с помощью компрессора.

Так как при меньшем рабочем объеме мотор имеет меньшую массу и меньшее внутреннее трение, чем более объемный двигатель, то малообъемный двигатель расходует меньше топлива.

ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Дизельный двигатель является двигателем с внутренним смесеобразованием – топливо в нем самовоспламеняется при впрыскивании его в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры. При этом никакие внешние средства поджига горючей смеси не используются.

Дизельный двигатель изобретен Р. Дизелем в 1892 году. В процессе создания дизельного двигателя опробовалось использование самого разного топлива. Получаемое из нефти дизельное топливо получило свое название по фамилии изобретателя двигателя.

Принцип действия

В противоположность бензиновому двигателю, в процессе сгорания дизельного топлива горючая смесь не образуется – в цилиндры подается чистый воздух. Сначала воздух в цилиндре сжимается, вследствие чего происходит его нагрев до температуры 700-900°C. Перед верхней мертвой точкой, в конце такта сжатия, впрыскивается топливо, самовоспламеняющееся в горячем воздухе. Температуры достаточно, чтобы испарить и поджечь топливо. Необходимые в двигателе внутреннего сгорания свечи зажигания отсутствуют, могут лишь использоваться свечи накаливания (или «пусковое» топливо) для дополнительного подогрева воздуха при запуске холодного двигателя.

Преимущества дизельного двигателя

• дизельный двигатель имеет более высокий эффективный КПД, который представляет собой отношение полезной работы к количеству тепла, выделяемого при полном сгорании топлива, затраченного на получение этой работы, и, соответственно, более низкий расход топлива;

• по сравнению с бензиновым двигателем внутреннего сгорания без каталитического нейтрализатора, в отработавших газах дизеля содержится меньшее количество углеводородов, окиси углерода и монооксида азота;

• используется более безопасный – медленнее испаряющийся – вид топлива;

• высокий крутящий момент при низких оборотах.

Недостатки дизельного двигателя

• более высокое содержание в отработавших газах оксидов азота по сравнению с бензиновыми двигателями с каталитическим нейтрализатором;

• Partikelaussto? (дизельная сажа и другие твердые частицы), в том числе легко проникающая в легкие тонкая пыль, которая может улавливаться с помощью фильтра твердых частиц;

• более высокая стоимость производства;

• большая шумность и вибрации при работе;

• неровная работа двигателя, в частности, у старых моторов с непосредственным впрыском топлива;

• ограниченный диапазон оборотов, который обусловлен задержкой воспламенения дизельного топлива;

• для достижения высоких показателей нуждаются в турбонагнетателе или компрессоре, что обусловлено более высокими потерями на впрыск и более низким максимальным числом оборотов;

• дорогостоящая очистка выхлопных газов от оксидов азота;

• более высокие требования к смазывающим материалам по сравнению с бензиновыми двигателями, обу- словленные, в частности, более высокими ударными нагрузками на детали и т. д.

Новые экологические требования к неэтилированным бензинам класса Евро-3 и выше значительно ограничивают присутствие в них ряда высокооктановых компонентов: бензола, других ароматических углеводородов, олефинов. В сложившихся обстоятельствах, одним из наиболее доступных способов повышения октанового числа бензинов является использование высокооктановых кислородосодержащих присадок. Кислородосодержащие присадки (спирты/эфиры), обладают высокой детонационной стойкостью, увеличивают скорость и полноту сгорания рабочей смеси, снижают токсичность отработанных газов.

Вместе с тем, кислородосодержащие бензины обладают и целым рядом СУЩЕСТВЕННЫХ НЕДОСТАТКОВ. Во-первых, у них пониженная теплотворная способность, что оборачивается потерей мощности и увеличением удельного расхода топлива. Во-вторых, из-за высокой летучести спиртов и эфиров они имеют низкую стабильность. В-третьих, высокооктановые спиртосодержащие компоненты способны не только связывать содержащуюся в топливе воду, но зачастую и абсорбировать ее из окружающей атмосферы, что способствует развитию коррозионных процессов в топливной системе автомобиля. Ну и, конечно, нельзя забывать про нагар, который формируется на поверхности камеры сгорания двигателя и элементах его впускной системы (впускных клапанах, топливных форсунках) даже при сжигании в них бензинов европейского качества.

Еще один неочевидный и неприятный факт: евробензины имеют весьма ОГРАНИЧЕННЫЙ СРОК ГОДНОСТИ, что связано с наличием летучих компонентов (спиртов). Если такое топливо не использовано в течение месяца с момента его производства, то оно начинает стремительно терять октановое число и интенсивно осмоляться.

Таким образом, независимо от того, каким из ныне доступных сортов бензина заправлен автомобиль: неэтилированным, контрафактным или, если повезет, «зеленым», при уходе за его двигателем и топливной системой мы неизбежно будем сталкиваться все с теми же давно знакомыми проблемами, пусть и в несколько иных масштабах.

Из всего вышесказанного со всей очевидностью вытекает, что «спасение утопающих – дело рук самих утопающих». Увы, даже использование бензина высокого качества не гарантирует поддержание топливной системы автомобиля в надлежащей чистоте. Однако в повседневной реальности приходится, подчас, сталкиваться с топливом сомнительного качества, что еще в большей степени усугубляет ситуацию.

Чем чревато засорение форсунок и загрязнение топливной системы двигателя в целом хорошо известно любому автомобилисту. Это снижение мощности и динамических характеристик двигателя, повышенный расход топлива, «провалы» при разгоне, неравномерная работа двигателя на холостых оборотах, проблемы с пуском. И это в лучшем случае. О более серьезных проблемах даже говорить не хочется. И ведь всего одна заправка «паленым» топливом – и хлопот не оберешься!

Что делать? Принять на себя ответственность за состояние своего собственного авто и регулярно использовать присадки к топливу. Это оптимальный способ поддержания топливной системы двигаетеля в идеальном порядке. Стоит отметить, что, как правило, стоимость самой присадки с лихвой окупается только за счет экономии топлива. Не говоря уже о переносе на более отдаленную перспективу недешевой операции промывки инжекторов на СТО.

Дизельное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Представляет собой смесь углеводородов с температурой кипения 180-360°С. В некоторые марки дизтоплива вводятся присадки для улучшения его эксплуатационных свойств. Дизельное топливо, впрыснутое в сжатый и нагретый в цилиндре воздух (500-700°С), должно распылиться, частично испариться и самовоспламениться за очень короткий (0,002-0,003 с) промежуток времени, называемый периодом задержки самовоспламенения (ПЗС).

Цетановое число (ЦЧ) характеризует воспламеняемость дизтоплива (чем оно больше, тем меньше ПЗС) и определяется испытанием на моторной установке. Численное значение ЦЧ равно процентному содержанию цетана (ЦЧ=100) в его смеси с a-метилнафталином (ЦЧ=0), воспламеняемость которой эквивалентна испытуемому дизтопливу.

При ЦЧ менее 40 (большом ПЗС) топливо в цилиндре успевает хорошо прогреться, поэтому воспламенение носит взрывной характер и резко повышает давление в цилиндре. Такую работу дизеля называют «жесткой». Следствием такой работы дизельного двигателя являются ударные нагрузки на поршень, подшипники коленвала, что приводит к их ускоренному износу.

Дизтопливо с ЦЧ выше 55 (малым ПЗС), поступив в цилиндр, не успевает хорошо прогреться, поэтому давление в цилиндре нарастает равномерно, дизель работает «мягко». Однако при этом ухудшается процесс смесеобразования, что приводит к неполному сгоранию топлива, падению мощности и экономичности двигателя, повышению дымности отработавших газов.

Цетановое число связано с низкотемпературными характеристиками топлива – чем оно меньше, тем ниже температура застывания. Поэтому летние и зимние марки дизтоплива имеют разные ЦЧ. У арктического дизтоплива оно находится на грани «жесткой» работы дизеля. «Мягкой» работой двигателя приходится «жертвовать» ради обеспечения возможности беспроблемного пуска двигателя и его беспроблемной работы в условиях крайне низких температур.

Прокачиваемость дизельного топлива должна обеспечивать бесперебойную подачу его в цилиндры в необходимом количестве. Она определяется вязкостью, низкотемпературными характеристиками, содержанием механических примесей, смол и других загрязнений, влияющих на прохождение топлива через фильтр.

Вязкость дизельного топлива должна находиться в определенных пределах. Если она чрезмерно высокая, ухудшаются прокачиваемость по системе и процесс смесеобразования из-за неудовлетворительной тонкости распыла. Это снижает экономичность двигателя и повышает дымность отработавших газов. Топливо с низкой вязкостью хуже обеспечивает смазку и герметизирует зазор плунжерных пар топливного насоса высокого давления, что может привести к выходу его из строя. Низкотемпературные свойства дизельных топлив – температура помутнения (кристаллизации парафинов), застывания (полная потеря текучести) и предельной фильтруемости (температура, при которой топливо еще способно проходить через фильтр). Они определяют способность топлива проходить через фильтры и обеспечивать прокачку по трубопроводам в условиях низких температур.

РИТОРИЧЕСКИЙ ВОПРОС – откуда берутся загрязнения? Вроде ведь чистое топливо заливаем: вон как на солнце играет – «чистый изумруд»! И, тем не менее, топливная система имеет пренеприятнейшее свойство – она загрязняется, и эффективность работы двигателя снижается. Рассмотрим основные виды загрязнений, с которыми приходится сталкиваться автомобилистам.

ЗАГРЯЗНЕНИЯ КЛАПАНОВ

Большинство современных систем подачи бензина обеспечивают образование топливной смеси перед впускным клапаном. Клапан всегда разогрет до температуры не менее 400 С, и попадающие на него частицы топлива не успевают испариться. Как результат, часть топлива, оседая на разогретой поверхности, коксуется (частично окисляется до углерода) непосредственно на тарелке клапана. Постепенно слои нарастают, образуется плотный углеродистый нагар, препятствующий поступлению горючей смеси в цилиндры двигателя. Чем хуже качество топлива, тем хуже оно испаряется, и тем быстрее нарастают проблемы. Двигатель теряет мощность, а расход топлива, напротив, возрастает. Процесс нарастания нагара является естественным процессом для ДВС, своего рода неизбежным злом.

Однако нагар вреден и клапаны требуют регулярной очистки. Надо отметить, что даже использование бензина с очищающими добавками, к сожалению, не в состоянии полностью решить проблему чистоты клапанов, поэтому регулярное использование дополнительных присадок для очистки топливных систем весьма актуально.

ЗАГРЯЗНЕНИЯ ФОРСУНОК, ТОПЛИВНОЙ РАМПЫ, РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА

Все перечисленные детали подвергаются воздействию высоких температур. Бензин, при постоянном нагреве выше 100°С и давлении от 2 до 7 атмосфер, начинает выделять смолы, либо попавшие в топливо при производстве, либо образующиеся в результате нагрева. Смолы откладываются на деталях топливной аппаратуры: в распылителях форсунок, в топливной рампе, на мембране регулятора давления топлива. Значительное количество смол (при некачественном, смолистом бензине) нарушает распыление и влияют на давление подачи топлива. Результат наличия смолистых отложений: дополнительные нагары на клапанах, нарушение дозировки топлива, провалы в подаче газа, нестабильный холостой ход, перерасход топлива. При систематических загрязнениях увеличивается нагрузка на нейтралитический катализатор, и он выходит из строя. К резкому увеличению отложений приводит использование бензина с истекшим сроком хранения.

СИСТЕМЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА БЕНЗИНА: GDI, FSI, CGI, 4D, ECOBOOST, HPI И ПОДОБНЫЕ СИСТЕМЫ

С появлением на рынке автомобилей, оснащенных двигателями с непосредственным впрыском топлива, проявилась и проблема, связанная с их эксплуатацией. В случае использования некачественного топлива загрязняются форсунки, меняется состав отработавших газов, а обязательный на современных автомобилях EGR-клапан честно отправляет часть их обратно, во впускной коллектор. Именно так работает система снижения токсичности, уменьшения концентрации окислов азота.

На изношенных двигателях с грязными выхлопными газами во впуск попадают и остатки масла. Через впускные клапаны двигателя с непосредственным впрыском теоретически должен идти только воздух плюс некоторое количество СО2, а на практике летят несгоревшие углеводороды. Они коксуются во впускных каналах и на клапанах, образуя очень стойкий многослойный нагар, удаление которого традиционными средствами невозможно. Загрязненный двигатель теряет мощность, а расход бензина существенно растет.

Проблема загрязнения впускных клапанов знакома всем ведущим мировым производителям, поставляющим двигатели непосредственного впрыска. Вопрос в другом: как с этим неизбежным злом бороться! Специалисты компании Liqui Moly предлагают свой вариант решения данной проблемы: экономную технологию удаления нагаров, без разборки двигателя вообще или с частичной минимальной разборкой, что значительно выгоднее ремонтникам, нежели традиционные «хирургические» методы со снятием и разборкой головки блока, последующей трудоемкой механической очисткой клапанов и впускных каналов. Вместе с тем, технология, предлагаемая компанией Liqui Moly, должна использоваться на профессиональном уровне, предпочтительно на СТО, и все работы должны выполняться специально ПОДГОТОВЛЕННЫМ ПЕРСОНАЛОМ.

ДВИГАТЕЛИ, РАБОТАЮЩИЕ НА СЖИЖЕННОМ (ПРОПАН-БУТАН) ИЛИ ПРИРОДНОМ (МЕТАН) ГАЗЕ (LPG И CNG)

Такие двигатели имеют подачу газа в камеры сгорания в качестве дополнительного топлива, тогда как запуск и прогрев двигателя осуществляется на бензине. Далее двигатель переводится на газ и работает на нем в течение основного времени эксплуатации. Проблема по системе подачи бензина в таких двигателях обусловлена сравнительно редкой работой бензиновых форсунок и закоксовкой их из-за ЗАСТОЯ БЕНЗИНА. Рекомендация здесь проста – необходимо всегда добавлять в бензобак очищающую присадку.

Другая проблема – более высокая температура в камерах сгорания и на клапанах, что приводит к ускоренному износу клапанов, седел и, иногда, выгоранию верхней части поршня. Проблема перегрева клапанов решается специальной присадкой, которую трудно классифицировать, но невозможно не упомянуть. Она заливается в специальное дозирующее устройство, устанавливаемое на переоборудованный под газ автомобиль по заказу. В ассортименте Liqui Moly такой продукт называется VENTILSCHUTZ FUR GASFAHRZEUGE, клапанная смазка для газовых двигателей (арт. 4012). Применяется для любых транспортных средств LPG и CNG, то есть переоборудованных под использование газового топлива. Такие присадки являются эксклюзивным продуктом и практически не встречаются на российском рынке.

Какие эксплуатационные проблемы решают очистители?

Бензиновые и дизельные очистители топливных систем предназначены для комплексного обслуживания и очистки систем питания современных автомобилей. Они позволяют гарантированно решать такие проблемы, как ЗАТРУДНЕННЫЙ ПУСК ДВИГАТЕЛЯ, ПРОВАЛЫ И ПЕРЕБОИ В РАБОТЕ, НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ОБОРОТОВ ХОЛОСТОГО ХОДА И ПЕРЕРАСХОД ТОПЛИВА. Смолистые отложения на распылителях форсунок и в топливной рампе нарушают правильную подачу топлива и ухудшают качество его распыления.

Смолистый бензин способствует образованию лаковых отложений на штоках клапанов, а они способны за время ночной стоянки автомобиля «приклеить» клапаны к втулкам, соответственно, клапан не закрывается пружиной и поршень, приходя в верхнее положение, может загнуть клапан. Нагары на клапанах, свечах и стенках камеры сгорания серьезно ухудшают наполнение цилиндров горючей смесью, что снижает мощность двигателя и ведет к перерасходу топлива. Устранение загрязнений восстанавливает паспортные характеристики двигателя.

Принцип действия

Моющие присадки бензиновых и дизельных топливных систем состоят из активных компонентов, эффективно работающих по лаковым и смолистым отложениям, а также КАТАЛИЗАТОРОВ ГОРЕНИЯ, позволяющих сжечь нагар при относительно невысокой температуре. Кроме того, присадки содержат ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ, которые нейтрализуют влагу и предотвращают коррозию, а также смазывающие добавки, которые способствуют формированию на поверхности деталей топливной системы тончайшей защитной пленки. В качестве универсальной жидкости-носителя используется синтетическое топливо. При введении присадки в топливный бак, она смешивается с топливом и поступает в топливную систему.

Применение топливных присадок Liqui Moly абсолютно безопасно. Однако, также как и при любом использовании высокотехнологичных средств автохимии, необходимо строго придерживаться требований инструкции по применению. В частности, необходимо соблюдение предписанной дозировки и, естественно, условия несмешения с другими присадкеами, заливаемыми в топливный бак.

Стоит особо отметить интересную и весьма важную для потребителя особенность моющих присадок к топливу от Liqui Moly – избирательность их действия. В топливном баке и в топливных магистралях присадка работает «мягко», а при рабочей температуре двигателя ее моющие способности достигают максимальной величины. Такой «формат» работы присадок позволяет поддерживать практически в идеальной чистоте все топливопроводы и бензобак, без малейшего риска засорения топливного фильтра. В то же время основные компоненты присадки не расходуются на «дальних подступах» и обеспечивают максимально эффективную очистку впускных клапанов, камеры сгорания, свечей зажигания и т.д.

Вопросы и ответы

Автопроизводители запрещают использование присадок в топливо.

Ответ: Такие рекомендации производителей относятся к странам, где заведомо качественное топливо и «тепличные» условия эксплуатации. Кроме того, ряд производителей, например, Audi, Mitsubishi, BMW, Toyota, дают прямые рекомендации по использованию топливных присадок. В частности, вся линейка топливных присадок Liqui Moly протестирована, одобрена и рекомендована к применению российским представительством Фольксваген. Сделано это исключительно с учетом российских реалий: как условий эксплуатации, так и качества ГСМ. Главное – это не ошибиться с выбором качественного продукта. Используйте то, что прошло апробацию и рекомендовано автопроизводителем!

Я пользуюсь бензином с очищающими добавками (Лукойл, ВР), ничего дополнительное мне не нужно.

Ответ: Это не так. Очищающих присадок в товарном бензине явно не достаточно для поддержания паспортных показателей автомобиля. Их содержание в бензине скорее декларация, чем факт. Кроме того, топливо от завода-производителя до бензобака вашего автомобиля проходит достаточно длинный путь – бензовоз, топливный резервуар на АЗС. При этом очищающие присадки товарного бензина «трудятся» на всем этом тернистом пути. Хорошо, если бензовоз в образцовом состоянии и резервуары на АЗС новые. А если нет? Заливая моющую присадку к топливу непосредственно в бензобак, вы можете быть уверены, что работать она будет именно на вас, а не «на дядю». Кстати, стоимость бензина с очищающими присадками и стоимость обычного бензина с баночкой фирменной присадки качества Liqui Moly практически одинакова. Выводы делайте сами…

Совместимы ли присадки Liqui Moly с бензинами, имеющими в составе очищающие компоненты? Не будет ли передозировки очищающих веществ?

Ответ: Полностью совместимы, передозировки не будет.

Я пользуюсь дизельным евротопливом с изначально высоким цетановым числом, а ваша присадка дополнительно поднимает цетан. Не повредится ли двигатель?

Ответ: Нет, не повредится. Присадки, поднимающие цетановое число, адаптируются к топливу и не поднимают цетан выше необходимого, верхний предел 55 единиц.

Возможно ли залить сразу две топливные присадки, например, очиститель инжектора и очиститель клапанов?

Ответ: Возможно, но в половинной дозировки каждую, чтобы концентрация очищающих веществ не превысила грань разумного. И, разумеется, одного производителя!

Как избавиться от красного налета на свечах?

Ответ: Красный налет – результат действия ферроценов – присадок, поднимающих октановое число бензина, который добавляются в процессе его производства. Избавиться от него можно только, поменяв свечи… и АЗС.

Боюсь заливать очистители топливной системы, так как машина с большим пробегом, а пользовался ли предыдущий хозяин очистителями – неизвестно.

Ответ: Специально для таких случаев создан мягкий очиститель топливной системы Injection Clean Light (№1). Заведомо не поднимает никакие загрязнения из бака. После его использования вы можете спокойно использовать более активные препараты.

Хочу использовать профессиональный препарат Direkt Injection Reiniger для очистки обычной системы впрыска, возможно ли это?

Ответ: Да, возможно. За одно применение препарат удалит порядка 70% загрязнений.

Надо ли менять масло после использования очистителей топливной системы?Ответ: Нет, не надо.
Куда деваются растворенные очистителем загрязнения? Не повредится ли нейтралитический катализатор?

Ответ: Загрязнения сгорают вместе с топливом, не нанося ущерба ни ав- томобилю, ни окружающей среде. Все топливные присадки тщательным образом тестируются на совместимость с системами нейтрализации. В отработавших газах всегда есть избыток кислорода для надежного сгорания остатков загрязнений.

АССОРТИМЕНТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Мягкий очиститель инжекторов и системы питания для любых бензиновых двигателей. Рекомендуется как профилактическое средство и в случаях, когда автомобиль с пробегом, с неизвестной судьбой и нет информации об использовании предыдущим владельцем какихлибо топливных присадок. Поскольку в таких случаях неизвестно, в каком состоянии находится вся топливная система (бензобак, магистрали, топливная рейка и форсунки), то необходимо использовать именно мягкий очиститель. Облегчает пуск двигателя, уменьшает количество вредных веществ в отработавших газах. При регулярном использовании практически полностью очищает топливную систему и обеспечивает ее надежную защиту от коррозии. Флакон на полный бак, заливается непосредственно перед заправкой топливом на АЗС.

арт. 7529

Очиститель инжекторов для двигателей с ярко выраженными эксплуатационными проблемами: затрудненный пуск двигателя, перебои в работе, неравномерная работа двигателя на холостых оборотах и т.п. Рекомендуется применять через каждые 2000 км пробега, особенно при использовании топлива сомнительного качества. Обеспечивает длительную защиту от отложений и коррозии. Добавляется в топливо при возникновении проблем. Расход 300 мл на бак. Заливается в бак непосредственно перед заправкой топливом на АЗС.

арт. 7555

Очиститель инжекторов усиленного действия. «Скорая помощь» для тяжелых случаев загрязнения топливной системы, особенно форсунок. Рекомендуется всегда иметь под рукой – в автомобильной «аптечке», особенно при дальних поездках и заправках на местных АЗС. Полностью устраняет последствия использования «паленого» топлива. Восстанавливает мощность и экономичность двигателя, сокращает вредные выбросы. Защищает от водяного конденсата и коррозии. Для любых бензиновых двигателей с инжектором и катализатором.

арт. 7553

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ И ФОРСУНОК. Заменяет очистку на СТО. Очищает системы непосредственного впрыска бензина: GDI, FSI, D4 и аналогичные системы высокого давления от любых характерных загрязнений. Восстанавливает заводские характеристики форсунок и факел распыла. Облегчает холодный пуск двигателя. Предотвращает рывки в движении и стабилизирует обороты холостого хода. Защищает дорогостоящие топливный насос и форсунки от коррозии и износа. Увеличивает ресурс топливной аппаратуры. Заливается в бак непосредственно перед заправкой топливом на АЗС. Расход – 500 мл на 70 литров топлива. Полный функциональный аналог фирменного очистителя Toyota Genuine Fuel Injector Cleaner (08813-00820), рекомендованного к использованию через каждые 10 000 км пробега.

арт. 7554

ДОЛГОВРЕМЕННЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ ИНЖЕКТОРОВ. Универсальный препарат профилактического действия. Очищает все обычные системы впрыска бензина от смолистых отложений и нагара. Улучшает разгонную динамику. Исключительно удобное в использовании средство, благодаря наличию дозирующего устройства. Обладает длительным профилактическим действием, предотвращает образование отложений и углеродистого нагара во всей системе подготовки смеси, в форсунках и на впускных клапанах. Снижает расход топлива. Способствует сохранению или восстанавлению заводских характеристик двигателя. Рекомендуется для постоянного использования! Расход из расчета 10 мл из дозатора емкости на каждые 10 литров бензина. Заливается в бак непосредственно перед заправкой топливом на АЗС. ПРЕПАРАТ ДАЕТ НА ПРАКТИКЕ УНИКАЛЬНУЮ ТОПЛИВНУЮ ЭКОНОМИЮ.

арт. 7568

ОЧИСТИТЕЛЬ КЛАПАНОВ. Специально разрабатывался для городского цикла езды – с пробками, в режиме Stop&Go, а также езды с непрогретым двигателем, что особенно характерно для езды в зимний период на небольшие расстояния, когда мотор не успевает прогреться. Такой режим эксплуатации, когда двигатель не выходит на расчетные характеристики, способствует усиленному накоплению нагаров и отложений в камерах сгорания и на клапанах. В свою очередь, эти отложения препятствуют нормальному наполнению цилиндров смесью, провоцируют детонацию и перегрев, ведут к потере мощности и выходу свечей из строя. При быстрой и длительной езде по трассе такие отложения сгорают и удаляются в процессе движения, однако в городских условиях это практически невозможно.

арт. 1989

ОЧИСТИТЕЛЬ КАРБЮРАТОРА. Восстанавливает мощностные характеристики двигателя, устраняет перебои в работе, рывки при движении и неравномерность работы на холостом ходу. Способствует поддержанию в чистоте системы питания, предотвращает образование отложений в камерах сгорания, каналах, жиклерах карбюратора и на свечах зажигания, препятствует промерзанию карбюратора, связывая водяной конденсат в топливе. Применяется по мере необходимости в «лечебных» целях или через каждые 2 000 км пробега для профилактики.

арт. 1992

ОЧИСТИТЕЛЬ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. Эффективно удаляет от- ложения на поршнях, кольцах, в камере сгорания и, прежде всего, на ФОРСУНКАХ. Нор- мализует тепловой режим двигателя, снижает токсичность обработавших газов, восста- навливает мощностные характеристики двигателя. Выравнивает компрессию по цилин- драм, устраняет проблемы, связанные с неравномерностью работы двигателя на холо- стом ходу. Облегчает пуск двигателя. Отлично очищает всю топливную систему и защища- ет ее от коррозии. Поднимает цетановое число дизтоплива. Выпускается, в том числе, как оригинальный продукт BMW AG с номером 81 22 9 407 528 для всех дизельных двигателей.

ПРИМЕНЕНИЕ:

1 способ – отсоединить топливопровод низкого давления (со стороны бака) и опустить его в банку. Топливопровод обратной подачи также опустить в банку. Запустить двигатель и дать ему поработать на холостых оборотах с периодическими прогазовками, пока не из- расходуется все средство.

2 способ – применение в установке для очистки топливных систем. Для этого необходи- мо залить в установку 1-2 литра данного средства, присоединить к топливной системе (до ТНВД) с помощью переходников. Произвести очистку согласно инструкции, прилагаемой к установке.

3 способ – для профилактики можно добавлять данную присадку в бак из расчета 500 мл на 75 л топлива. Используя этот способ, можно поднять цетановое число дизельного то- плива (до 7 единиц), что обеспечивает более мягкую работу и быстрый запуск двигателя, а также предотвратить коррозию топливного бака.

арт. 1912

Дополнительные (сервисные) препараты для очистки воздушных каналов топливных систем

Загрязнениям подвержены не только пути подачи топлива, но и воздушные магистрали. Чем выше экологи- ческий класс двигателя, тем больше образуется типичных загрязнений именно в воздушных каналах. В ста- рых двигателях основной поставщик загрязнений – система вентиляции картера, с увеличением пробега ко- личество загрязнений возрастает. Современные двигатели оборудуются дополнительными системами сни- жения токсичности, такими как EGR-клапан, являющимися «воротами» для загрязнений впускного коллек- тора, корпуса дроссельной заслонки и впускных клапанов. Загрязнения на корпусе дроссельной заслонки нарушают подвижность деталей и провоцируют ошибки в блоке управления двигателем. Очистка дроссель- ной заслонки включена многими производителями в список регламентных работ с автомобилем.

АЭРОЗОЛЬНЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ КАРБЮРАТОРА. Применяется для удаления загрязнений на всех внешних и внутренних поверхностях карбюратора, дроссельных заслонок, воздуш- ных каналах, жиклерах. Интересным и весьма востребованным свойством препарата яв- ляется его способность удалять окислы цветных металлов.

арт. 3918

Очиститель впускного тракта бензиновых двигателей. Специальная формула для очистки типичных загрязнений, нагаров и отложений в области впуска и дроссельных заслонок. Удаляет все масляные отложения и загрязнения, смолы, нагары и т.д. Также надежно очищает инжекторы и внутренние детали. Обеспечивает функциональность и подвижность деталей, уменьшает расход топлива. Длинный зонд-распылитель особенно удобен в работе.

ПРИМЕНЕНИЕ: Распылить полбаллона во впускной коллектор, подождать несколько минут, затем завести двигатель и продолжить впрыскивание малыми порциями через доступное отверстие либо трубку, поддерживая повышенные обороты двигателя. В производственной линейке существует препарат и для дизельных двигателей.

[ВНИМАНИЕ:] нежелательно попадание препарата на пленочные датчики массового расхода воздуха.

арт. 5111/7578

ОЧИСТИТЕЛЬ ДМРВ. Специализированный состав для бережной и быстрой очистки чувствительного элемента ДАТЧИКА МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА (ДМРВ) бензиновых и дизельных двигателей. Быстро и без остатка испаряется. Загрязнения сенсора ДМРВ приводят к сбоям в правильной оценке количества воздуха, поступающего в двигатель и нарушению состава горючей смеси. Ухудшается запуск двигателя, стабильность холостого хода, падает мощность, поднимается расход топлива. Проблемы с двигателем способны повлиять на работу автоматической коробки передач. В большинстве случаев очистка ДМРВ помогает избежать дорогостоящей замены датчика и полностью восстанавливает работу двигателя.

[ВАЖНО:] Опробирован и одобрен официальными дилерами Фольксваген в РФ.

[ВНИМАНИЕ:] Очистка датчика рекомендуется только при его демонтаже.

ЭКСКЛЮЗИВНЫЙ ПРЕПАРАТ, ОТСУТСТВУЕТ У КОНКУРЕНТОВ.арт. 4066

ОЧИСТИТЕЛЬ ВПУСКНЫХ КЛАПАНОВ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА. Специальная формула для очистки типичных загрязнений и закоксовок в области впускных клапанов бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива, как, например, GDI/FSI. Распыленная пена исключительно хорошо держится даже на вертикальных поверхностях, удаляя все углеродистые загрязнения. Liqui Moly рекомендует этот продукт как доступную альтернативу Mitsubishi SHUMMA ENGINE CONDITIONER. Также препарат можно использовать как универсальный размягчитель нагаров, в частности для очистки клапана EGR.

ПРИМЕНЕНИЕ: Распылительный зонд надеть на распылительную головку. Распылительный зонд ввести последовательно в воздушные каналы впускного коллектора, как можно ближе к впускному клапану. В случае необходимости – демонтировать коллектор и рас- пылить состав непосредственно во впускные каналы головки цилиндров. Нанести средство обильно на впускные клапаны, оставить на 15 минут. При наличии датчика массового расхода воздуха (MAF-сенсор), избегать попадания состава на его поверхность. Выкрутить свечи зажигания. Отключить форсунки и свечи зажигания. Накрыть свечные отверстия чистой, хорошо впитывающей тканью и прижать сверху грузом. Прокрутить стартером двигатель, чтобы удалить остатки очищающего средства из цилиндров. При необходимости повторить процесс. Установить свечи зажигания, восстановить соединения и запустить двигатель. После пробной поездки считать ошибки в системе автоматической диагностики и восстановить изначальные настройки.

[ВНИМАНИЕ:] В зависимости от степени загрязнения содержание банки достаточно для очистки от 1 до 2 транспортных средств.

[ВАЖНО:] Опробирован и одобрен учебным центром Peugeot в Москве.

арт. 7628

liquimoly.ru


Смотрите также