Преимущества и недостатки двс – Двигатель внутреннего сгорания: виды, принцип действия, преимущества и недостатки

  • 10.11.2020

Содержание

Плюсы и минусы реактивного двигателя

Плюсы и минусы реактивного двигателя

1939 год, Германия — впервые в небо поднялся самолёт, работающий на реактивном двигателе. Он превосходил по скорости полета истребители того времени. Но потреблял больше топлива и требовал длинной взлетно-посадочной полосы. Несмотря на недостатки, это был прорыв в авиации.

Сейчас этот усовершенствованный движитель применяется для запуска ракет, космических аппаратов, гражданских и военных самолётов. Рассмотрим его плюсы и минусы более подробно.

Реактивный двигатель: принцип действия и типы

Двигатель, в котором создается сила тяги за счет преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию рабочего тела, называется реактивным.

Рабочее тело с большой скоростью выходит из сопла, сообщая ему реактивную силу, направленную в противоположную сторону. Действуя согласно закону сохранения импульса

, продукт сгорания топлива и двигатель перемещаются относительно друг друга в противоположных направлениях.

Если надуть воздушный шарик и, не завязывая, отпустить его, то получится простейший реактивный двигатель. Рабочее тело – накачанный в шарик воздух – будет вырываться наружу, заставляя шарик перемещаться в противоположном направлении.

Для работы реактивного двигателя нужны составляющие:

  1. Топливо.
  2. Камера сгорания (реактор), в которой внутренняя энергия топлива преобразуется в тепловую энергию рабочего тела.
  3. Сопла, из которых под давлением вырываются наружу продукты сгорания топлива, сообщая двигателю реактивную тягу.

Реактивный двигатель

Бывает двух типов:

  1. Воздушно-реактивный – тепловая энергия образуется при сгорании топлива в присутствии кислорода.
  2. Ракетный – работающий в безвоздушном пространстве.

Преимущества реактивного двигателя

Перед остальными видами такие:

  • Простота конструкции. Для создания простейшего реактивного двигателя достаточно камеры сгорания и сопла. В камере сгорания образуется рабочее тело с высокой тепловой энергией, которое проходя через сопло передает аппарату реактивную тягу.
  • Малое количество подвижных деталей. Для повышения эффективности работы воздушно-реактивного двигателя, созданы дополнительные механизмы. Они обеспечивают принудительное нагнетание воздуха в камеру сгорания. Их конструкция проста. Обычно это воздухозаборник с крутящимся винтом и лопастями. У ракетного таковые отсутствуют вообще.
  • Высокие удельный импульс и мощность. Удельный импульс характеризует насколько большое ускорение передается самолёту или ракете рабочим телом, что позволяет развить хорошую скорость полета. Сравнение мощностей различных типов двигателей наглядно демонстрирует преимущества реактивного: карбюраторный ДВС – 200 кВт; дизельный ДВС – 2200 кВТ.; атомный – 55 000 кВт; турбинный паровой — 300 000 кВт; реактивный – 30 000 000 кВт.
  • КПД достигает 47-60%. Этот показатель гораздо выше, чем у двигателей внутреннего сгорания (25-35%) или турбинного (27-30%). Это значит, что реактивный совершает больше полезной работы.
  • Управляемость с помощью тяги во время космических полетов. Меняя расход топлива, можно уменьшать или увеличивать скорость полета, делать манёвры и вовсе отключать двигатель, а затем снова его запускать. При этом ему не требуется взаимодействовать с другими телами.
  • Работает при низком давлении воздуха или вовсе без него в условиях безвоздушного пространства. Пока ещё не создан механизм, который зарекомендовал себя лучше в условиях космоса.

Вид реактивного двигателя

Недостатки реактивного двигателя

  • Создает сильный шум при работе. При взлете реактивного самолёта создается шум до 120 децибел. Для человеческого уха это значение близко к болевому порогу. Если стоять на расстоянии 100 метров от места взлета космического корабля, можно получить контузию. Ведь уровень шума достигает 150 децибел. Ученым пока не удается подавить шум от реактивного движителя или решить эту проблему иным способом.
  • Расходует большой объем топлива. Он невероятно прожорлив. Чтобы вывести на орбиту ракетную систему с исходным весом 3000 тонн, необходима установка пяти таких двигателей. Они придают рабочему телу скорость 3 км/с. При этом высвобождается 10 тонн отработанных газов в секунду. За 4 секунды в камерах без остатка сгорает одна цистерна ракетного топлива.
  • Ограниченный ресурс для космических полетов. Все виды топлива, которые применяют для ракет, выделяют ограниченное количество энергии. Этого недостаточно для совершения полетов в пределах Галактики и даже между планетами Солнечной системы. Перспективным направлением считается использование ядерной энергии.
  • Большой вес и размер летательных аппаратов. Перед учеными, изучающими космос, стоят колоссальные задачи. Одна из главных – создание летательного аппарата для межпланетных и межзвездных перелетов. Они научились выводить на земную орбиту ракеты, спутники, достигли Луны. Для дальних полетов использовать реактивный двигатель невыгодно и нецелесообразно. Ученые подчитали, что для полета ракеты на Марс, ее стартовый вес должен составлять – 30 000 тонн, а на Юпитер – 250 000 тонн. Соответственно, увеличатся и размеры летательных аппаратов.
  • Топливо расходуется быстро. Для длительного полета необходим большой объем энергоносителя. Емкости с горючим составляют значительную часть от массы самолёта или космического корабля.

Подведем итоги

Реактивный двигатель — это мощный механизм, без которого не может обойтись современные самолётостроение и ракетостроение. Он заставил летать самолёты

в 1,5 раза быстрее и выше, чем поршневой мотор. Его сила тяги не зависит от наличия окружающей среды, точки опоры или иного тела.

Конструкция позволяет управлять ракетами в безвоздушном пространстве. Это делает его крайне необходимым для исследования космоса.

Чем выше его скорость летательного аппарата, тем большую полезную работу совершает двигатель. При меньшей скорости – полезная работа меньше.

Реактивный двигатель внедряют в автомобилестроении, строительстве поездов, для гоночных болидов, снегоуборочных машин, ледоколов. Компания «Rolls Royce» создала мотоцикл с газореактивным мотором.

Похожие записи

Основные плюсы и минусы карбюраторного двигателя

karbava

Карбюраторный двигатель это один из видов двигателей внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием. В подобных двигателях топливовоздушная смесь, которая поступает в цилиндры двигателя по впускному коллектору, производится в специально предназначенном для этого приборе – карбюраторе. Карбюраторные двигатели бывают атмосферные и без наддува.

Наибольшей популярностью пользуются бензиновые карбюраторные двигатели. Также известно, что в качестве топлива для двигателей подобного типа использовали спирт и керосин.

Сам карбюратор является устройством, которое предназначается для смешивания воздуха и бензина, создания горючей смеси и регулирования ее расхода.

К основным элементам карбюратора относятся: поплавковая камера с поплавком, жиклера с распылителем, диффузор и дроссельная заслонка.

В карбюраторе не предусмотрены датчики, которые бы могли анализировать число оборотов мотора, из-за этого равная доза попадает в камеру сгорания, как на холостом ходу, так и при максимальной скорости вращения коленчатого вала. Из-за этого происходит нерациональный расход бензина и поступление огромного количества вредных веществ в систему выхлопа и далее.

Карбюраторный движок четырехтактный:

  1. Такт впуска (в цилиндр попадает смесь от системы питания).
  2. Такт сжатия (поршень сдавливает горючую смесь в камере сгорания).
  3. Такт расширения (от свечи зажигания происходит возгорания смеси).
  4. Такт впрыска (за счет вращения коленчатого вала происходит выброс отработанных газов из цилиндра).

Какие же преимущества и недостатки имеют карбюраторные двигатели, обо всем и по порядку.

Карбюраторный двигатель

Преимущества карбюраторных двигателей

Основным преимуществом карбюраторных двигателей принято считать

простоту устройства. Такой двигатель можно самостоятельно чистить, регулировать и доводить до желаемого режима работы. Для всех этих операций достаточно лишь прочитать несложную инструкцию. При ремонте такого двигателя нет необходимости в использовании дорогостоящих инструментов и приборов. Вполне достаточно будет отверток и гаечных ключей.

Карбюратор представляет собой сплошной механизм, тогда как в том же инжекторе сплошная электроника. Исходя из этого, становится понятно, что большинство неполадок карбюраторного движка можно отремонтировать самостоятельно, без помощи специалиста.

Положительные качества карбюратора:

  • Средние габаритные размеры.
  • Не особо большая масса сравнительно дизеля.
  • Простота устройства и доступная ценовая политика топливной аппаратуры.
  • Регулировка и техническое обслуживание на порядок проще, чем у ДВС.
  • Легкая диагностика.

Современный карбюраторный двигатель

Недостатки карбюраторных двигателей

Отрицательными моментами карбюратора считается его неразборчивость. Зачастую более чем через 10 тысяч километром после регулировки карбюратор готовит топливовоздушную смесь, содержание бензина в которой в разы превышает допустимые значения. Исходя из этого, вред наносится не только окружающей среде, но и составляющим частям самого двигателя.

Известны и обратные случаи, когда смесь имеет повышенное содержание кислорода, из-за чего движимые детали движка закисляются. Все эти нюансы приводят к тому, что в момент впрыска топлива, поршни ощущают недостающее количество давления, из-за чего не могут работать с мощностью, предполагаемой заводом-изготовителем.

Также недостатками двигателей карбюраторного типа считают:

  • Низкая экономичность.
  • Высокий уровень выбросов, загрязняющих окружающую среду.
  • Высокий уровень требований к топливу.
  • Незначительные динамические качества при переменных режимах работы.
  • Работа системы питания зависит от положения двигателя и самого автомобиля.
  • Высокий уровень пожароопасности.
  • Подвержен температурной зависимости.
  • Раскрутка мотора осуществляется достаточно тяжело.
  • Малый КПД.

Основные принципы работы карбюратора

  1. Карбюратор всасывает горючее внутрь двигателя.
  2. Работа карбюраторного двигателя нестабильная, поскольку он подвержен действию извне.
  3. Карбюраторный двигатель относительно сложно набирает обороты.

Карбюраторные двигатели в отличие от всех остальных видов являются менее требовательными к октановому числу (мере детонации стойкости моторных масел и бензина). Результатом использования топлива низкого качества является засорение жиклеров, однако они достаточно просто прочищаются и продуваются.

Не существует единого мнения насчет того хорош ли карбюраторный двигатель или нет. Отталкиваться необходимо от приоритетов и требований конкретного человека.

Людям, проживающим в сельской местности, либо жителям города, которые являются поклонниками рыбалки и охоты, стоит остановить свой выбор на карбюраторных двигателях. Поскольку для таких ситуаций крайне важно, чтобы ремонт можно было произвести самостоятельно и в достаточно быстрые сроки. Занятым людям, проживающим в крупных городах, особенно, где есть пробки, не особо подойдет карбюратор, так как зимой необходимо тратить значительную часть времени на прогрев двигателя, а добавив еще и пробки, вообще печальная картина получается.

Стоит отметить, что начиная с 2005 года, заводы перестали выпускать автомобили с карбюраторными движками, поскольку выброс отходов в атмосферу не соответствовал даже самым минимальным требованиям.

Выводы

Подводя итоги, можно отметить, что карбюраторный двигатель не особо экономичен с точки зрения расхода топлива. С другой стороны, такой двигатель менее требователен к качеству топлива, что сокращает растраты. При эксплуатации карбюраторному двигателю отдают предпочтение из-за его ремонтопригодности, поскольку незначительные ремонтные работы можно произвести самостоятельно, не прибегая к помощи мастера. В свою очередь выход из строя у таких двигателей происходит значительно чаще, но компенсируется за счет низкой стоимости обслуживания.

Карбюратор весьма прост и экономичен в обслуживании, но его значительно количество существенных недостатков притупляет все достоинства.

Похожие записи

Плюсы и минусы парового двигателя и машины

Плюсы и минусы парового двигателя и машины

Начнем рассмотрение темы с определения самого термина, паровая машина, это двигатель наружного сгорания, реорганизовывающий энергию пара жидкости, в работу выполняемую поршнем, с последующим преобразованием во вращение передаточного вала. В более обширном значении паровая машина — всякий агрегат с наружным сгоранием топлива, который реорганизовывает кинетическую энергию рабочего тела в полезную работу.

Первая такая машина сконструирована в XVII и состояла из цилиндра с одним поршнем, поднимающегося под давлением пара, а опускался под собственным весом.

По этой же схеме были сооружены в 1705 году насосные паровые машины для откачивания воды. Серьезные доработки в вакуумной машине были осуществлены Джеймсом Уаттом в далеком 1770 году. Последующей значительной доработкой данного типа двигателя (использование рабочим телом пара воды под высоким давлением) было произведено Оливером Эвансом уже в 1789 году.

Паровой двигатель

Преимущества парового двигателя

  • Использование любого горючего топлива. Ключевым преимуществом таких машин, как двигателей наружного сгорания топлива, в том, что по причине изолирования котла от узлов паровой машины появляется возможность использовать произвольное топливо – от дров до урана. Самый яркий пример этого преимущества использование энергии атомного ядра, ибо реактор не способен вырабатывать механическую энергию, а генерирует тепло, которое и применяется для испарения жидкости, повергающего в ход паровые машины (обычно это турбины).
  • Использование возобновляемых источников энергии. Вторым важным фактором является то, что есть и иные источники энергии, которые невозможно использовать в других двигателях работающих на горюче смазочных материалах, к примеру, солнечная или гидроэнергия. Также любопытным курсом разработок есть применение разности внутренней энергии Мирового океана на различных его глубинах.
  • Стабильность работы не зависит от значения атмосферного давления. Локомотивы с паровыми агрегатами хорошо рекомендуют себя на значительных высотах, связано это с тем, что их работоспособность не снижается в связи с понижением атмосферного давления. Паровозы по сей день применяются в горах Латинской Америки.
  • Меньше масса по сравнению с остальными видами двигателей. Также, паровые поезда существенно легче, чем их дизельные или электрические аналоги, что чрезвычайно важно для горных колей. Особенностью пародвигателей есть то, что им не нужна трансмиссия, усилие передается непосредственно колёсам.
  • Посейчас безальтернативно используется на электрогенерирующих станциях. Паровые турбины, принципиально являющиеся вариацией паровой машины, достаточно широко применяются в качестве силовых агрегатов электрогенераторов. Ориентировочно 86 % электроэнергии, вырабатываемой в мире, производится с применением турбин на пару.

Недостатки парового двигателя

  • Загрязнение окружающей среды. Важнейшим недостатком на сегодняшний день является низкая экологичность двигателя. В процессе сгорания топлива высвобождаются: азот, сера. Также в атмосферу отправляется, большее количество тяжелых металлов.. Нельзя забывать и о том, что совершается высвобождение серьезного количества тепла. Это существенно сказывается и на климат Земли.
  • Высокий расход топлива. Длившаяся целый век работа над доработкой конструкции паровой машины так и не привела к триумфу. И на сегодняшний день паровой поршневой силовой агрегат является самым «марнотратным» из всех остальных машин-двигателей.
  • КПД так и не перешагнул отметку в 10%. Машины внешнего сгорания в свое время способствовали повсеместному использованию в коммерческих целях машин в промышленности и явились энергетическим фундаментом промышленного прорыва XVIII века. Но им было суждено уступить пальму первенства двигателям внутреннего сгорания, паровым турбинам и электромоторам, КПД которых оказалось значительно выше.
  • Высокая эксплуатационная опасность. Хоть паровые двигатели и отличаются высокой надежностью и выносливостью, все же риски при эксплуатации в шахтах мануфактурах не раз давали о себе знать, взрывы и утечки пара могут серьезно навредить обслуживающему его персоналу и прилегающему имуществу.
  • Наличие кривошипно-шатунного механизма. Кривошипно-шатунный механизм это конструкционный недочет, который устранить не удалось, а негативных последствий вытекает из него более чем достаточно, к примеру: низкооборотистость двигателя, следовательно, и тихоходность транспорта на основе данного типа двигателя, громоздкость конструкции, следовательно, невозможность установки допустим на воздушный транспорт.

Применение паровой машины

До конца первой половины XX века паровые двигатели повсеместно применялись во многих областях хозяйственной деятельности, по причине множества достоинств (высокая надёжность, работа с большими перепадами нагрузок, простота). К областям применения относится: транспорт. предприятия легкой и тяжелой промышленности с силовым и тепловым потреблением:

Однозначно употреблялись как привод в насосных станциях, паровозах, пароходах, тягачах, лесопильно-сушильных агрегатах и т.д.

Паровая машина

Вывод

Основные изъяны парового поршневого силового агрегата такие как: не высокий коэффициент полезного действия, громоздкость конструкции и низкая оборотистость — с эволюцией производственных мощностей и вездесущим распространением машин и механизмов становились всё ощутимее. Возникла объективная необходимость в альтернативных видах тепловых двигателей, и они были разработаны:

  1. Двигатель внутреннего сгорания.
  2. Двигатель Стирлинга.
  3. Роторный двигатель.
  4. Твердотельный двигатель.
  5. Реактивный двигатель.

Справедливости ради следует отметить, что двигатели внешнего сгорания полностью не «вымерли», а лишь нашли свою нишу во всем многообразии социально-промышленных потребностей человека.

Похожие записи

Плюсы и минусы использования тепловых двигателей

Плюсы и минусы использования тепловых двигателей

Сложно себе представить современный мир без достижений науки и техники. Прогресс достиг небывалых высот. Особое место в развитии человечества занимает создание теплового двигателя. Вместе с ним человечество вошло в новую эпоху, в эпоху машин и электричества. Зародившись еще в XVIII веке, он и по сей день имеет огромное значение для нас.

Конечно, за это время наука шагнула вперед. Были изобретены новые разновидности двигателей, усовершенствованы старые, но основные принципы, применяющиеся в конструкции, остались неизменными. Существует множество разновидностей тепловых машин. Несмотря на это, можно выделить общие особенности работы, характерные для всех типов.

Движение создается за счет нагревание газов или жидкостей, что приводит к изменению их объема. Расширяясь или сужаясь, продукты теплового воздействия осуществляют давление на поршень или турбину, которые таким образом приводятся в движение.

Разновидностей тепловых двигателей

Двигатели внешнего сгорания:

  1. Двигатель Стерлинга. Основной принцип заключается в процессе нагревания и охлаждения вещества в замкнутом пространстве при помощи внешних источников тепла.
  2. Паровые машины. Используется сила давления пара, образующегося при нагревании воды. При этом камера для сгорания топлива находится отдельно от рабочей камеры.

Двигатель внешнего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания:

  1. Поршневой. Способом получения механической энергии является процесс сгорания топлива внутри рабочей камеры. В результате этого приводятся в движение поршни. Основное место применения – современные автомобили.
  2. Роторный. В отличие от поршневого двигателя воздействие оказывается на ротор. Применяется в конструкции электростанций, а также в некоторых автомобилях.
  3. Реактивный двигатель. Используется принцип тяги, возникающий при выбросе отработанных газов в процессе сгорания топлива. Применяется в ракетостроении.

Двигатель внутреннего сгорания

Тепловые двигатели имеют как преимущества, так и недостатки.

Преимущества использования тепловых двигателей

  • Простота. Работа тепловых механизмов основана на простых и понятных принципах. Используются физические явления, с которыми человек сталкивается в повседневной жизни: процессы охлаждения и нагревания жидкостей, газов, что приводит к уменьшению или увеличению их объема. Как известно, чем проще механизм, тем он надежней, и, что немаловажно, его легче ремонтировать.
  • Автономность. Одним из наиважнейших преимуществ является автономность. При помощи транспортных средств человек может не ограничивать себя в передвижении. Это возможно благодаря тому, что двигатель может быть установлен на любой платформе. Он самодостаточен и не требует постоянной связи с какими-либо дополнительными источниками энергии.
  • Эффективность. На сегодняшний день это одна из самых эффективных разновидностей двигателей. Поэтому применение очень обширно: начиная с газонокосилки или бензопилы, и заканчивая современными автомобилями, электростанциями, космическими ракетами.
  • Источник энергии. Тепловые машины используются в качестве источника электроэнергии. Это могут быть как маленькие генераторы, обеспечивающие электричеством отдельно взятый дом, так и большие электростанции, которые снабжают целые города. Поэтому можно сказать, что другие типы двигателей, например электродвигатели, в какой-то степени зависят от тепловых.
  • Компактность. Благодаря высокой эффективности тепловые двигатели, при относительно небольших габаритах, обладают хорошими характеристиками. Это также послужило причиной их широкого распространения во всех сферах человеческой жизни.
  • Вид теплового двигателя

    Недостатки тепловых двигателей

    Помимо плюсов тепловые машины имеют и недостатки.

    Низкий КПД

    Конструкция двигателей такого типа предполагает использование внутренней энергии топлива. Часть этой энергии переходит в механическое действие, то есть совершает полезную работу. Но большая часть расходуется впустую.

    Отношение энергии потраченной в пустую к энергии совершающей полезную работу и называют коэффициентом полезного действия.

    Постоянно ведущиеся разработки позволяют улучшать этот коэффициент. Однако до сих пор нет возможности преодолеть даже порог в 50%. Это значит, что более половины энергии, затраченной на функционирование двигателя, не совершает полезной работы.

    Это приводит к тому, что топливо не может расходоваться максимально эффективно.

    Загрязнение окружающей среды

    Одним из самых больших недостатков в настоящее время является загрязнение окружающей среды. В процессе горения выделяются вредные вещества: азот, сера. Вместе с ними в атмосферу попадают и другие вредные вещества, а также металлы, которые добавляются в топливо, чтобы улучшить его качество.

    Стоит обратить внимание и на то, что происходит выделение большого количества тепла. Это сильно влияет на изменение климата планеты. Такие изменения принято называть глобальным потеплением. К сожалению, глобальное потепление может грозить тяжелыми последствиями для экологии.

    Немаловажно и то, что для своего функционирования двигатели поглощают большие объемы кислорода, взамен возвращая углекислый газ.

    Если учесть, насколько тепловые машины распространены в мире, становится понятно как велико их негативное влияние на глобальную экологическую обстановку.

    Для сохранения экологии начинают приниматься меры по ограничению применения тепловых двигателей. Например, в некоторых странах ограничивается использование автомобилей на определенных территориях. Ужесточаются требования к уровню экологического загрязнения теми или иными двигателями.

    Вывод

    В наши дни огромные усилия тратятся на то, чтобы улучшить положительные моменты и уменьшить негативное влияние тепловых машин. Несмотря на несовершенство конструкции, они по сей день остаются незаменимыми для нас, и останутся такими еще на долгое время.

    Похожие записи

Какой мотор лучше: бензиновый или дизельный

Подробности
Категория: Блог о продаже автомобиля
Создано: 04 октября 2017
Просмотров: 1326

На протяжении многих лет между дизельным и бензиновым двигателями сложилась острая конкуренция, поэтому до сих пор нельзя утверждать, какой тип двигателя является самым оптимальным: производители снабжают автомобили двигателями обоих типов.

В таком случае остается только рассмотреть преимущества и недостатки каждого варианта. Это поможет разобраться во всех нюансах данного вопроса и сделать для себя самый подходящий выбор.

Отличия бензинового двигателя от дизельного

Многие автомобилисты интересуются можно ли использовать дизельное масло для машины, работающей на бензине. Особую путаницу вносит появление на рынки универсального топлива, подходящего как для дизельного, так и для бензинового двигателя.

Бензиновый или дизельный мотор

Сразу стоит отметить, что попытка применить топливо, которое не предназначено для данного типа двигателя ведет к возникновению серьезных неисправностей в работе мотора.

Это объясняется тем, что оба устройства сильно отличаются друг от друга по принципу действия: у них рабочая смесь в цилиндрах воспламеняется совершенно по-разному.

Разница в работе двух двигателей состоит в том, что в бензиновом топливно-воздушная смесь готовится в системе инжектора или карбюраторе, далее, поступает в цилиндры, где сжимается. При максимальном сжатии, смесь нагревается до 500 С и возгорается от электрической свечи. В дизельном двигателе смесь подготавливается в цилиндре, который уже заполнен чистым воздухом. Когда при сжатии смеси достигаются максимальные показатели температуры (до 900 С) и давления, происходит самовоспламенение дизеля. Таким образом, очевидно, что два типа ДВС различаются коренным образом.

Читайте также : Особенности продажи авто через автовыкуп

Кроме того, расход солярки будет существенно меньшим, чем бензина при одном и том же объеме двигателя.

Преимущества дизельного двигателя

Оценка стоимости авто

Эксплуатация автомобиля, оснащенного дизельным ДВС будет более экономичной за счет меньшего расхода дизельного масла и его относительно дешевизны. Это происходит из-за того, что степень смеси в дизельном двигателе будет на порядок выше, чем у бензинового, что повышает его КПД.

Следует добавить, что на подачу воздуха в цилиндры и количество топлива не влияет вращение коленчатого вала. Следовательно, расход солярки примерно в 2 раза меньше, чем у мотора на бензине с тем же объемом.

Сгорание топлива в дизельном двигателе

Благодаря этим особенностям смесь эффективно сгорает и может расширяться даже при частичной нагрузке. Устойчивость параметров топливной системы у дизельного двигателя значительно выше, чем у работающего на бензине.

Но не стоит забывать про контроль качества очистки воздуха и масла, чтобы не допустить перегрева двигателя.

Кроме того, у дизеля высокий крутящий момент, доступный даже на малых оборотах, что заметно при разгонах и при езде по бездорожью. Высокий крутящий момент позволяет двигателю выдерживать большие нагрузки и машина не глохнет.

Стоит сказать, что дизель надежнее бензинового аналога, он дольше служит из-за более прочного исполнения его деталей. Дизельное топливо помимо своего прямого назначения служит отличным материалом для смазки деталей двигателя.

Недостатки дизельного двигателя

Дизельный мотор может показаться идеальным вариантом, но помимо всех преимуществ он не лишен недостатков.

В первую очередь, достаточно много проблем возникает с зимним обслуживанием автомобиля на солярке. При пониженных температурах окружающего воздуха наблюдается затрудненный пуск.

Поэтому нужно обратить внимание на то, что дизельное топливо бывает 2 типов – летнее и зимнее (выдерживает до -35С).

Для машин с пробегом можно использовать «антигель», который понижает температуру застывания топлива, однако в случае с новыми машинами это ведет к нарушению условий гарантийного обслуживания.

Дизельные двигатели прогреваются значительно хуже своих бензиновых собратьев и работают очень шумно из-за высокого давления сгорания топлива. Даже при высокой износоустойчивости, машины, работающие на дизельном масле, требуют дорогостоящего обслуживания, так как далеко не все СТО берутся за ремонт таких установок.

Описанные выше минусы дизельного двигателя являются весьма субъективными, поэтому существует перечень причин, по которым будет целесообразно приобрести автомобиль на дизеле:
  1. Если пробег машины составляет не менее 20000 км, так как уже после этой отметки будет заметна существенная экономия.
  2. Если у Вас есть на примете АЗС, где продают масло, предназначенное для зимнего использования.
  3. Если машина будет находиться в гараже.
  4. При необходимости совершать дальние поездки.

Преимущества бензинового двигателя

Сегодня в Беларуси бензиновые двигатели превосходят по популярности дизельные, не смотря на то, что оба они занимают примерно равные позиции по предложению на автомобильном рынке. Причиной тому служит стереотип о том, что в советское время дизелями оснащались только большегрузные машины, такие как МАЗы и тракторы.

Кроме того, бензин, как вид топлива повсеместно доступен и поэтому люди сознательно делают выбор в пользу машин, работающих на бензине.

Сгорание топлива в бензиновом двигателе

Для бензинового мотора характерна высокая частота вращения, гораздо большая мощность, чем у дизельного – она выше примерно на 35%. Следовательно, максимальная скорость бензинового мотора существенно больше, чем у дизельного.

К тому же, он дешев и неприхотлив в обслуживании. Запчасти на такой двигатель стоят дешевле примерно на 50%.

Бензин – самый предпочтительный вариант для зимних поездок, учитывая капризы нашего климата. Отсюда следует еще одно неоспоримое преимущество перед дизельным двигателем – зимой автомобиль прогревается лучше, так как на холостом ходу выделяется много тепла и нет необходимости устанавливать в машине отопительную систему.

Недостатки бензинового двигателя

Главным проблемой владельцев машин на бензине является большой и неэффективный расход топлива. Это объясняется тем, что регулирование воздушно-топливной смеси в двигателе зависит от того, на какой мощности он работает. Если она малая, то и степень сжатия смеси низкая, в результате вместо давления сжатия, например 2,5 МПа при полной мощности, смесь сжимается до 1,0 МПа.

Поэтому, КПД бензинового двигателя примерно на 30-40% ниже, чем у дизельного.

К другим слабым местам бензинового ДВС можно отнести:
  • повышенную взрывоопасность, связанную с высокой летучестью топлива;
  • негативное воздействие выхлопных газов на окружающую среду, котоыре являются одной из причин парникового эффекта;
  • недолговечность двигателя;
  • низкий крутящий момент на небольших оборотах.

По сравнению с дизелем у бензинового двигателя больше уязвимостей. Системы зажигания и впрыска должны быть исправны, так как у такого агрегата имеется сложная привязка к электронике, поэтому часто очень сложно определить, где произошла неисправность.

Бензиновый двигатель будет правильным выбором, если:
  1. Вы хотите сэкономить на покупке автомобиля 2-5 тысяч долларов.
  2. В случае частых, недалеких поездок.
  3. Автомобиль будет находиться под открытым небом. Таким образом, при выборе оптимального варианта остается руководствоваться собственными предпочтениями и нуждами.

В целом, жители Беларуси чаще покупают машины на бензине из-за низкого качества дизельного топлива, сурового климата и дороговизны ремонта машин на солярке.

Асинхронный двигатель, его плюсы и минусы

asava

Асинхронный двигатель — электрическая машина переменного тока, отличается максимальным пусковым моментом, небольшими показателями пускового тока. Название асинхронного аппарата происходит от слова «неодновременный». Прибор обеспечивает частоту вращения ротора ниже частоты вращения магнитного поля. От классических модификаций с короткозамкнутыми роторами, агрегат отличается простотой конструкции и дешевизной изготовления.

Обзор конструкции

Три основные составляющие двигателя – ротор, статор и корпус. Кожух обеспечивает защитные функции, предупреждает повреждения на статоре и роторе. Также позволяет закрепить подвижную, стационарную часть асинхронной машины.

Статор размещен неподвижно в двигателе, содержит станину и магнитопровод. Под воздействием пресса магнитный проводник фиксируется к станине и формирует электромагнитное ядро. Магнитное поле, создаваемое в ядре, беспрерывно вращается. Тонкие листы магнитопровода выполнены из электротехнической листовой стали, крепление пластин способствует образованию пазов и зубцов статора. Шихтованный сердечник, выступающий дополнительным элементом статора, также создан из статорных пластин. Листы сердечника соединяются сваркой, прессом и кольцевыми шпонками – аналогично образован магнитопровод.

Обмотка ротора представлена короткозамкнутыми кольцами, внешне напоминающими колеса беличьих клеток. Включает латунные или медные стержни, приваренные к короткозамкнутым кольцам на торцах. Кольца вбиты в пазы. Статор и ротор разделен воздушной прослойкой.

Обмотка двигателей с фазным ротором в начале изолирована, концы припаяны к контактным кольцам, позволяющим подключить пуско-регулирующий реостат. Цепь ротора получает дополнительное сопротивление, дает возможность регулировать частоту вращения и уменьшения пусковых токов.

Строение асинхронного двигателя

Ключевые преимущества

Преимущества эксплуатации асинхронных электродвигателей (АД) состоят в следующем:

  • Возможность прямого подключения к питающей сети без пускорегулирующих приборов при коэффициенте загрузки ≈1.
  • Самостоятельный запуск группы асинхронных двигателей одной или нескольких питающих секций при кратковременном обесточивании и последующем возобновлении питания под воздействием станционной автоматики.
  • Простота обслуживания и эксплуатации, доступная цена, высокая надежность, определяющая широкое применение в промышленности с целью привода механизмов, устойчивых к перепадам электроэнергии, пусковых показателей, скольжения.
  • Безотказная работа на участках, размещенных на высоте над уровнем моря 1 км, при диапазоне температур – 40°С и +40 °С, влажности воздуха при +25°С не более 98%, запыленности — 10 мг/м3.
  • Способность принимать различные механические перегрузки без существенных изменений КПД или нарушения стабильности работы.
  • Полная автоматизация работы.
  • Отсутствие необходимости проводить сложное и дорогостоящее обслуживание.
  • Асинхронным двигателем проводят комплектацию редукторов (червячных и цилиндрических). Механизм способствует уменьшению угловых скоростей вала и повышению крутящих моментов.
  • Широкий выбор конструкций. В зависимости от типа обмотки, различают асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым и фазным ротором (с контактными кольцами).

По количеству используемых фаз устройства разделяют на одно-, двух-, трехфазные варианты.

Трехфазная обмотка обеспечивает лучшие пусковые характеристики и стабильную работу. Двухфазные электродвигатели оснащены двумя перпендикулярными обмотками статора, используемыми в однофазных сетях — одну обмотку соединяют напрямую с фазой, вторую питают фазосдвигающим конденсатором. Однофазный электродвигатель работает от пусковой катушки индуктивности, подключенной кратковременно через конденсатор к сети или замкнутой накоротко. Маломощные приборы выступают оптимальным вариантом для питания бытовых приборов.

Трехфазный асинхронный двигательТрехфазный асинхронный двигатель

Отрицательные характеристики асинхронного двигателя

АД обладает перечисленными ниже недостатками:

  • Чувствительностью к перепадам напряжения.
  • Высокими пусковыми токами при низких коэффициентах скольжений.
  • Необходимостью использования преобразователей частоты, пусковых реостатов для улучшения характеристик электромотора.
  • Небольшими показателями синхронной частоты вращения — не превышает 3000 об/мин. Для увеличения скорости потребуется редуктор или турбопривод.
  • Сложной регулировкой производительности механизмов, вращающихся под воздействием асинхронного электродвигателя.

Асинхронные электродвигатели располагают приличной механической характеристикой. Несмотря на недостатки, они лидируют по показателям применения. Мощность двигателей серии АИР варьирует в пределах 0,06 и 400 кВт, высота оси вращения – 50-355 мм. Ток при максимальном напряжении — 0,55…5 А. КПД электродвигателя 66-83 %, что также является хорошим показателям для устройства с низкими эксплуатационными затратами.

Вид асинхронного двигателя

Рекомендации по выбору устройства

Решив купить асинхронный электродвигатель, важно правильно определить обороты на выходе, мощность, посадочные параметры по лапам или габариты фланца, диаметр вала. Дополнительного внимания заслуживают стандарты моторов.

Зарубежные производители выпускают продукцию серии CENELEK, DIN и IEC, в отечественной промышленности также встречаются аналогичные стандарты. Например, под категорию DIN попадают двигатели: IMM, RA, РА, AIS, ИММ, Y2, М2АА, АИС. Ключевым отличием российских электромоторов стандарта ГОСТ от импортных устройств являются меньшие габариты.

Большинство потребителей отдает предпочтение европейским стандартам, благодаря разнообразному выбору. Также многие пользователи принципиально ищут импортные двигатели для использования в узкоспециальной среде: для постоянного тока, тельферов, приводов станков с ЧПУ. Однако отечественные электромоторы купить гораздо проще, в случае поломки не потребуется долгий поиск для замены деталей.

Похожие записи

Плюсы и минусы оппозитного двигателя

Двигатели внутреннего сгорания отличаются друг от друга не только по виду потребляемого топлива, но также и по конструктивным особенностям. Например, велико разнообразие по расположению цилиндров. Каждый вариант имеет свои сильные и слабые стороны. В данном случае будут рассмотрены плюсы и минусы оппозитного двигателя.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое атмосферный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях и главных отличиях атмосферных ДВС от аналогов с турбонаддувом.

Читайте в этой статье

В чем особенности оппозитного двигателя

В поршневых двигателях внутреннего сгорания (а бывают еще и роторные) размещение цилиндров может быть разным по отношению друг к другу: под острым углом, в один ряд, звездообразно и так далее. В случае с оппозитным ДВС цилиндры находятся в одной плоскости и размещены один напротив другого под углом 180 градусов. В отличие от многих рядных моторов, оппозитный агрегат зачастую имеет два распределительных вала, а также вертикальное распределение газораспределительного механизма. Существует несколько типов оппозитных двигателей. Среди них наиболее известны:

  • Boxer («Боксер»). Отличается тем, что поршни, расположенные друг перед другом, движутся подобно боксерам на ринге. То есть, когда один из них находится в крайней верхней точке, второй занимает крайнее нижнее положение. Они все время в равной степени удалены один от другого;
  • ОРОС — Opposed Piston Opposed Cylinder. Принцип работы в данном случае заключается в том, что поршни попарно находятся в одном цилиндре (верхний и нижний поршень). Они движутся навстречу друг другу, вращая коленвал.
  • 5 ТДФ. Это двухтактный танковый двигатель советского производства, которым применялся на танках Т-64 и Т-72. Интересная особенность данного агрегата состоит в его многотопливности. Основное горючее для него – солярка. Однако при помощи специального переключателя на топливном насосе высокого давления, можно было запустить режим работы на бензине или на смеси бензина с керосином и соляркой, а также двигатель мог работать на реактивном топливе. Правда, требовалось еще и подкорректировать угол зажигания (тайминг впрыска).

Разработкой силовых агрегатов активно занималась многие компании. Например, Volkswagen уделял внимание данному типу агрегатов с середины 30-х годов прошлого столетия. Это были не просто эксперименты, а стремление разработать собственный оппозитный мотор, снизить уровень вибраций, которые возникают во время работы традиционного V-образного или рядного двигателя и т.д. Кстати, свою разработку инженеры Volkswagen применили и в легендарном автомобиле Volkswagen Beetle. А с 60-х годов оппозитные двигатели стали активно использоваться японской компанией Subaru, которая занималась разработками параллельно с немцами.

Преимущества оппозитного ДВС

По большому счету, работа оппозитного двигателя не отличается от принципа действия агрегатов других конструкций. Однако подобное расположение цилиндров имеет свои определенные преимущества, а также и недостатки.

  • Самым заметным преимуществом рассматриваемых силовых установок считается почти полное отсутствие вибрации во время работы. Такой эффект достигается за счет расположения поршней, которые уравновешивают друг друга. Это не только добавляет комфорта, но и существенно увеличивает срок эксплуатации. Отсюда происходит второй «плюс»;
  • Впечатляющий ресурс оппозитного двигателя. Имеются данные о том, что довольно часто пробег до первого капитального ремонта составлял минимум от 500 тысяч километров. Разумеется, манера вождения вносит свои существенные коррективы. И, тем не менее, межремонтный срок довольно большой. Впрочем, сплошь и рядом можно встретить утверждения специалистов и автолюбителей, что 800-900 тысяч до первого капитального ремонта – это не более чем красивая сказка;
  • Моторы рассматриваемой в данной статье конструкции обеспечивают автомобилям низкий центр тяжести. Особенно это качество ценится в мощных спортивных машинах. Ведь, проходя виражи на больших скоростях, очень важно сохранить устойчивость;
  • Также нельзя не упомянуть об экономии места под капотом. Хотя многим этот пункт покажется спорным, ведь выигрывая по высоте, нужно при этом делать капот шире или длиннее.

Вот, пожалуй, и все существенные преимущества оппозитников. Теперь нужно рассмотреть и недостатки, которых, к сожалению, несколько больше.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что лучше, турбина или компрессор. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции различных нагнетателей, а также о преимуществах и недостатках  подобных способов повышения мощности мотора без увеличения физического рабочего объема двигателя.

Недостатки оппозитного мотора

Прежде всего, стоит указать высокую стоимость обслуживания и практически полную невозможность выполнить ремонт в домашних условиях. Даже простая замена свечей зажигания требует наличия специального оборудования. При этом в сторонних автосервисах сложно найти специалиста достаточно высокой квалификации для ремонта оппозитного двигателя. Кстати, здесь будет также уместным выделить огромное количество модификаций агрегатов даже в пределах одной марки. Этим «грешит», например, бренд Субару, который сегодня является основным производителем моторов данного типа. Само собой, такая позиция усложняет ремонт, так как возможность взаимозаменить детали сводится к минимуму.

Стоимость нового автомобиля с оппозитным двигателем может оказаться заметно выше стоимости машины такой же комплектации, но с более традиционным типом ДВС. А все дело в затратах на производство самого оппозитника. Определенную роль играет и дороговизна запчастей, которая напрямую связана с указанными выше причинами.

Добавим еще пару слов о специальном оборудовании. Например, автовладельцы со стажем и опытом знают, что шейки коленвала время от времени приходится шлифовать. Операция эта проводится на станке и не очень дорого стоит применительно к обычному ДВС. Но только если речь не идет об оппозитниках. Например, на субаровских авто шейки очень узкие и шлифовать их нужно на специальных станках.

Также отметим, что  в оппозитных моторах быстрее засоряется картер двигателя по сравнению с V-образными или рядными конструкциями. Оппозитному двигателю присущ большой расход моторного масла, что обуславливается конструкцией силовой установки данного типа. А в случае, когда установлена турбина, масла расходуется еще больше.

Что в итоге

При желании можно найти еще минусы оппозитного двигателя и продолжить приведенный выше список, особенно если рассматривать конкретный мотор на той или иной модели авто.

Однако в общем такая конструкция силовой установки все равно неплохо прижилась на гражданских авто, машинах спортивного типа и в авиации. Напоследок добавим, что «субаровские» моторы повсеместно и широко используются. Это является наглядным примером определенного успеха оппозитного двигателя на фоне других конкурентов, которые также не лишены определенных недостатков.

Читайте также

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*