Перспективы развития автомобильного двигателестроения (zip 1.6 Mb) (стр. 1 из 6)

Министерство топлива и энергетики РФ

Нефтеюганский индустриальный колледж

Р Е Ф Е Р А Т

по предмету: «Автомобили»

по III разделу «Теории автомобиля и двигателя»

на тему: «Перспективы в развитии

автомобильного двигателестроения»

Выполнил: студент группы 4Т₁ – 96 /Никифоров О.В./

Проверил: /Пасынков В.П./

Нефтеюганск 1999 год

Содержание:

Какими должны быть современные двигатели внутреннего сгорания Система «коммон рейл» Насос-форсунка Пьезокерамический инжектор Стартер-генератор Восемнадцать цилиндров. Семьдесят два клапана. Пятьсот пятьдесят пять лошадиных сил И восемнадцать – не предел Двигатели Волжского автомобильного завода Пароль: экология Список использованной литературы

2 8 11 13 14 16 18 19 23 24

Какими должны быть современные

двигатели внутреннего сгорания.

Разработчикам современных двигателей приходится, подобно античным мореплавателям, прокладывать курс между Сциллой конкурентных параметров и экологической Харибдой. Нынешний мотор должен быть, с одной стороны, технически совершенным: мощным, надежным, тяговитым, экономичным и при этом относительно недорогим. С другой стороны, ему необходимо соответствовать строгим экологическим требованиям, которые ужесточаются не по дням, а по часам. Только три года назад вступили в силу требования Евро II, а ныне Евро III и уже маячат еще более строгие Евро IV. Они-то диктуют не вполне логичные, с точки зрения простого автомобилиста, технические решения: новый двигатель иной раз оказывается слабее предшественника, обрастает не очень понятными, но весьма дорогими системами, которые не повышают, а порой и снижают его потребительские характеристики. Что поделаешь: конструкторы снова и снова идут на компромиссы – какие уж тут рекордные параметры, когда во главу угла поставлены (законодательно!) экологические критерии - остаться хотя бы "при своих".

Итак, вперед, через воздушный фильтр! Впускные трубопроводы переменной длины, которые три года назад встречались как экзотика только на самых свежих моторах, стали привычным, если не банальным решением: их применяют на двигателях «Ауди», «Фольксваген», БМВ, «Опель» и даже «Дэу».

Двигатель автомобиля «Мерседес-Бенц-S500» (Евро IV) с регулируемым впускным трубопроводом, тремя клапанами на цилиндр, одним распределительным валом в головке, роликовыми толкателями и системой отключения четырёх из восьми цилиндров при работе с неполной нагрузкой: 4966 см³; 220 кВт/299 л.с.; 460 Н×м при 3000 об/мин.

Усложнение конструкции? Несомненно! С другой стороны, оптимизация крутящего момента: никаких «провалов» и «подхватов», двигатель тянет ровно во всем диапазоне оборотов.

Агрегаты наддува получили довольно широкое распространение не только на дизелях, но и на бензиновых моторах. А вот приводные нагнетатели так и оста-

Дизельный двигатель «Опель-ЭКОТЕК» с неразделённой камерой сгорания, четырёхклапанной схемой газораспределения, турбонаддувом, промежуточным охлаждением и балансирными валами.

лись редкостью («Мерседес-Бенц-CLK» и SLK, «Ягуар-XJR», некоторые модели «Дженерал моторc»). Зато турбокомпрессор выступил в новом качестве: так называемый наддув низкого давления – это не средство повышения мощности, как зачастую рассматривают любой наддув. Иными словами, задача не в том, чтобы сжечь побольше топлива ради дополнительных сил, а чтобы дать меньшему количеству сгореть с максимальной эффективностью («Фольксваген-1,8 Т», «Вольво-2,О Т» (118 кВт/160 л.с.) и 2,5 Т (142 кВт/193 л.с.), «СААБ-2,0 Турбо» (113 кВт/154 л.с.). Хотя своей спортивной специальности турбокомпрессор не забыл и у этих моделей существуют «заряженные» версии с «правильным» наддувом («Вольво-Т4» (147 кВт/200 л.с.) и Т 5 (176 кВт/240 л.с.), «СААБ-2,0 Турбо» (136 кВт/185 л.с.).

Регулируемый турбокомпрессор двигателя БМВ с электрическим управлением (справа).

Рядный шестицилиндровый дизель БМВ (Евро III) c четырёхклапанной схемой газораспределения, неразделённой камерой сгорания, системой впрыска «коммон рейл», роликовыми толкателями, регулируемым турбокомпрессором и промежуточным охлаждением воздуха (слева).

В системах подачи топлива – небольшая революция. Впервые серийные моторы с непосредственным впрыском бензина в цилиндр появились в Европе на «Мицубиси-Каризма» в 1998 году. В этом году список таких моделей и фирм расширится. Первым из европейцев в нем оказался «Вольво», следующим, по прогнозам, будет «Фольксваген». Считается, что именно двигатели с впрыском топлива в цилиндр (его и называют непосредственным) позволят достичь наилучших экономических и экологических характеристик.

Правда, злые языки утвер-

Серийный бензиновый двигатель «Мицубиси-Каризма» с непосредственным впрыском (Евро III): 1834 см³; 92 кВт/125 л.с.; 174 Н×м при 3750 об/мин.

ждают, что мотор «Мицубиси – GDI» с трудом уложился в нормативы Евро III по выбросу окислов азота и совсем «не лезет» в перспективные Евро IV, но до введения последних еще немало времени. Зато по экономичности «Мицубиси-Каризма» с таким мотором уже сегодня вплотную приближается к дизельным машинам. В трансъевропейском пробеге через 12 стран автомобиль (заметим, среднего класса) показал средний расход бензина 4,83 л/100 км при средней скорости 90,47 км/ч. Минимальный расход на одном из участков составил 3,69 л/100 км!

…Нажимая на педаль газа, водитель механически открывает дроссельную заслонку. Так было. Теперь появились автомобили («Мерседес-Бенц», «Ауди», «Шевроле»), на которых заслонкой управляет электронная система, а педаль превратилась в банальный потенциометр, с помощью которого водитель высказывает свои пожелания мотору. И это еще цветочки – в недалеком будущем дроссельную заслонку, как досадную помеху во впускном тракте, «отменят» вовсе, заменив регулировкой подъема впускных клапанов или (в отдаленной перспективе) их электрическим или электрогидравлическим приводом.

Устройство для регулировки фаз в механизме газораспределения из экзотики тоже превратилось в обыденность. Моторы «Ауди», БМВ, «Хонды», "Тойоты" уже немыслимы без него. А вот увлечение многоклапанностью проходит. Головки с четырьмя и даже пятью клапанами на цилиндр оказались нужны далеко не всем моторам. Если от двигателя не требуется особо высокой литровой мощности, то вполне можно обойтись тремя («Мерседес-Бенц», «Хендэ», «Тойота») или даже двумя клапанами (БМВ, «Фольксваген», «Мерседес-Бенц», «Форд»). Наряду с ними тот же «Фольксваген» успешно применяет пятиклапанные моторы, но повальная «мода на многоклапанность» прошла. Ведь помимо неоспоримых достоинств (высокое качество продувки и наполнения цилиндров), такая конструкция имеет и «обратную сторону»" (сложность, проблемы с охлаждением головки, увеличенные потери на трение). Теперь, похоже, количество клапанов выбирают не по принципу «больше, чем у конкурента», а руководствуясь реальной необходимостью для конкретной модели двигателя. Кстати, даже в многоклапанных головках все клапаны часто приводятся одним распределительным валом («Хонда», «Мерседес-Бенц», «Опель») для снижения потерь на трение. Ради этого и новинка из разряда «хорошо забытое старое» – роликовые толкатели клапанов.

А как развивались в последние три года дизельные двигатели? Повсеместное распространение получили неразделенные камеры сгорания (непосредственный впрыск), многоклапанные головки цилиндров и турбонаддув. Причем все эти

Первый в мире легковой дизель с непосредственным впрыском «Фольксваген TDI».

новшества можно увидеть собранными воедино в одном моторе («Мерседес-Бенц», «Опель», БМВ, «Пежо»). Легковой дизель с «непосредственным» впрыском потребовал серьезной ревизии приборов питания. Привычные топливный насос и форсунки сдают позиции новомодной системе «коммон рейл», где топливо находится в общем ресивере под постоянным давлением, а доступ к форсункам ему открывают клапаны, управляемые электроникой («Мерседес-Бенц», ФИАТ, БМВ, «Пежо», «Ситроен», «Рено»). Таким образом удается реализовать сложные законы подачи топлива, необходимые двигателю с неразделенной камерой сгорания, снизить шум и токсичность, практически исключить дымление. Хотя аккумуляторная система впрыска, по идее, очень схожая с «коммон рейл», известна давно.