Силовой агрегат что это

Как устроен и работает гибридный двигатель автомобиля

Главный силовой агрегат современных машин – двигатель внутреннего сгорания. Но в условиях истощения залежей нефти, роста требований к экологической чистоте топлива инженеры прибегают к новым технологиям. Полный отказ от углеводородного топлива или снижение его расхода обеспечивают электрический мотор или гибридный машинный двигатель. Последнюю деталь устанавливают на современных авто.

В чем заключается смысл покупки контрактного силового агрегата

В случае капитального восстановления автомобильного двигателя, вопрос стоимости всех этапов работы заставляет автовладельца задуматься о целесообразности его проведения.

Большинство сумм, которые придется выложить за капитальный ремонт двигателя, оказываются неподъемными для большинства автомобилистов. В этом случае покупка контрактного силового агрегата в хорошем состоянии является единственным выходом из положения.

Отметим, что полное восстановление работоспособности силового агрегата по стоимости практически сопоставимо с приобретением нового мотора. В этом случае, в целях экономии лучше купить хороший двигатель с пробегом, либо контрактный мотор.

Выбираем силовой агрегат: контрактный либо новый?

Существует ряд ситуаций, при которых показана замена силового агрегата авто. В этом случае перед владельцем транспортного средства стоит выбор: приобрести новый мотор либо контрактный с пробегом в хорошем состоянии.

Как поступить в этой ситуации, и насколько оправдана покупка контрактного двигателя постараемся подробно рассмотреть в публикации.

Признаки неисправного силового агрегата

Первый в мире двигатель внутреннего сгорания (ДВС), пригодный для практического использования, был создан в 1878 году. Разработал его немецкий изобретатель Николаус Отто (1832-1891), который опирался в своей работе на исследования французов Этвена Ленуара (1822-1900) и Альфонса Бо де Роша (1815-1893). Именно последний в 1862 году предложил использовать в двигателе четырехтактный рабочий цикл «всасывание – сжатие – горение и расширение – выхлоп». С тех пор прошло уже более 150 лет, однако основополагающий принцип действия ДВС практически не изменился. Остались прежними и характерные неисправности двигателя.

В процессе длительного использования ДВС человечеством накоплен огромный опыт по техническому обслуживанию, диагностированию основных неисправностей и ремонту двигателей.

Устройство и ремонт автомобиля

Конструкция автомобиля не так уж и сложна, как может показаться на первый взгляд. Совершенно любое транспортное средство состоит из пяти основных частей – мотор, ходовая часть, трансмиссия, кузов, электрооборудование и система управления.

Мотор

Двигатель – сердце автомобиля, задачей которого является преобразование тепловой энергии (сгоревшего топлива) в энергию механическую. После чего она передается через трансмиссию на колеса.

Ходовая часть

Множественные узлы и агрегаты, заставляющие автомобиль двигаться, относят к ходовой части – мосты, колеса и подвеска (задняя и передняя).

Трансмиссия

Основные составляющие трансмиссии:

• ведущий мост;
• коробка передач (КПП);
• ШРУСЫ;
• сцепление.

Задачей трансмиссии является передача крутящего момента на колеса машины с вала двигателя.

Электрооборудование и система управления

• батарея (АКБ);
• электропроводка;
• генератор.

Механизм управления автотранспортным средством представлен рулем, связанным с передними колесами. С помощью руля определяется угол поворота и направление движения автомобиля. Тормоза – еще одна важная составляющая системы управления ТС, отвечающая за снижение его скорости и полной остановки.

Кузов

Практически все агрегаты и узлы крепятся к несущей части автомобиля – кузову.

• лонжероны;
• крыша транспортного средства;
• днище;
• моторный отсек;
• прочие навесные составляющие.

Это разделение весьма условно, поскольку все детали в автомобиле, так или иначе, взаимосвязаны.

Конструкция ТС постоянно совершенствуется, все больше начиняется электроникой, автоматикой. Производители работают над повышением безопасности эксплуатации ТС, топливной экономичности, снижением уровня шума и токсичности выхлопных газов.

После прочтения нашего обзора вы будете понимать, как работают восемь типов двигателей в мире.

Двигатель – это агрегат, который может преобразовать одну энергию в механическую. В эту категорию входит множество видов двигателей, начиная от паровых (двигатели внешнего сгорания) и электрических и заканчивая двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные моторы и т. д.). Мы покажем вам восемь самых известных в мире двигателей, а также просто и интуитивно понятно расскажем вам, как они работают, описав принципы их работы.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Интересно знать! Грузовики-гибриды несерийно выпускались в Чикаго до 1940-х годов.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Как устроен ДВС

Устройство двигателя автомобиля можно рассматривать по тактам работы основного силового агрегата. Такты — это своего рода циклы двигателей внутреннего сгорания, без которых невозможно обойтись. Рассмотрим, принцип работы двигателя автомобиля со стороны тактов:

1. Впрыск. Поршень делает движение вниз, при этом открывается впускной клапан головки блока соответствующего цилиндра и камера сгорания наполняется воздушно-топливной смесью.
2. Сжатие. Поршень движется в ВТМ и в самой верхней точке происходит искра, которая влечет за собой воспламенение смеси, которое находится под давлением.
3. Рабочий ход. Поршень движется в НТМ под давлением воспламененной смеси и образовавшимся выхлопным газам.
4. Выпуск. Поршень движется вверх, открывается выпускной клапан и он выталкивает выхлопные газы с камеры сгорания.

Все четыре такта еще называются — действительные циклы ДВС. Таким образом, работает стандартный бензиновый четырехтактный мотор. Есть еще пятитактный роторный двигатель и шеститактные силовые агрегаты нового поколения, но о технических характеристиках и режимы работы двигателя такой конструкции будет рассмотрено в других статьях нашего портала.

Двигатель автомобиля: назначение и виды силовых агрегатов современных транспортных средств

Двигатель, пожалуй, можно назвать самой важной частью автомобиля. Ведь без двигателя автомобиль не сдвинется с места, но и без колес тоже далеко не уедешь, поэтому не будем делить автомобильные системы по важности, а просто попробуем узнать чуточку больше, об автомобильном двигателе.

Двигатель – это силовая установка, источник энергии автомобиля. Он используется для того чтобы машина могла выполнять свою основную функцию – перевозку грузов и пассажиров, но кроме этого, энергия, вырабатываемая двигателем, используется для обеспечения функционирования всех вспомогательных систем, например для работы кондиционера.

Впрочем, все вспомогательные системы, как правило, работают от электричества, вырабатываемого генератором или забираемой от аккумуляторов. А вот генератор как раз приводится в действие с помощью двигателя, передавая ему механическую энергию вращения вала.

Для обеспечения движения автомобиля так же используется механическая энергия вала двигателя, которая передается от двигателя на колеса через трансмиссию.

То есть, по сути, двигатель нужен для того, чтобы преобразовать какой-либо вид энергии в механическую энергию вращения вала, которая через систему механических связей передается на колеса, заставляя автомобиль двигаться.

1. Оппозитный двигатель

В горизонтально противоположном двигателе (оппозитном) поршни двигаются по обеим сторонам коленчатого вала влево и вправо в горизонтальном направлении. В этом случае высота двигателя уменьшена. За счет использования оппозитного двигателя уменьшается центр тяжести транспортного средства – автомобиль движется более плавно. Крутящий момент, создаваемый поршнями с обеих сторон, компенсирует друг друга, значительно уменьшая вибрацию транспортного средства во время движения.

Также подобная конструкция позволяет сделать двигатели высокооборотистыми. Но, несмотря на высокие обороты, оппозитные моторы имеют меньше шума, чем обычные ДВС.

Двигатели с горизонтальным ходом поршней использует компания Porsche почти во всех моделях. Но, например, в Porsche Cayenne и Panamera оппозитные двигатели не применяются.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине. Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

• двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
• электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
• трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
• топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
• аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
• инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
• генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

• на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
• при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
• в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

В чем заключаются особенности контрактных силовых агрегатов

Это обычные двигатели, которые ввозятся в нашу страну из-за границы. Их главной особенностью является то, что они демонтируются с автомобилей, имеющих серьезные повреждения в результате ДТП.

Выходит, что за адекватную цену можно приобрести мотор в хорошем техническом состоянии с небольшой величиной пробега.

Но, большинство владельцев транспортных средств, нуждающихся в замене силового агрегата, не спешат приобретать контрактные моторы для своих автомобилей. Большинство опасений носят вполне оправданный характер.

Покупка контрактного двигателя связана с определенными рисками, поскольку гарантия его работоспособности самая минимальная.

Дабы корректно определить состояние деталей контрактного двигателя, его необходимо полностью разобрать. Естественно, что ни один продавец не будет выполнять эту процедуру, поскольку это довольно проблематично и дорого.

Гораздо проще сказать, что силовой агрегат имеет относительно небольшой пробег, величину которого при визуальном осмотре определить нереально, а также подчеркнуть, что гарантий на двигатель никаких нет. Либо покупаем, либо отказываемся.

В последние годы рынок контрактных автозапчастей значительно изменился в лучшую строну. Большинство компаний дорожат своей репутацией, предоставляя только проверенные силовые агрегаты, пусть и с небольшим сроком гарантии по приемлемой для потребителя стоимости.

Помимо этого, некоторые продавцы имеют видеозапись запуска и работы выбранного мотора. Естественно, подобные меры не смогут заменить полноценную диагностику состояния и работоспособности силового агрегата, все же они позволяют получить представление о его работоспособности.

Причины возникновения неисправностей

Существует много причин, способных вызвать появление различных неисправностей автомобильного мотора. В общем случае даже самые незначительные из них способствуют сокращению срока его службы.

• наличие пыли на дорогах при забитом воздушном фильтре приводит к ее попаданию непосредственно в цилиндры мотора;
• некачественное горючее способно засорить топливные фильтры, что также приведет к попаданию в цилиндры нежелательных механических частиц.

Такие незаметные на первый взгляд мелочи, накапливаясь со временем, могут привести к выходу силового агрегата из строя. Большое количество неисправностей возникает также после неправильно проведенного технического обслуживания или ремонта мотора.

Чаще всего причиной, вызывающей основные неисправности двигателя, является его работа в экстремальном режиме эксплуатации. К таким причинам относятся:

1. Работа силового агрегата при недостаточной смазке.
2. Перегрев мотора.
3. Использование несоответствующего горючего.
4. Гидроудар в цилиндре.

Принцип действия зажигания

Совокупность приборов, отвечающая за появление искры в необходимый момент, именуется системой зажигания и является частью электрооборудования. Нормальная работа бензинового двигателя невозможна без системы зажигания. Выделяют три основных вида систем зажигания, схожих по принципу действия, но различающихся по конструкции.

Электро-двигатель

Существуют машины, которые используют в качестве исходной энергии – электричество. Наиболее популярный и близкий к автомобилю вид транспорта, работающий на электричестве – это всем известный троллейбус.

Но полноценным автомобилем его не назовешь, поскольку двигаться троллейбус может только лишь вдоль натянутых проводов, от которых он запитывается электричеством.

Но вы наверняка слышали о машинах, которые называются электромобилями. Электромобили – это автомобили, в которых в качестве силового агрегата используется электродвигатель.

Электродвигатель, как вы понимаете, работает от электрической энергии, которую он получает, как правило, от аккумуляторных батарей.

Электромобили, по сравнению с автомобилями, использующими двигатели внутреннего сгорания, имеют массу преимуществ.

Они экологичны, практически бесшумны (что не всегда плюс), быстро набирают скорость, им не нужна коробка скоростей можно даже обойтись без трансмиссии, если поставить двигатели на каждое из колес. То есть такие автомобили могли бы быть намного дешевле, чем автомобили с ДВС, если бы стали массовыми.

Но есть два существенных момента, которые очень сильно ограничивают применение электродвигателей на современных автомобилях. До сих пор не придумали аккумуляторов, которые бы могли запасти в себе достаточное количество электрической энергии.

То есть запас хода электромобиля сегодня ограничен несколькими десятками километров. Если не включать фары, магнитолу, кондиционер, то можно и до сотни километров проехать, но все равно это очень мало. Примерно в 5-6 раз меньше, чем на одной заправке бензином. Впрочем, над этим разработчики постоянно работают и возможно, что когда вы читаете эти строки, уже существует электромобиль с запасом хода более 500 км.

Но даже малый запас хода был бы не так страшен, если бы не время, требуемое на перезарядку аккумуляторов. Если заправка бензином, дизтопливом или газом занимает 5-10 минут, то аккумуляторы придется заряжать часов 12, а то и сутки.

Поэтому, пока электромобили могут использоваться лишь для непродолжительных поездок по городу, после чего всю ночь на зарядке.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Развитие технологии гибридных двигателей привело к реализации нескольких вариантов взаимодействия электроагрегата и стандартного мотора.

Последовательная схема

В схеме series hybrid ДВС активирует генератор, вырабатывающий энергию для запитки электрического двигателя, вращающего колеса. Последовательный автомобиль-гибрид задействует маломощный ДВС, но только в условиях максимального КПД. Модели-малолитражки выпускаются с большой АКБ.

Параллельная схема

Оснащение машины системой parallel hybrid обеспечивает вращение колес от бензинового и электрического мотора. Электрическая установка также выполняет функции стартера и генератора, располагается между коробкой передач и ДВС. Дополнительная мощность создается электродвигателем в зависимости от режима езды. Аккумуляторные батареи отличаются компактностью, заряжаются при движении машины.

Подробное описание параллельной схемы для гибридной силовой моторной установки современного автомобиля отмечает ее недостаток. Электрический двигатель не выполняет одновременное вращение колеса и зарядку батареи.

Последовательно-параллельная схема

Смешанный гибрид совмещает последовательную и параллельную схему работы. Электрические агрегаты работают как генератор, создавая электроэнергию и как мотор, создавая тягу. Для объединения двигателей используется планетарный редуктор. ДВС вырабатывает минимум мощности при цикле Аткинсона, что обеспечивает экономию топлива. Устройство параллельно-последовательной схемы и принцип для работы смешанного гибридного двигателя предполагают:

• работу в эконом-режиме. На электрической тяге ДВС выключен, запитка электромотора происходит от аккумулятора;
• поддержку скорости движения. Мощность ДВС распределяется по колесной системе и генератору. В это время выполняется одновременная запитка параллельного электроагрегата и дозарядка АКБ;
• интенсивное ускорение. При высоких нагрузках ДВС и электрическая часть функционируют параллельно. Электромотор подпитывается от батареи без утраты мощности генератором.

Важно! Наиболее эффективно принцип комбинированной тяги реализован у бренда Тойота и называется Hybrid Synergy Drive.

Гибридные силовые агрегаты

Но преимущество электродвигателей над ДВС настолько велико, что желание их использовать хотя бы частично привело к появлению гибридных силовых установок, которые сегодня достаточно активно используются на автомобилях.

Гибридные силовые установки – это объединенные на одном автомобиле двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель (как правило, их 4, по одному на каждое колесо). Такие автомобили называют гибридными.

Существуют три схемы гибридных установок.

В первой энергия ДВС используется исключительно для выработки электрической энергии при помощи генератора. А уже от генератора энергия передается на зарядку аккумуляторов и на электродвигатели, обеспечивающие вращение колес.

Но более популярна другая схема. Во второй схеме привод на колеса осуществляется как от ДВС, так и от электродвигателей. ДВС и электродвигатели могут использоваться как самостоятельно, так и вместе.

Третий вариант – это сочетание первого и второго.

Вот такие они двигатели автомобиля, разнообразные и неоднозначные. Более подробно свойства, принцип работы, детали мы разберем в будущих публикациях.

Диагностика выявленных неисправностей

Диагностирование неисправностей – одна из самых сложных технологических операций, предшествующих ремонту. От качества ее выполнения во многом зависит продолжительность и стоимость ремонта.

При этом, диагностирование:

• механической части проводят, руководствуясь внешними признаками дефекта;
• систем управления осуществляют с помощью специального диагностического оборудования.

Сложность диагностирования заключается еще и в том, что выявленный дефект часто оказывается только следствием другой, более сложной неисправности. Это связано с тем, что силовой агрегат собран из большого количества самых разнообразных деталей и узлов, дефекты которых проявляются похожими признаками.

Кроме того, на общую картину проявления конкретного дефекта влияет и режим работы мотора. Поэтому опытные мастера, зная как проверить двигатель, проводят его диагностику поэтапно, постепенно сужая круг поиска дефекта. При этом они пользуются типовыми таблицами «Основные неисправности двигателя», составленными для конкретных моделей автомобилей.

3. Двигатель V-типа (V-образный силовой агрегат)

V-образный двигатель разделяет все цилиндры на две группы друг напротив друга под определенным углом. В итоге мотор образует плоскость под углом. Если посмотреть на этот тип двигателя со стороны, то он будет иметь V-образную форму. V-образные двигатели имеют небольшую высоту и длину. Этот тип моторов удобнее размещать в автомобиле по сравнению с обычными рядными моторами, которые по своим размерам гораздо больше.

В настоящее время во многих автомобилях среднего и люкс-класса используются V-образные двигатели. Чаще всего это 6-цилиндровые силовые агрегаты. Например, такие двигатели стоят на Volkswagen Passat, Audi A6 и Mercedes E-класса AMG.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Транспорт с гибридной силовой установкой расходует на 30 % меньше топлива по сравнению со стандартными моделями. На этом преимущества использования гибридного автомобильного двигателя не заканчиваются:

• минимальное количество вредных выбросов за счет технологий рекуперативного торможения, наличия емкой АКБ;
• согласованность функций ДВС и электромотора;
• полезные инновации – опции стоп-старта, рециркуляции отработанных газовых смесей (подогревают тосол), изменение фазы распределения газов;
• наличие водяного насоса с электроприводом, системы климат-контроля и усиления руля, улучшенного качения покрышек;
• эффективность при работе на холостом ходу в городских условиях;
• возможность продолжительной поездки без дозарядки аккумулятора – заправляется бак;
• поддержка выбранного режима за счет компьютерного управления;
• низкий уровень шума работающего мотора.

К недостаткам моделей с гибридными установками относятся:

• необходимость регулярной нагрузки на АКБ;
• батарея может разряжаться до критического состояния при низкой температуре;
• проблемы с самостоятельным ремонтом машины;
• дорогая цена запчастей, которые не всегда есть в наличии в сервисных центрах.

Минусом для некоторых пользователей является высокая цена транспорта – даже недорогие японские гибридные автомобили Toyota Yaris стоят около 18 тыс. евро.

Достоинства покупки контрактного двигателя

Главным плюсом контрактного силового агрегат является его приемлемая стоимость и поставки таких моторов из-за границы, где в своем большинстве к автомобильной технике относятся бережно.

Это означает, что двигатель будет отличаться хорошим состоянием. Если повезет, силовой агрегат будет иметь небольшой пробег и наименьшую степень износа деталей.

Отметим, что приобретать контрактный мотор можно только в том случае, если он имеет большой эксплуатационный ресурс. Здесь все просто: силовые агрегаты, рассчитанные на 180-250 тыс. км пробега, большую часть своего эксплуатационного ресурса уже исчерпали. Поэтому, приобретать мотор, который проедет 30-80 тыс. км просто бессмысленно.

В этом случае проще выполнить капитальное восстановление силового агрегата, и приблизить его эксплуатационный ресурс к изначально заложенному производителем.

В Европе отношение к транспортным средствам не такое как у нас. Например, моторы с миллионным ресурсом, за границей зачастую проходят 150-200 тыс. км, после чего владелец меняет машину. Поэтому есть шанс купить отличный «миллионник», который пройдет еще 300-800 тыс. км без серьезных нарушений его работоспособности.

Контрактные агрегаты приобретают профессиональные спортивные команды и ателье, которые занимаются всесторонним тюнингом транспортных средств. Спортсменам крайне выгодно такое приобретение, поскольку за относительно адекватную стоимость получается добиться высоких характеристик автомобиля, путем установки на него более мощного мотора.

Оценить состояние контрактного силового агрегата при покупке все-таки возможно. Для этого следует снять масляный поддон и ГБЦ для оценки состояния вкладышей и поршневой части.

Эта процедура не отличается особой сложностью, поэтому многие опытные автомеханики рекомендуют обязательно выполнять ее перед покупкой двигателя.

4. Квазитурбинный двигатель

Квазидвигатель представляет собой модифицированный двигатель, основанный на роторном силовом агрегате. Если в обычном роторном двигателе задействованы три лопасти, то квазидвигатель использует цепной ротор, состоящий из четырех частей. Это беспоршневой роторный мотор с ромбовидным ротором. Преимущество двигателя: это новый тип двигателя небольшого размера, с высокой мощностью, высоким крутящим моментом, который может работать на множестве источников энергии.

В настоящий момент квазидвигатель не используется ни на одном автомобиле, поэтому невозможно проверить, подходит ли он для замены обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания или в качестве лучшей альтернативы обычным роторным моторам. Квазидвигатель все еще находится в стадии создания прототипа.

Вывод

Конструкция и особенности современных моторов постоянно совершенствуются. Так, весь мир уже невозможно представить без выхлопных газов, машин и автосервисов. Работающий ДВС узнать легко по характерному звуку. Принцип работы и устройство двигателя внутреннего сгорания достаточно простое, если разобраться один раз.

А вот, что качается технического обслуживания, то здесь поможет смотреть техническую документацию. Но, если человек не уверен, что он может провести ТО или ремонт автомобиля своими руками, то стоит обратиться в автосервис.

Назначение силовой установки

Силовая установка (СУ) любого ТС предназначена главным образом для получения механической энергии, обеспечивающей преодоление внешних сил сопротивления движению машины. Силовая установка состоит из двигателя и обслуживающих его агрегатов и систем.
В традиционном двигателе (имеется в виду ДВС) тепловая энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую энергию вращения его основного вала. В наиболее перспективном экологически чистом двигателе, в настоящее время работающем на топливных элементах, химическая реакция соединения кислорода и водорода, обратная электролизу, сопровождается выработкой электрической энергии, которая потребляется электродвига-телями, приводящими в движение ТС.

Агрегаты и системы, обслуживающие традиционный двигатель, обеспечивают его питание топливом и воздухом, охлаждение, смазку, подогрев и пуск, а также выпуск отработавших газов.

К двигателю — главному агрегату СУ — предъявляются следующие основные требования:

• экономичность (минимальный расход топлива, смазочного масла и других эксплуатационных жидкостей);
• хорошие экологические показатели (малая токсичность отработавших газов, низкий уровень вибрации и шума);
• высокий КПД;
• высокая удельная мощность (отношение максимальной мощности двигателя к его массе или рабочему объему);
• надежность и значительный ресурс в заданных условиях эксплуатации;
• технологичность в производстве и, следовательно, невысокая стоимость;
• простота и низкая стоимость технического обслуживания и ремонта.

В некоторых случаях могут предъявляться и другие, дополнительные требования (например, возможность использования двигателя в качестве тормоза-замедлителя, многотопливность и т.д.).

Эксплуатационно-технические характеристики и качество агрегатов и систем, обслуживающих двигатель, во многом определяют его надежность, экономичность и эффективность при различных режимах и условиях эксплуатации. Эти агрегаты и системы в любых климатических и дорожных условиях должны обеспечивать:

• получение от двигателя максимально возможной мощности;
• его экономичность;
• приемистость (быстрое увеличение частоты вращения основного вала под нагрузкой);
• надежную и эффективную очистку топлива и воздуха, поступающих в двигатель;
• поддержание оптимального теплового режима работы;
• надежную и эффективную смазку всех трущихся деталей двигателя;
• быстрый подогрев и пуск двигателя;
• выпуск отработавших газов с минимальными потерями мощности и уменьшение их токсичности;
• удобство эксплуатации и технического обслуживания.

Основные неисправности моторов

Существуют неисправности силового агрегата, при выявлении которых запуск двигателя, и эксплуатация автомобиля категорически запрещается. Некоторые из них определяются непосредственно при запуске двигателя или во время поездки. О таких неисправностях водителю сообщают специальные индикаторы неисправностей, расположенные на приборной панели транспортного средства.

К ним относятся:

1. Контрольная лампочка аварийного давления масла (Oil pressure lov).
2. Индикатор Check engine (с англ. – «проверьте двигатель»).
3. Современные автомобили оснащаются также контрольной лампой Check oil/Oil level lov (с англ. – «проверьте масло/низкий уровень масла»).

В случае появления предупреждающих сигналов от аварийных индикаторов, необходимо незамедлительно проверить все системы автомобиля, работоспособность которых они контролируют.

Так, при появлении сигналов о низком уровне и/или недостаточном давлении моторного масла, нельзя запускать двигатель или, если индикаторы загорелись во время движения автомобиля, продолжать движение.

Работа при неисправностях системы смазки может привести к серьезным поломкам автомобильного мотора, вплоть до заклинивания. Поэтому даже доставка транспортного средства на место ремонта должна осуществляться с помощью эвакуатора.

Запуск двигателя и дальнейшая эксплуатация автомобиля допускается только после того, как будут устранены неисправности системы смазки.

Что касается сигнала от индикатора Check engine, то здесь не все так однозначно. Сигнализируя о том, что появились проблемы с двигателем, индикатор не дает однозначного ответа на вопрос: «Как проверить двигатель?».

При этом ошибка двигателя, о которой сообщает ЭБУ, может быть вызвана неисправностями:

• датчика кислорода (лямбда-зонда);
• катализатора выхлопных газов;
• датчика массового расхода топлива;
• высоковольтных проводов;
• свечей зажигания.

Кроме того ЭБУ выдает на индикатор Check engine информацию об ошибке двигателя и при разгерметизации топливной системы автомобиля, одной из причин которой могут быть даже трещины в крышке, закрывающей горловину топливного бака.

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.

Микрогибрид

У моделей есть функции рекуперации энергии во время торможения, автоматика типа стоп-старт. Микрогибриды подразделяются на три типа:

• машины с системой старт-стоп;
• транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
• модели, объединяющие две технологии, со свинцово-кислотным AGM—аккумулятором и объединенным блоком стартера/генератора.

При экономичности топлива и экологичности, электрического воздействия на привод не происходит.

Важно! Данный транспорт нельзя назвать гибридными машинами на 100 %.

Мягкий гибрид

Что же такое мягкий двигатель типа гибрид? Электрическая силовая установка обеспечивает поддержку ДВС, работа в режиме чистого электричества не осуществляется. Рекуперация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте находится стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются небольшой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при ускорении или разгоне.

Интересно знать! Система Kinetic Energy Recovery мягкогибридных машин также используется в Формуле-1.

Полный гибрид

Электрическая часть задействуется в режиме поездок по городу, на высоких скоростях работает стандартный ДВС. Схема соединения электромотора с двигателем внутреннего сгорания реализуется последовательным, комбинированным или разветвленным способом.

Транспортное средство не заряжается от сети, а только в процессе рекуперации. При разрядке литий-ионного аккумулятора можно переключиться на ДВС.

Гибриды-плагины

Что такое plug-in и надежный ли это гибридный автомобильный двигатель? Электрическая часть осуществляет сбор энергии для заряда батареи, совместно с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает вращение колес.

Инновационные модели двигаются при задействовании усилий двух моторов, отличаются объемной мощной батарей (от 70 до 100 лошадей). Рядом с люком бензобака расположен порт для зарядки от розетки. Особенность плагинов – преодоление расстояния до 50 км только на электрической тяге.

Недостатки контрактных моторов

Несмотря на большое количество плюсов от покупки контрактного силового агрегата, следует учесть, что мотор уже был в эксплуатации, соответственно, его детали имеют определенную степень износа. Поэтому, выбирать такой двигатель необходимо взвешенно. Следует отказаться от покупки, если было установлено, что мотор снят с неисправного транспортного средства, поскольку его эксплуатационный период будет недолгим.

Еще одним минусом контрактного силового агрегата, является то, что не всегда получается подобрать подходящий. Найти мотор для современного автомобиля гораздо проще, чем для транспортного средства, выпущенного в конце 80-90-х годов. Покупка силового агрегата за границей довольно хлопотное занятие, которое отнимает большое количество времени на его поиск и оформление соответствующей документации.

В итоге, приобретать контрактный силовой агрегат можно только в том случае, если известно, что он имеет относительно небольшой эксплуатационный ресурс, в противном случае, такая покупка окажется экономически невыгодной.

Почему не заводится мотор автомобиля

Удивительно, но невозможность осуществить запуск двигателя не входит в перечень основных неисправностей силовых агрегатов.

Как правило, не заводится двигатель автомобиля по следующим причинам:

1. Разряжен аккумулятор или окислились его клеммы.
2. Не поступает горючее (забит топливопровод, не работает насос подачи топлива и пр.).
3. Неисправен стартер.
4. Обрыв проводов.
5. Неисправность ЭБУ и др.

Только убедившись в том, что все системы, обеспечивающие работу силового агрегата, исправны, приступают к поиску причин, по которым не заводится двигатель.

Таких причин также достаточно много, однако самостоятельно диагностировать современный автомобильный мотор, оснащенный большим количеством самых разнообразных датчиков, без специального электронного оборудования практически невозможно.

Единственной неисправностью, которую можно самостоятельно обнаружить и, имея определенный опыт ремонта, устранить – обрыв ремня ГРМ.

ВНИМАНИЕ! Приступая к самостоятельной замене ремня ГРМ, необходимо убедиться в исправности клапанов ГРМ. Если они погнуты, а это часто происходит при обрыве ремня, то замена последнего и последующий запуск двигателя приведут к более серьезным поломкам и необходимости дорогостоящего ремонта.

Привод дополнительных аксессуаров в автомобилях с полным гибридным приводом

Конструкционные доработки привода дополнительных агрегатов заключались в том, чтобы компоненты работали не от ДВС, а от электричества. Приводная часть полногибридных моделей включает следующие элементы:

• вакуумный насос электрического типа. Деталь служит для понижения давления усилителя тормоза и поддерживает подачу низкого давления при старте и остановке;
• электрогидравлический усилитель управления рулем. Используется, чтобы во время автоматической остановки двигателя рассоединить ДВС и усилитель. Технология позволяет оптимизировать топливные затраты;
• компрессорный кондиционер с электрическим приводом. Отвечает за охлаждение салона при автоостановке. Деталь обеспечивает отсоединение компрессорного привода кондиционера и ДВС. Электрокомпрессор всасывает, сжимает фреоновый газ и направляет его в систему для прокачки;
• электроблок управления кондиционером. Регулирует температуру испарения от 800 до 9000 мин.

Двигатель внутреннего сгорания: характеристика

Любой автомобилист сталкивался с двигателем внутреннего сгорания. Этот элемент установлен на всех старых и современных автомобилях. Конечно, по конструктивным особенностям они могут отличаться друг от друга, но почти все работают на одном принципе — топливо и сжатие.
Статья расскажет все, что необходимо знать о двигателе внутреннего сгорания, характеристиках, конструктивных особенностях, а также поведает о некоторых нюансах эксплуатации и технического обслуживания.

7. Двигатель Стирлинга

Двигатель Стирлинга относится к типам силовых агрегатов внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменении давления. Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянном сжатии рабочего цилиндра, в результате чего происходит нагревание его внутренней части, а затем охлаждение. Из-за перепада давления из цилиндра извлекается энергия, образуемая при изменении давления. Обычно в качестве рабочего тела используется водород или гелий. Но чаще в таких моторах используется воздух.

Двигатели Стирлинга отлично подходят для преобразования тепла в электроэнергию. Например, многие специалисты считают, что эти моторы подходят для солнечных электрических установок.

То есть это идеальные силовые агрегаты для преобразования солнечной энергии в электричество.

Перспективы автомобилей-гибридов

Новизна технологии совмещенного мотора приводит к неполному пониманию автолюбителями, что же такое и как работает гибридный двигатель на подобном автомобиле. С учетом 20-летних разработок бренда Тойота у гибридов есть множество перспектив развития. Машины с облегченным кузовом, емкими и компактными аккумуляторами, простой и быстрой зарядкой, усовершенствованным режимом рекуперации в ближайшем будущем завоюют рынок.

У гибридных авто ДВС не подвергается критическим нагрузкам, а с учетом цикла Аткинсона его моторесурс выше, чем у стандартного двигателя. Для сокращения расходов на топливо машины оснащаются ГБО, совместимыми с электронными блоками управления. При внешней схожести с бензиновой техникой автовладельцы сталкиваются со сложностью обслуживания и огромным разбегом стоимости. Даже при отсутствии поломок и значительном пробеге цена машины окупиться через 5 лет. Но минимальные затраты на горючее стоят таких вложений.

Однако, будущее гибридного транспорта – только за моделями plug-in, которые реально экономят топливо. Плагины привлекательны бесшумным плавным электродвигателем, динамикой бензинового мотора, обеспеченной массивным электрическим бустом. Чтобы использовать машину полноценно, необходимо развитие зарядной инфраструктуры – установка специальных розеток на АЗС.

Принцип работы двигателя

Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.

При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.

Самый распространённый вариант такой:

• Поршень в цилиндре движется вниз.
• Открывается впускной клапан.
• В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
• Поршень поднимается.
• Выпускной клапан закрывается.
• Поршень сжимает воздух.
• Поршень доходит до верхней мертвой точки.
• Срабатывает свеча зажигания.
• Открывается выпускной клапан.
• Поршень начинает двигаться вверх.
• Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само.

При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE.

Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.

Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.

8. Радиальный двигатель (звездообразный)

Звездообразный двигатель представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором цилиндры расположены вокруг коленчатого вала. Один поршень соединен с коленвалом через главный шатун. Остальные поршни прикреплены через шатуны к кольцам главного ведущего шатуна.

Двигатель преимущественно создан для использования в самолетах. До появления реактивных двигателей в большинстве поршневых авиационных двигателей использовались подобные звездообразные конструкции силовых агрегатов. Эти моторы, как правило, устанавливались на самолеты небольшой дальности. Остальные самолетные моторы имели V-образную форму.

Некоторые современные легкие самолеты до сих пор оснащаются радиальными моторами.

Ряд компаний продолжает строить радиальные системы сегодня. Например, вот современный авиационный радиальный 9-цилиндровый двигатель Веденеев мощностью 360–450 л. с., который в настоящий момент используется на самолетах Яковлева и Сухого.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

Автомобильные моторы делятся на несколько видов и классификаций, в зависимости от устройства и работы ДВС. Классификация ДВС за международными стандартами: