Что такое ресурс двигателя и как его увеличить
Что представляет собой ресурс двигателя, что влияет на ресурс мотора, методы его наращивания. Видео об увеличении ресурса силовой установки.
Каждая машина обладает большим количеством разных характеристик и параметров, среди которых: динамика разгона, потребление топлива, экологический стандарт и т.п. Для определения таких параметров используются специальные методы и оборудование. Также у них есть определенные нормативные допуски.
Что касается ресурса двигателя, то это более сложное понятие, определяющее долговечность и эффективность работы ключевого узла в автомобиле.
Что представляет собой ресурс двигателя
Под ресурсом двигателя подразумевается заявленный производителем срок эксплуатации агрегата, на протяжении которого он будет функционировать без сбоев и повреждений. Этот срок длится до тех пор, пока не появится необходимость капитального ремонта силовой установки.
Выход из строя мотора сопровождается характерным стуком, уменьшением производительности и повышением потребления топлива и масла.
При обнаружении подобных признаков, потребуется выполнить комплексную диагностику двигателя и приступить к устранению неисправностей.
Срок службы двигателей у разных автовладельцев часто различается, причем как в меньшую, так и в большую сторону. Обычно автомобилисты пользуются машиной в штатном формате и не обращают внимания на мелкие неполадки. Но со временем это приводит к плачевным последствиям, в том числе и к окончательному выходу из строя самого важного и дорогого узла. Разберемся, что влияет на ресурс двигателя, и как его продлить.
Правильный запуск нового ДВС или обкатка после ремонта
Сроки эксплуатации нового двигателя и его эффективность в будущем напрямую зависят от правильной обкатки. Такая процедура требует особого внимания при покупке новой машины.
В кругу автомобилистов и менеджеров дилерских центров ходит миф, что современные ДВС не нуждаются в предварительной обкатке. Они аргументируют это тем, что актуальные модели двигателей существенно превосходят устаревшие разработки, выпущенные в прошлом веке.
Актуальные новинки выделяются высоким качеством сборки, настройки и подгонки компонентов. Также бытует мнение, что автомобили обкатываются еще на заводе.
Тем не менее, если речь идет о гражданских моделях, а не специализированных и спортивных машинах наподобие Bugatti Veyron, Lamborghini, Nissan GTR, то вряд ли кто-то будет их обкатывать в заводских условиях. Максимум, что можно ожидать от таких моделей – это «холодная обкатка», процедура прокручивания силовой установки без запуска с целью притирки компонентов и диагностики перед запуском. Однако такие действия выполняются далеко не всегда. Это значит, что обкатывать двигатель перед началом эксплуатации новой машины крайне важно.
И хоть технологический прогресс положительно влияет на сферу автомобилестроения, принцип действия поршневых ДВС остается неизменным. Поэтому каждая деталь требует тщательной приработки с целью притирки поршневых колец.
Естественно, вы можете проигнорировать важность обкатки, ведь мотор гарантировано будет служить вам в пределах заявленного производителем срока.
Это подтверждают сотрудники автосалонов, которые преследуют одну цель – чтобы вы обратились к ним за покупкой нового автомобиля.
Также нужно помнить, что даже полностью новые, но некорректно обслуженные двигатели могут иметь сниженную производительность и приемистость, а также потреблять больше масла и бензина/дизельного топлива. При этом дилерские центры не рассматривают такие признаки как гарантийный случай, а определить их удастся только в ходе сравнения с другими машинами данной марки.
Со временем неполадки будут усугубляться, и вы столкнетесь с износом элементов цилиндрово-поршневой группы. Общий срок эксплуатации уменьшится, а дальнейшая работа агрегата окажется под угрозой. Чтобы этого не допустить, необходимо учитывать особенности обкатки нового или реставрированного ДВС после полного ремонта.
Правила выбора масла и сроки его замены
Одним из важнейших действий для увеличения ресурса ДВС является регламентная замена масла. Это обязательная мера, которая позволяет продлить срок службы агрегата и не допустить появления критических проблем во время его эксплуатации.
Процедура сводится к обновлению технической жидкости и сопутствующих фильтров.
В первую очередь, следует подобрать подходящую марку и состав смазочного вещества. Масло должно обладать высоким качеством и в точности соответствовать требованиям автопроизводителя.
Кроме того, необходимо учитывать и сезонное назначение продукции: вязкость по SAE должна соответствовать конкретной среде эксплуатации. Поэтому опытные автоэксперты рекомендуют корректировать сроки замены масла с учетом сезонных особенностей.
Так, если летний период в вашем регионе сопровождается достаточно высокими температурами, а зимний – сильными морозами, в первом случае можно использовать всесезонные марки с вязкостью 5W40/10W40, а во втором – смазочные материалы серии 5W30.
Замена масла должна выполняться строго по регламенту. Кроме того, нужно уделять внимание специфике эксплуатации транспортного средства. Ведь если речь идет об агрессивных и неблагоприятных условиях, межсервисные интервалы могут сократиться.
К таким факторам относятся:
- езда в городском цикле на невысоких скоростях и минимальных оборотах;
- частые выезды на небольшие расстояния;
- отсутствие эффективного прогрева мотора в зимний период, из-за чего она не выходит на оптимальные температуры;
- частое пребывание в пробках и постоянная работа на холостых оборотах;
- регулярная буксировка прицепа и транспортировка тяжелых грузов.
Ко всему этому добавляется сомнительное качество смазывающих материалов, которые продаются в отечественных магазинах. Поэтому стандартные интервалы замены масла, прописанные в регламенте (10-15 тыс. км или 12 месяцев езды) являются усредненными. В реальной жизни приходится менять техническую жидкость после преодоления 8-9 тыс. км.
Если двигатель подвергается критическим нагрузкам и эксплуатируется на повышенных оборотах, либо он имеет турбированный нагнетатель и форсировку, важность своевременной замены масла с сокращенными интервалами стремительно возрастает.
К тому же, смазывающий материал нужно менять чаще, если вы столкнулись с аварийными или другими обстоятельствами, влияющими на сроки эксплуатации моторного масла (тосол или топливо оказалось в поддоне, возникла проблема попадания газов из камеры в картер и т.п.).
Более частая замена обусловлена и необходимостью промывки смазки свежим маслом.
При этом важно уделять внимание не только срокам, но и последовательности действий по замене масла. Слитие отработанной жидкости выполняется традиционным путем (горячий состав стекает по сливному отверстию в поддоне без применения вакуумного отсоса, который вставляется в горловину для быстрой замены).
При внесении новой порции масла нужно учитывать уровень, не допуская превышения или снижения показателей относительно заводских отметок. Не забывайте, что и нехватка, и переизбыток смазывающего материала одинаково негативно воздействуют на ресурс мотора.
Кроме того, нужно регулярно следить за уровнем масла, поскольку даже новые и тщательно обслуживаемые ДВС способны «съедать» определенное количество жидкости.
Подобное явление не является критическим и не указывает на серьезную неполадку, но автомобилисту нужно регулярно оценивать уровень масла в поддоне.
На отдельных двигателях даже незначительное падение уровня вызывает ускоренный износ силовой установки. И если вы не учитываете специфику мотора, это существенно снизит его ресурс.
Если показатели снижаются до замены, то для поддержания нужного количества смазывающего вещества потребуется позаботиться о запасе масла на долив. Также нельзя смешивать смазывающие материалы разных марок, поскольку они различаются масляной основой, степенью вязкости, списком присадок и другими характеристиками.
Исправная работа системы охлаждения, ЭБУ и питания двигателя
Эти компоненты играют важную роль для корректной работы силовой установки и определяют сроки ее службы. Нередко встречаются такие ситуации, когда ДВС функционирует без сбоев, но нарушения затрагивают узлы подачи топлива, управления или охлаждения нагревающихся поверхностей.
Отдельные автомобилисты просто не замечают нарушения, поскольку не располагают опытом в их диагностировании. Другие игнорируют проблему и откладывают диагностику.
Вы должны учитывать, что любое несоблюдение норм и регламентных требований может стать причиной срочного обращения в автомастерскую. Ведь даже мелкие неполадки могут спровоцировать выход из строя более важных и дорогостоящих узлов, сократив общий ресурс ДВС.
Неисправности системы охлаждения провоцируют избыточный нагрев мотора. И даже если он некритический, это негативно сказывается на работоспособности двигателя и наносит ему непоправимый ущерб.
Нередко вышедший из строя термостат вызывает недостаточную температуру работы, что предотвращает появлению нормальных зазоров и нарушает цикл сгорания топливно-воздушной смеси.
Учитывая вышеперечисленные особенности, важно вовремя проводить замену антифриза или тосола, выполнять промывку системы охлаждения и учитывать чистоту радиатора. Время от времени нужно проверять герметичность патрубков и соединений, а также обращать внимание на корректность работы вентилятора охлаждающей системы, термостата и помпы.
Что касается электронных узлов управления, то наиболее часто из строя выходят контроллеры ЭСУД. Если неисправность критическая, на панели приборов будет отмечен «чек». В результате силовой агрегат начнет работать со сбоями и перестанет корректно выполнять свои задачи.
Иногда такая надпись не загорается, но это не значит, что с двигателем все в порядке. Возможно, есть проблема с образованием топливно-воздушной смеси. Неправильные пропорции оказывают огромный ущерб и ставят под угрозу дальнейшую работу двигателя внутреннего сгорания.
Также неисправности в смесеобразовании появляются из-за некорректной работы ЭБУ. Ситуации, когда контроллер перестает выполнять свои задачи, достаточно редки. Но если был выполнен чип-тюнинг двигателя, перепрошивка блока управления или коррекция топливных карт (либо любое другое вмешательство в электронные компоненты), такая проблема вполне реальна.
Система питания тоже подвергается различным поломкам – в частности, они затрагивают инжекторные форсунки.
Неправильная форма факела распыла из-за их загрязнения вызывает критические последствия для ДВС.
Для нормальной работы двигателя форсунки должны вовремя открываться и возвращаться в исходное положение. Любые подтеки или перелив горючего недопустим. Если это происходит, силовой агрегат функционирует со сбоями, а остатки топлива оказываются в картере ДВС, делая масло более жидким. На фоне подобных последствий смазывающий материал лишается начальных свойств, а элементы агрегата постепенно изнашиваются.
Для увеличения сроков эксплуатации нужно периодически чистить форсунки, а также проводить компьютерную диагностику транспортного средства. Такие действия позволят не допустить проблем с образованием смеси, а также сохранить форсунки в работающем состоянии.
Быстрая диагностика и устранение поломок
Обнаружив странные звуки, вибрации и прочие проблемы со стороны ДВС, необходимо выполнить комплексную диагностику системы и убедиться в отсутствии неполадок в навесном оборудовании или в самом моторе.
Иногда такие симптомы устраняются путем замены ремней, шкивов и роликов, а в других случаях подразумевают полный ремонт самого двигателя.
Но важно учитывать, что обрыв ремня и цепи ГРМ приведет к полному выходу из строя силового агрегата. Подобное происшествие вызывают изгибание клапанов и ряд других последствий.
Чтобы не допустить столь плачевных последствий, важно вовремя обновлять ремень и ролики ГРМ, учитывая регламент компании-производителя. Также следует обслуживать цепной привод.
Профилактическая диагностика ремней с целью определения дефектов производится на каждом плановом ТО. На отдельных сериях двигателей замена цепи ГРМ выполняется каждые 100-150 тыс. км пробега. А замена ремня с роликами нужна каждые 50 тыс. км.
Кроме того, следует уделять внимание оценке уровня и состояния технических жидкостей. Такие манипуляции нужно проводить не реже 1 раза в неделю. Если речь идет о двигателях внутреннего сгорания, то нужно проверять уровень масла и ОЖ в резервуаре.
Еще следует проверять запах и состояние смазки, а также ОЖ. Любые изменения в оттенке, консистенции и запахе технических жидкостей могут свидетельствовать о серьезных неисправностях и важности срочного ремонта ДВС.
Видео об увеличении ресурса мотора:
Ресурс ДВС на примере двигателей Audi V6: bmwservice — LiveJournal
Наглядности ради и развлечения для предлагаю сравнить две эпохи двигателестроения. Стык в стык. Условно — «атмосферный палеозой чугун» и «атмосферный силумин».Чтобы вам не было скучно от созерцания моторов BMW в 1001 раз, возьмем примеры из параллельной реальности — Audi от VAG. Точка перегиба — примерно 2005 год.
То есть, тоже самое, что у BMW произошло в период окончательного перехода на двигатели «новой волны» серии «N» — «Neu» — N52, прежде всего.
..
Старое поколение ДВС V6 от Audi типа «2.8» и даже «2.7T», может успешно дожить до старости — температура там классическая,
технологии «дореволюционные», форсировка — умеренная.
Вот, например:
Все проблемы — возрастные и «масляные». Они постепенно накапливаются и проявляются тысячам так к
180-200 «городского» пробега (скорость до 25 км/ч, то есть, в возрасте около 7-8 лет).
Садятся кольца и, разумеется, почти полностью истирается хон (это примерно треть ремонтного размера):
Глядя на фото совершенно лысой стенки цилиндра, невольно вспоминаешь авторов рекламных кампаний
масла про «надежную защиту вашего двигателя от износа»…
В прочем, сетка хона иногда хоть чуть-чуть, да проглядывает:
Примерно в это же время, масло начинает рекой течь через севшие колпачки и разбитые втулки.
Масла так много, что стержень, тарелка, да и весь верх ГБЦ приобретает яркий масляный цвет:
Дно поршня может иметь рыхлые следы детонации и давнюю выгоревшую масляную корку, но при этом
оставаться сухим (за это благодарим классическую конструкцию поршня и колец):
Течет с ГБЦ, порой, так обильно, что масляной рекой заливает лысую стенку цилиндра:
Иногда можно найти и вот такие шрамы от спекшегося масляного абразива — даже твердости чугуна
недостаточно, что уж там говорить про нежные негильзованные силуминовые блоки.
..
Тем не менее, даже городская эксплуатация позволяет зачетные тысяч 250-300 выкатать. А если потратится на средний ремонт (замена колпачков, например),
то и того больше…
В любом случае, тысячам к 500 российской городской эксплуатации (а это примерно 20 лет и 20.000 городских моточасов), блок и поршневая свое доходят чисто по износному трению. А вместе с ними будет необходимо заменить и все что вокруг… Иными словами, предстоит капитальный ремонт ГБЦ, блока цилиндров и замена поршневой. Фактически — постройка мотора заново. Это очень недешевый процесс.
Теперь переходим в новое измерение: алюсиловый негильзованный блок и высокие температуры:
Все болячки здесь — примерно аналогичны двигателям BMW того же периода:
— на пробеге всего около 30-40 тысяч км, в цилиндрах уже полно масляной золы:
Присутствуют локальные очаги фрикционной коррозии/фреттинга (рыже-ржавый налет):
Обратите особое внимание: поставщик блоков у VAG использует механобработку поверхности цилиндров (царапины на фото)
у силуминовых блоков.
А вот у BMW блоки «травленые» — «сетки хона» там нет.
Дно поршней пораженных цилиндров — в крупных горелых масляных сгустках — кольца уже не работают и
масло туда поступает рекой:
Хотя клапана, разумеется, пока еще совершенно сухие, что неудивительно для 2-3 летнего автомобиля:
А вот впускные клапана уже успели зарасти масляным налетом — непосредственный впрыск не омывает их бензином,
зато «рекомендованное производителем, стойкое к окислению и высоким температурам масло» обильно поставляется на впуск
системой вентиляции картера и попадает на разогретые тарелки клапанов.
Довольно скоро, седло клапана зарастет и начнутся пропуски воспламенения…
Вот эта антрацитовая чернь нарастает в ГБЦ автомобилей с непосредственным впрыском всего за 2-3(!)
замены масла «со всеми допусками»…
Крупнее это выглядит вот так:
И вот так:
Подведем итоги:
1.Старое «гильзованное» поколение, с низкой рабочей температурой, ходит до 500.
000 км без капремонта, что в среднем соответствует нормальной ходимости двигателей поколения 80-х-90-х. Причина выхода из строя — критический расход масла на фоне фрикционного износа ЦПГ и ГБЦ, усугубляемый неверным выбором масла. Фактор влияния качества масла на «холодные» моторы низкий. Износ, в этом случае, закономерно соотносится с расходом масла: двигатель сначала почти ничего не кушает, после начинается постепенный линейный рост расхода масла. Заканчивается все на ударном участке роста расхода — резко садятся колпачки/изнашиваются втулки. Все это происходит на фоне серьезно изношенной поршневой: стираются кольца, разбивается поршневая канавка, изнашивается блок и т.д. — в совокупности, это можно назвать «нормальным ресурсным старением». Ремонтировать нужно почти все, но все узлы честно отработали свой ресурс.
Условно, это выглядит примерно так:
2.Новое поколение — «горячее», без гильзовки, начинает активно потреблять масло уже с 3-4 года эксплуатации и даже ранее, и при отличной сохранности ЦПГ и ГБЦ, остро требует замены колец и чистки ГБЦ уже примерно на рубеже 50-80 тысяч км.
Фрикционный износ может практически отсутствовать — тут просто «садятся» кольца и закупоривается маслодренаж. Также могут резко (окончательно на 4-5 год) постареть колпачки. Могут действовать и оба фактора единовременно — это зависит от конкретного двигателя. В результате — необходима полная переборка ДВС для замены колец, но с полной сохранностью, как правило, блока цилиндров и поршневой… Блок и поршни здесь чаще всего «как новые».
Выглядит это примерно так:
Полная аналогия от BMW: M54 на фоне N52.
P.S.Дополнение, для сравнения: BMW N46B20 без пробега по Москве, около 100.000 км пробега:
Чистые клапана:
Чистейший верх ГБЦ — никаких следов масла:
Хон без следов износа:
Исследование двигателей сгорания | Transportation and Mobility Research
Исследования двигателей NREL в области сгорания топлива сосредоточены на эффективности использования топлива, производительности двигателя,
и нулевые выбросы.
Он охватывает от сгорания поршневого двигателя до сгорания
механизм и кинетика.
Поршневые двигатели внутреннего сгорания
В нашем исследовании используются настоящие поршневые двигатели, что позволяет нам количественно оценить эффекты свойств топлива и химического состава топлива на работу двигателя и выбросы выхлопных газов. Затем мы используем результаты для проверки прогностических моделей или сбора сведений, ведущих к улучшенные модели.
Машинное обучение
NREL является мировым лидером в использовании методов машинного обучения для улучшения горения
модели и разработать стратегии контроля горения. Эти стратегии могут эффективно
использоваться для разработки инструментов проектирования и руководств, позволяющих авиационной отрасли
создавать конструкции турбин и двигателей следующего поколения, которые могут работать на 100%
устойчивое авиационное топливо.
Одноцилиндровые двигатели
Мы работаем с одноцилиндровыми двигателями как с искровым зажиганием, так и с воспламенением от сжатия. (дизель) сгорания. Одноцилиндровый двигатель позволяет исследователям полностью контролировать по всем параметрам сгорания двигателя, таким как момент впрыска, давление на впуске, и рециркуляция выхлопных газов. Воздействие топлива и взаимодействие топлива с двигателем параметры горения — можно оценить.
Динамометр для многоцилиндровых двигателей большой мощности
Мы проводим эксперименты с использованием динамометрического стенда для многоцилиндровых двигателей большой мощности, чтобы оценить Влияние топлива на двигатели производства производителя оригинального оборудования в переходных режимах циклов, включая оценку воздействия на катализаторы и фильтры системы контроля выбросов.
Публикации
Ознакомьтесь с соответствующими исследованиями и просмотрите все публикации NREL по исследованиям и разработкам двигателей внутреннего сгорания.
Влияние теплоты испарения и октановой чувствительности на искровое зажигание с ограничением по детонации Производительность двигателя, SAE International (2018)
Влияние смешивания этанола с бензином на испарение ароматических соединений и частицы Выбросы от бензинового двигателя с непосредственным впрыском, Applied Energy (2019)
Контакты
Механизм сгорания в двигателе и кинетика
С помощью фундаментальной кинетики и высокоточного моделирования сгорания мы работаем над
сформировать на молекулярном уровне понимание влияния свойств топлива на КПД двигателя
и выбросы. Мы используем высокопроизводительные вычислительные ресурсы, чтобы обеспечить быструю
разработка и выход на рынок топлива для дорожных и внедорожных транспортных средств с нулевым выбросом углерода
которые совместимы с существующими двигателями, позволяя переосмыслить будущие эффективные
конструкция двигателя.
Реактор с ламинарным потоком для кинетического моделирования
Для разработки точных кинетических моделей NREL использует реактор с ламинарным потоком изучить механизмы самовоспламенения топлива и образования прекурсоров сажи методом количественного определения стабильных интермедиатов. Реактор состоит из:
- Система учета газов и топлива
- Нержавеющая сталь с инертным покрытием
- Система отбора проб и анализа газа.
Усовершенствованный анализатор задержки воспламенения топлива
NREL использует Усовершенствованный анализатор задержки воспламенения топлива для повышения однородности
топливно-воздушной смеси и количественно оценить степень смешения с расчетной жидкостью
моделирование динамики для эксперимента по химическому кинетическому механизму топлива.
Для уменьшения времени задержки воспламенения разработана расчетная гидродинамическая модель было показано, чтобы точно разделить химические и физические эффекты. Инструмент может обеспечить высококачественные измерения задержки воспламенения, особенно для критических низкотемпературные области и области воспламенения с отрицательным температурным коэффициентом.
NREL определяет, как этот эксперимент можно использовать для описания качества сгорания реактивных топлив более тщательно по сравнению с традиционным однократным измерением цетанового числа, что может помочь ускорить вывод экологически чистого авиационного топлива на рынок.
Публикации
Ознакомьтесь с соответствующими исследованиями и просмотрите все публикации NREL по исследованиям и разработкам в области механизма горения и кинетики.
Химическая кинетическая основа синергетического смешивания для исследования Октановое число, Топливо (2022)
Выяснение химических путей, ответственных за склонность к сажеобразованию 1- и 2-фенилэтанола, Proceedings of the Combustion Institute (2021)
Экспериментальное и численное исследование усовершенствованного анализатора задержки воспламенения топлива
(AFIDA) Камера сгорания постоянного объема как исследовательская платформа для топливно-химических
Проверка кинетического механизма,
Быстрое прогнозирование октанового числа и чувствительности к октановому числу топлива с помощью AFIDA Камера сгорания постоянного объема, Топливо (2021)
Контакты
Учебные ресурсы по двигателям внутреннего сгорания
Эта серия видеороликов была первоначально создана во время протоколов инструкций COVID для облегчения гибридного обучения курса Принципов двигателей внутреннего сгорания Университета Кентукки, Департамента биосистем и сельскохозяйственной техники.
Студенты должны были просмотреть видео перед тем, как собраться в небольших группах, чтобы обсудить содержание и ответить на вопросы. Видео публикуются здесь в качестве ресурса, который другие преподаватели и студенты могут использовать в учебных занятиях по курсу двигателей. Создатели видео приветствуют отзывы о том, как используются видео, и предложения о новых ресурсах.
Инструктор, представляющий эти видеоролики, — доктор Тим Стомбог. Он был преподавателем в Университете Кентукки с 2000 года и проводил расширение, исследования и обучение в различных областях, связанных с машинными системами и автоматизацией.
Краткое описание каждого видео представлено ниже вместе со ссылкой на соответствующее видео на YouTube.
Предлагаемая ссылка:
Stombaugh, Tim. (2022). Учебные ресурсы из AEN / TSM 220: Принципы работы двигателей внутреннего сгорания [серия видео]. Факультет биосистем и сельскохозяйственной инженерии Университета Кентукки. https://www.
uky.edu/bae/instructional-resources-internal-combustion-engines
1. Мощность, крутящий момент и скорость
Двигатели часто классифицируют по выходным характеристикам, а именно по выходной мощности. В этих видеороликах исследуются концепции силы, крутящего момента, энергии и скорости, а также то, насколько эти концепции важны для понимания мощности.
1а. Сила и крутящий момент Сила и крутящий момент Объясняет основные понятия силы и крутящего момента.
1б. Работа, энергия и мощность Объясняет, как действие силы и крутящего момента создает мощность.
2. Пример расчета мощности, крутящего момента и скоростиПредставлено несколько примеров расчета крутящего момента, скорости и мощности. Эти примеры основаны на концепциях, обсуждавшихся в разделе 1, и сосредоточены на том, как управлять единицами измерения и поддерживать их согласованность посредством вычислений.
2а. Пример линейной мощности Представляет собой пример расчета мощности, создаваемой линейной силой, действующей на объект.
2б. Пример вращательной мощности Представляет собой пример расчета мощности, производимой двигателем, с учетом его крутящего момента и скорости.
2с. Расчет крутящего момента, СИ Представляет другой расчет крутящего момента-скорости-мощности с использованием единиц СИ.
3. Основные принципы работы двигателей внутреннего сгоранияДвигатели внутреннего сгорания на самом деле представляют собой устройства для переоборудования двигателей. Они преобразуют потенциальную энергию, запасенную в химическом топливе, в термодинамическую энергию путем сжигания (сгорания) топлива, а затем в механическую энергию, заставляя вращаться вал. Эти видеоролики исследуют основные принципы того, как происходит это преобразование энергии.
3а. Функциональные принципы поршневых двигателей внутреннего сгорания Объясняет, как топливо сгорает для создания термодинамической энергии, заставляющей поршень двигаться, что в конечном итоге приводит к вращению вала.
3б. 4-тактные двигатели Подробно рассказывается о том, как работают 4-тактные двигатели.
3с. 2-тактные двигатели Более подробно рассказывается о том, как работают 2-тактные двигатели и чем они отличаются от 4-тактных двигателей.
3д. Конфигурации двигателя Показывает несколько примеров различных конфигураций однопоршневых и многопоршневых двигателей.
4. Количественная оценка объема двигателяОбъем двигателя часто определяется рабочим объемом и степенью сжатия. В этих видеороликах показано, как измеряются эти величины, и показано несколько примеров расчета.
4а. Рабочий объем двигателя Исследует понятие рабочего объема двигателя и способы его расчета.
4б. Степень сжатия Объясняется, как рассчитывается степень сжатия, и объясняется, почему она важна для работы двигателя.
5. Измерение характеристик двигателя Измерение характеристик двигателя Объясняет, как измеряются характеристики двигателя с помощью динамометров.
Двигатели обычно делятся на две основные категории по способу воспламенения топлива внутри двигателя: искровое зажигание и воспламенение от сжатия. В этих видеороликах рассказывается об основных различиях между этими типами двигателей и о том, как они связаны с типом топлива, используемого двигателем. Они также изучают основные компоненты, используемые в системах искрового зажигания.
6а. Системы зажигания Объясняет различия между двигателями с искровым и компрессионным зажиганием.
6б. Компоненты искрового зажигания Описывает четыре основных компонента систем искрового зажигания.
6с. Работа системы искрового зажигания Объясняет, как компоненты системы искрового зажигания работают вместе для создания воспламеняющей искры в двигателе.
7. Системы подачи топлива Количество топлива и воздуха, подаваемых в двигатель, имеет решающее значение для оптимальной работы. Существует ряд различных методов, которые можно использовать для управления топливно-воздушной смесью.
Эти видеоролики описывают основные цели системы подачи топлива в двигателе и основные методы карбюрации и впрыска.
7а. Введение в системы подачи топлива Выделяет основные цели любой системы подачи топлива и знакомит с концепциями карбюратора и впрыска.
7б. Принципы карбюратора Объясняет принцип Бернулли и то, как он используется карбюраторами для создания топливно-воздушной смеси.
7с. Технология карбюратора Подробно рассказывается об основных типах и функциях карбюраторов, а также рассказывается о сложности, которая может существовать в более совершенных системах карбюратора.
7д. Системы впрыска в двигателях с воспламенением от сжатия Описывает основные компоненты топливной системы, используемые в двигателях с воспламенением от сжатия.
7д. Системы впрыска топлива в двигателях с искровым зажиганием Попытки прояснить распространенную путаницу в отношении того, как технология впрыска используется в двигателях с искровым зажиганием, и в чем отличия от впрыска в двигателях с воспламенением от сжатия.
Важно иметь возможность контролировать скорость двигателя внутреннего сгорания, чтобы предотвратить повреждение от превышения скорости и постоянно поддерживать надлежащую рабочую скорость для применения. Эти видеоролики объяснят важность контроля скорости и общие механизмы для достижения надлежащего контроля скорости.
8а. Регуляторы Представляет функциональное значение регуляторов и принципы работы основных механических регуляторов.
8б. Регуляторы малых двигателей Объясняет функцию основных механических регуляторов, обычно используемых на небольших бензиновых двигателях.
8с. Управление регулятором Показывает, как на кривые характеристик крутящего момента и скорости двигателя влияет регулятор двигателя. Обсуждаемые концепции включают наклон регулятора и выбор двигателя.
9. Клапанные механизмы Способность подавать воздух и топливо в двигатель и выпускать выхлопные газы часто является одним из основных ограничивающих факторов для работы двигателя.
Клапаны являются ключевой частью этого газообмена. В этих видеороликах объясняются функциональные требования к клапанному механизму двигателя и освещаются основные компоненты распространенных систем клапанного механизма.
9а. Клапаны Перечисляет функциональные требования к клапанам двигателя и показывает общие компоненты различных конфигураций клапанного механизма.
9б. Распределительные валы Объясняет функции и особенности распределительных валов в клапанном механизме.
9с. Регулировка клапана и синхронизация Объясняет важность регулировки и синхронизации движения клапана с использованием диаграмм опережения зажигания.
10. Термодинамические принципы двигателей внутреннего сгорания Эти видеоролики углубляются в теорию работы двигателя, рассматривая основные термодинамические процессы, как показано на кривых зависимости давления от объема. Эти обсуждения помогают нам понять, как давление в камере сгорания влияет на работу двигателя.
Тогда легче понять влияние различных модификаций двигателя на характеристики двигателя.
10а. Термодинамика двигателя Объясняет, что такое кривые P-V и как они связаны со сгоранием в двигателе.
10б. Модификации кривой PV Пошагово рассмотрим несколько примеров распространенных модификаций двигателя, как они влияют на кривую PV для этого двигателя и, в конечном счете, какое влияние они оказывают на производительность двигателя.
10с. Реальные кривые PV Показывает, чем реальные кривые PV для двигателей отличаются от идеальных кривых, и иллюстрирует важность инноваций и дизайна современных двигателей.
11. Турбокомпрессоры и нагнетатели Турбокомпрессоры и нагнетатели — это устройства, используемые во многих различных коммерческих и высокопроизводительных двигателях для увеличения мощности двигателя. В этом видеоролике объясняется, как работают эти устройства и как они влияют на характеристики двигателя, влияя на кривые P-V двигателя.
Очевидно, что топливо, используемое в двигателе, напрямую влияет на его работу и характеристики. В этих видеороликах исследуются несколько ключевых физических и химических свойств топлива и то, как они влияют на работу двигателя.
12а. Свойства топлива Знакомит с наиболее важными свойствами топлива и приводит несколько примеров различных нефтяных и возобновляемых видов топлива, используемых в двигателях.
12б. Характеристики топлива Показывает математический способ оценки влияния различных свойств топлива на характеристики двигателя.
12с. Самовоспламенение Исследует свойства самовоспламенения топлива, количественно определяемые октановым числом или цетановым числом, и то, как они влияют на работу и характеристики двигателей с искровым и компрессионным зажиганием.
12д. Топливная эффективность Показывает, как количественно оценить эффективность двигателя путем сравнения эквивалентной мощности топлива, потребляемого двигателем, с вырабатываемой мощностью.
В этих видеороликах более подробно рассматриваются процессы сгорания, происходящие в двигателе, путем рассмотрения основных химических реакций. Эти концепции помогают учащимся понять важность соотношения воздух/топливо при сгорании, а также причины образования нежелательных газов в выхлопных газах.
13а. Теория горения Использует базовые знания химии для создания уравнения химической реакции, управляющего сгоранием топлива в камере сгорания.
13б. Соотношение воздух-топливо Показывает, как рассчитать идеальное соотношение воздух/топливо для сжигания различных видов топлива.
13с. Причины выбросов Обсуждается, как выбросы образуются в выхлопных газах двигателя из-за отклонений от идеальной реакции сгорания.
13д. Стратегии контроля выбросов Объясняет общие методы и устройства, используемые в современных двигателях для снижения вредных выбросов.
14. Охлаждение двигателя Большая часть энергии топлива, потребляемой двигателем, которая не преобразуется в полезную выходную мощность, приводит к выработке тепла.