Эволюция автомобильных двигателей

1.

Эволюция
автомобильных
двигателей

2.

Как развивался ДВС(двигатель внутреннего
сгорания)
Люди производят автомобили уже более века, и почти под каждым капотом
стоит двигатель внутреннего сгорания. В течение последних 100 лет
принцип его работы оставался неизменным: кислород и топливо поступают
в цилиндры мотора, где происходит взрыв (воспламенение), в результате
чего внутри силового агрегата образовывается сила, которая и двигает
автомобиль вперед. Но с момента первого появления двигателя
внутреннего сгорания (ДВС) каждый год инженеры оттачивают его, чтобы
сделать быстрее, надежнее, экономичнее, эффективнее.

3.

Важные даты в развитии ДВС
1955 год: впрыск топлива
До появления системы впрыска процесс попадания топлива в камеру сгорания двигателя был неточным и плохо регулируемым, поскольку
топливно-воздушная смесь подавалась с помощью карбюратора, который постоянно нуждался в очистке и периодической сложной
механической регулировке. К сожалению, на эффективность работы карбюраторов влияли погодные условия, температура, давление воздуха в
атмосфере и даже на какой высоте над уровнем моря находится автомобиль. С появлением же электронного впрыска топлива (инжектора)
процесс подачи топлива стал более контролируемым.
Недавно было проведено испытание инжектора на спорткаре Mercedes-Benz 300SLR, который смог проехать, не сломавшись, почти 1600 км.
Это расстояние автомобиль преодолел за 10 часов 7 минут и 48 секунд. Испытание проходило в рамках очередной автогонки "Тысяча миль".
Эта машина установила мировой рекорд.
Два года спустя компания Chevrolet представила спорткар Corvette с впрыском топлива
chevrolet corvette
Mercedes-Benz 300SLR

4.

Турбонадув 1962г
Турбокомпрессор является самым драгоценным в двигателях внутреннего сгорания. Дело в том, что турбина, которая подает больше воздуха в цилиндры
двигателя, когда-то позволяла 12-цилиндровым истребителям во время Второй мировой войны взлетать выше, лететь быстрее, дальше и меньше
расходовать дорогое топливо.
Турбонаддув — один из методов агрегатного наддува, основанный на использовании энергии отработавших газов. Основной элемент системы — турбина
В итоге, как и многие технологии, система турбин из авиатехники пришла в автопромышленность. Так, в 1962 году в мире были представлены первые
серийные автомобили с турбокомпрессором. Ими стали BMW 2002, или Saab 99.
BWM 2002
Saab 99
Турбонадув

5.

Роторный двигатель 1964 г
Единственным двигателем, который по-настоящему смог сломать форму обычного двигателя внутреннего сгорания, стал роторный чудо-мотор инженера
Феликса Ванкеля. Форма его ДВС ничего общего не имела с привычным нам двигателем. Роторный мотор представляет собой треугольник внутри овала,
вращающийся с огромной силой. По своей конструкции роторный двигатель легче, менее сложный и лучше, чем обычный двигатель внутреннего сгорания с
поршнями и клапанами.
Роторный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — тепловой двигатель, в котором главный подвижный рабочий элемент двигателя — ротор —
совершает вращательное движение.
Первыми роторные двигатели на серийных авто начали использовать компания Mazda и ныне уже не существующий немецкий автопроизводитель NSU.
Затем компания Mazda наладила производство своих автомобилей, оснащенных роторным мотором. Но в 2012 году она отказалась от использования
роторных двигателей. Последней с роторным мотором стала модель RX-8.
Mazda RX-8
Роторный двигатель
NSU Spider

6.

Технология дизактивации цилиндров
двигателя
1981 г
Идея проста. Чем меньше цилиндров работает в двигателе, тем меньше расход топлива.
Известно, что при эксплуатации автомобиля большую часть времени люди используют машину в городе. Логично, что если автомобиль оснащен 8- или 6цилиндровыми моторами, то при поездках в городе все цилиндры в двигателе в принципе не нужны. Но как можно просто превратить 8-цилиндровый мотор
в четырехцилиндровый, когда вам не требуется задействовать для мощности все цилиндры? На этот вопрос в 1981 году решила ответить компания Cadillac,
которая представила двигатель с системой дезактивации цилиндров 8-6-4. Этот мотор использовал электромагнитные управляемые соленоиды для
закрытия клапанов на двух или четырех цилиндрах двигателя.
Эта технология должна была повысить эффективность двигателя, например, при движении по шоссе. Но последующая ненадежность и неуклюжесть этого
мотора с системой дезактивации цилиндров напугала всех автопроизводителей, которые в течение 20 лет боялись использовать эту систему в своих
моторах.

7.

Двигатель с высокой степенью сжатия – воспламенение
бензина от сжатия 2012 г
Мы знаем, что чем меньше сжимать воздух и топливо внутри двигателя внутреннего сгорания, тем меньше мы получим энергии в тот момент, когда топливная смесь
воспламеняется (взрывается). Поэтому автопроизводители всегда старались делать двигатели с немаленькой степенью сжатия.
Но есть проблема: чем выше степень сжатия, тем больше риска самовоспламенения топливной смеси.
Поэтому, как правило, ДВС имеют определенные рамки в степени сжатия, которая на протяжении всей истории автопромышленности была неизменяемой. Да, каждый двигатель
имеет свою степень сжатия. Но она не меняется.
В 1970-х годах в мире был распространен неэтилированный бензин, который при сгорании дает огромное количество смога. Чтобы как-то справиться с ужасной экологичностью,
автопроизводители начали использовать V8 моторы с низким коэффициентом сжатия. Это позволило снизить риск самовоспламенения топлива низкого качества в двигателях, а
также повысить их надежность. Дело в том, что при самовоспламенении топлива двигатель может получить непоправимый урон.
В 1970-х годах в мире был распространен неэтилированный бензин, который при сгорании дает огромное количество смога. Чтобы как-то справиться с ужасной экологичностью,
автопроизводители начали использовать V8 моторы с низким коэффициентом сжатия. Это позволило снизить риск самовоспламенения топлива низкого качества в двигателях, а
также повысить их надежность. Дело в том, что при самовоспламенении топлива двигатель может получить непоправимый урон.
Но затем при массовом появлении электронного впрыска автопроизводители с помощью компьютера стали применять различные настройки, автоматически регулирующие
качество топливной смеси, что позволило существенно улучшить экономичность двигателей и снизить уровень вредных веществ в выхлопе. Но главное, что удалось сделать с
помощью компьютерных настроек и регулировки топливной смеси, – это снизить до минимума риск самовоспламенения топлива. В итоге со временем стало невыгодно
использовать большие мощные моторы с низкой степенью сжатия. Так автопромышленность ввела новую моду – уменьшение количества цилиндров. Чтобы сохранить
мощность в моторах, автопроизводители стали использовать турбины. Но главное – благодаря электронике, которая управляет качеством топливной смеси, автопроизводители
снова могут создавать моторы с большой степенью сжатия, не опасаясь самовоспламенения топлива.
Но в 2012 году компания Mazda удивила весь мир, представив фантастический мотор SKYACTIV-G, который имеет невероятно высокий коэффициент сжатия для серийного
двигателя. Степень сжатия этого мотора составляет. Следующим шагом для Mazda стал новый мотор SKYACTIV-X, который использует контролируемое зажигание (система
SPCCI). Благодаря этой системе появилась возможность воспламенять бензин практически за счет одного только сжатия. То есть как в дизельных моторах. Также в двигателях
SKYACTIV-X есть возможность воспламенять топливо обычным образом. Причем электроника автоматически выбирает, как выгоднее воспламенять бензин в камере сгорания.
Все зависит от потребностей водителя и условий движения. 14:1. Это позволяет мотору извлекать энергию почти из каждой капли бензина без образования смога.

8.

Электродвигатель
Никола Тесла – легендарный создатель в области электро- и радиотехнике, создатель переменного тока. В его честь, в 2003 году, была открыта компания по
производству автомобилей, которые ездят на электричестве.
Тесла установила в свои автомобили асинхронный, 4х полюсный трехфазный двигатель, с жидкостной системой охлаждения. При размере с арбуз – двигатель
выдаёт от 382 л/с на колёса. Сам двигатель является собственной разработкой компании Тесла.
Прежде всего, основателям компании необходимо было разработать мощный электродвигатель и батареи, чтобы привести в работу ведущие колёса. Для создания
первого прототипа автомобиля потребовалось почти 3 года.
Двигатель Тесла – представитель электрических автомобильных двигателей, который является самым мощным электромотором в мире.