На сегодняшний день все двигатели конструктивно можно
разделить на рядные (R), V-образные и оппозитные (BOXER). Основным
преимуществом рядных моторов являются лучшие удельные мощностные характеристики.
В свою очередь рядные подразделяются между собой по количеству цилиндров.
Трёхцилиндровый (R3) отличается компактностью и большой литровой отдачей, так
как у него меньше всего внутренних потерь на трение. Но вместе с тем у R3 худшая
сбалансированность, большая вибрационная нагрузка и высокая шумность. В этом
плане лучше выглядит четырёх котловой (R4) двигатель, который тоже может
похвастать не только компактностью, но так же простой и экономичной
конструкцией. В недостаток R4 можно записать только небольшой рабочий объём, не
позволяющий выйти за пределы от 1000 до 2500 куб. см. Но самой идеальной
уравновешенностью среди рядных двигателей обладает шестицилиндровый R6.
Основными его недостатками можно назвать большую длину головки блока цилиндров
и коленвала, а так же более технически сложную конструкцию. Этих недостатков
лишены V-образные моторы, которые совмещают большой объём с малыми габаритами.
Главной их конструктивной проблемой является необходимость применять балансирные
валы для уравновешивания кривошипно-шатунного механизма.
Разновидностью V-образной конструкции можно назвать
компактный (VR) двигатель с развалом между рядами в 15°. Но и это не предел.
Существует супер компактный (W) мотор, позволяющий втиснуть под штатный капот
до 16 цилиндров. Оппозитный двигатель (BOXER) лидирует по самому низкому
расположению центра тяжести, благодаря чему улучшается устойчивость автомобиля.
В плюсы ему можно записать так же минимальные вибрации из-за лучшей
балансировки по сравнению с рядными и V-образными. Однако они не получили
большого распространения из-за проблемного обслуживания. В качестве примера –
для замены свечей зажигания на оппозитниках некоторых Subaru необходимо
снять двигатель, что отнюдь не удешевляет стоимость ТО. Для завершения картины
стоит упомянуть о роторном двигателе,
который ещё называют роторно-поршневым или роторно-лопастным. Впервые его
применили на ВАЗ-2104 и, надо отдать должное, он действительно обладает
некоторыми преимуществами перед классическими рядными моторами. Хорошая динамика
разгона за счёт большой мощности и крутящего момента, малые габариты и простая
конструкция системы смазки, а так же упрощение управления системой заслонок
дали надежду на перспективное будущее этого двигателя. Но недостатков оказалось
больше, чем хотелось бы. Во-первых, он работает только на бензине, поэтому об
экономичности говорить не стоит. Во-вторых, ресурс его оказался небольшим из-за
ненадёжной работы уплотнений. И в-третьих, неудобная форма камеры сгорания, а
так же сложная форма внутренней полости и управления лопастями окончательно
поставили на нём крест. Но за эту идею ухватились японцы и на сегодняшний день
существуют автомобили с роторными двигателями, в частности – Mazda CX-7.
По применяемому топливу двигатели подразделяются на
бензиновые, дизельные и битопливные, у которых на каждый вид используемого
топлива в ЭБУ зашивается индивидуальная программа управления. Бензиновые моторы
хороши тем, что они дешевле в производстве, у них нет дорогих систем очистки
выхлопа, и поэтому проведение ТО не представляет никакой сложности. Но вместе с
тем эффективность КПД у них всего лишь 26%, а для получения большего крутящего
момента необходимо увеличивать рабочий объём, что приводит к увеличению
размеров самого двигателя. В минусы можно записать и большой расход топлива,
особенно при резком увеличении оборотов коленвала. Замена масла и фильтров на
них предусмотрена в среднем через 10 – 15 тыс. км пробега. Для устранения этих
недостатков сегодня применяют так называемый даунсайзинг (сохранение или даже
увеличение мощности двигателя при меньшем рабочем объёме). Такие двигатели
могут похвастать экологической чистотой и лучшей экономией топлива. Но такие
новшества повышают требования к сервису и квалифицированному уходу, да и
расходные материалы не порадуют ценником.
Дизельные двигатели в отличие от бензиновых более
долговечные, благодаря более прочному и жёсткому блоку цилиндров, коленвалу,
цилиндропоршневой группе и головке блока цилиндров. Ещё одним важным
преимуществом является их экономичность. Кроме этого они менее подвержены
износу, так как дизельное топливо обладает смазывающими свойствами. Благодаря
высокому крутящему моменту и большей тяге на низах КПД дизеля достигает 36%. С
точки зрения экологии их преимуществом является меньшее количество СО в
выхлопных газах, а так как солярка горит хуже бензина, то, естественно, меньше
вероятность возгорания. Дизели не боятся влаги и сырости, а благодаря более простой
конструкции, меньшему количеству параметров настройки ЭБУ, меньшей
чувствительности к неисправностям и большему запасу прочности на них легче
провести чип-тюнинг. Но недостатков хватает и у дизельного мотора. Во-первых,
он не любит больших оборотов коленвала и масса его больше бензинового
однообъёмника, так как детали КШМ дизеля необходимо делать более прочными и
массивными.
Во-вторых, атмосферные дизели сами по себе маломощные
и шумные, да к тому же на холостых оборотах начинают доставать вибрациями,
передающимися через подвеску на весь автомобиль. В-третьих, при эксплуатации
дизельной машины возникает необходимость применять более мощные аккумуляторную
батарею и стартер, да и вообще эксплуатация
дизеля более дорогая из-за коротких межсервисных интервалов и более дорогого ТО
и ремонта топливной аппаратуры, которая очень чувствительна к загрязнению
топлива водой и механическими частицами. Нестабильное качество и кристаллизация
парафинов в дизельном топливе не только создают проблемы с запуском двигателя,
но и сокращают ресурс катализаторов, так называемых окислительных
нейтрализаторов, панически боящихся отложений серы. Дизель к тому же требует
применения хорошего моторного масла, желательно рекомендованного заводом-изготовителем,
а так же более точной подстройки привода ГРМ. Дело в том, что на большинстве
дизельных моторов применяется бесшпоночная фиксация звёздочки в приводе газораспределитнельного
механизма, а отсюда возникает проблема с моментом затяжки. Ошибка при
проведении этой операции может привести к встрече клапанов с поршнями. На
сегодняшний день к тому же существует дефицит ремонтного оборудования и
специалистов по дизелям, а высокая стоимость дизельной машины заставляет
задуматься о целесообразности её приобретения.
Если прикинуть то, что в дизеле топливо нужно использовать
только по сезону, зимой необходимо применять антигелевые присадки, замену масла
и фильтров производить через 7500 км, ремни привода ГРМ и ТНВД менять в среднем
при пробеге в 60 тыс. км, периодически сливать отстой из топливного фильтра и
вообще чаще его менять, весной и осенью мыть топливный бак, а зимой заполнять его
не менее 1/2 ёмкости, при заправке требовать чек и т.д. и т.п., то может
возникнуть вопрос – а есть ли смысл с ним вообще связываться? Ответ простой:
всё зависит от поставленных задач. Если вам необходим автомобиль в качестве
индивидуального средства передвижения, то однозначно – бензиновый, а если вы ищете
транспорт для перевозки груза – тогда выбираем дизель, в этой ситуации он
экономически более выгоден.
Сами дизельные двигатели подразделяются между собой по
конструкции камеры сгорания и способам впрыска топлива. Самыми беспроблемными
считаются вихрекамерные дизели. К их преимуществам относятся простота
конструкции, долговечность, неприхотливость к ГСМ и мягкая работа. Предкамерные
в отличие от вихрекамерных более сложные в изготовлении и не отличаются
экономичностью. Но наибольшее распространение получили дизели с
непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания, расположенную в головке поршня. Они обладают большей
мощностью и на 15 – 20% экономичнее вихрекамерных, плюс к этому развивают большой
крутящий момент. К их недостаткам относятся повышенный шум, вибрации и
увеличение расхода масла. Дело в том, что топливо впрыскивается под большим
давлением, смешивается с маслом, срезается кольцами и выбрасывается в надпоршневое
пространство, где и сгорает. Кроме этого у дизеля с непосредственным впрыском выше
температура сгорания горючей смеси, отчего масло выгорает прямо на стенках
цилиндров. Зачастую такие моторы применяются с многоступенчатыми КПП с
короткими передачами, что провоцирует водителя на динамичные разгоны, поршень
чаще перемещается и не успевает снимать всё масло.
Турбонаддув применяется для увеличения мощности
двигателя на 25 – 100 %. Существуют турбины низкого (0.2 – 0.8 атм. при 110 –
130 тыс. об/мин) и высокого давления (0.8 – 2.2 атм. при 150 – 210 тыс. об/мин).
Недостатком турбины является нагрев воздуха при сжатии, отчего изменяется его плотность
и масса в цилиндрах. Для устранения этого недостатка в турбинах высокого
давления используется интеркулер.
Существуют ещё газодизельные моторы, обладающие
лучшими тяговыми характеристиками, но у них очень низкий экономический эффект,
поэтому использовать их рентабельно только на грузовиках и автобусах с большим
суточным пробегом. Начался прирост автопарка гибридных автомобилей за счёт
низких выбросов в атмосферу выхлопного мусора, но на сегодняшний день запчасти
для них дефицитные и дорогие, а практичность очень низкая.
Комментариев нет:
Отправить комментарий