Виды двигателей по типу топлива

Изобретение двигателей внутреннего сгорания (ДВС) можно назвать по-настоящему эпохальным событием, поскольку это устройство перевернуло весь мир, ускорив развитие человечества до невозможности. Все ключевые технологии внутреннего сгорания (на бензине и дизтопливе, а потом и газообразных смесях), которые применяются в нынешних автомобилях, были открыты в конце 19 века, либо в первой половине 20-го. С тех пор технологии видоизменялись и бесконечно улучшались, но не менялся принцип действия.

Двигатель внутреннего сгорания использует принцип преобразования энергии, выделяемой при сгорании топлива, в механическую энергию, которая и служит движущей силой автомобиля. Этот принцип построен на том, что в соединении с воздухом жидкое топливо образует смесь, которая сгорает в специальной камере.

Сгорая, эта смесь вызывает высокое давление, которое толкает поршень-вращающий вал посредством кривошипно-шатунного механизма. Далее через этот механизм механическая энергия передается на трансмиссию, а оттуда на колеса.

В легковой автомобильной промышленности применяются такие виды двигателей:

Также они классифицируются по количеству и расположению цилиндров, способу впрыскивания и формирования смеси и прочим критериям.

Чтобы осуществить запуск ДВС, бензиновые механизмы оснащены стартером – электрическим двигателем, который поворачивает коленвал. Если движитель дизельный, то в нем в качестве стартера используется вспомогательный ДВС маленьких размеров.

Бензиновые двигатели

Бензиновый ДВС – это наиболее простой в изготовлении и эксплуатации тип двигателей, который получил широчайшее распространение в легковых автомобилях. Как понятно из названия, в качестве топлива для этого механизма служит бензин. Он подается с помощью специального насоса по топливной системе через фильтры в карбюратор или инжектор, а оттуда топливная взвесь попадает в камеру сгорания, где сжимается под воздействием цилиндра и воспламеняется от искры, генерируемой свечой.

Стоит отметить, что карбюраторная схема впрыска является морально устаревшей и не соответствует современным экологическим и экономическим нормам, а потому не применяется. Вместо карбюраторов используются инжекторные системы впрыска. Они позволяют производить более тщательную дозировку, впрыск и сгорание топлива, давая больше КПД. Также это позволяет максимально уменьшить выброс продуктов сгорания в атмосферу.

Такие системы производят впрыск топливной смеси через форсунку непосредственно в цилиндр либо в специальный впускной коллектор для смеси. Также инжекторы разделяются на 2 типа:

В механических инжекторах используются система рычагов плужерного типа, а задача по контролю подачи топливной смеси равномерно разделена между механизмом и электронным блоком управления. В электронных устройствах процесс смешения и впрыскивания топлива полностью контролируется электронным блоком управления.

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели изначально использовались в тяжелом автомобиле- и тракторостроении. Их размеры и мощность не позволяли ставить эти массивные агрегаты куда-либо, кроме шасси трактора, танка или грузовика.

Но во второй половине 50-х годов появились первые миниатюризованные дизели с конструкцией, адаптированной под установку на легковой автомобиль. С тех пор это направление в двигателестроении непрестанно развивалось, но медленно – из-за сложностей в производстве, конструировании и обслуживании легковых дизелей.

Дизельные ДВС работают на специальном дизтопливе. Они не имеют системы зажигания, поскольку топливная смесь, которая попадает в камеру сгорания через форсунки, воспламеняется под воздействием высокого давления. Температура и давление, получаемые при сгорании, вращают поршневую группу. Опускаясь, поршень, снова формирует давление и взрыв смеси, что приводит к самоподдерживающемуся процессу. Узнать больше о принципе запуска и действиях таких механизмов можно на сайте Apollo Motors.

Газовые двигатели

Такие двигатели в качестве топлива используют сжатый, сжиженный газ природного происхождения. Происхождение подобных механизмов было продиктовано растущими экологическими и экономическими требованиями.

Газовая смесь хранится под давлением в специальных баллонах, откуда, минуя испаритель, подается на редуктор, где ее давление ослабевает. Из редуктора, конструкция которого схожа с инжектором, происходит впрыск в камеру сгорания, где под воздействием искры газ воспламеняется, толкая поршень.

Большинство современных бензиновых ДВС можно переделать под использование газа, что позволяет существенно сэкономить на поездках. Наборы для перехода на газ выпускает множество производителей.

Газовый двигатель внутреннего сгорания – меняет ли топливо принцип действия?

Давайте посмотрим, что из себя представляет этот движок внутреннего сгорания.

Что же такое газовый двигатель внутреннего сгорания

Существует несколько типов газовых двигателей с внутренним сгоранием:

• монотопливный. Этот агрегат использует газ только в качестве одного источника питания. У подобных устройств экокласс равен Евро 5, а производительность увеличена в несколько раз по сравнению с другими видами моторов. Однако, некоторые транспортные средства с этим мотором оптимизированы под работу на бензине. Водителям рекомендуется ездить на короткие дистанции на бензиновом топливе, так как агрегат может быстро выйти из строя, если постоянно использовать бензин вместо газа;
• двухтопливный. Разница между первым и двухтопливным двигателе в том, что последний работает как на бензине, так и на газе. Кроме того, автовладельцу нужно постоянно иметь немного бензина в баке, если он ездит на транспортном средстве с этим агрегатом. Потому что для успешного запуска газовый двигатель использует небольшое количество бензина;
• газодизельный агрегат. В этих моторах используется смесь газа и дизеля. Поджигается газ специальных дизельным «пилотом». Как это происходит: горючее впрыскивается в камеру сгорания, газовая смесь попадает в воздухозаборник, посредством впрыска. Если газовый двигатель работает под большими нагрузками, то соответственно использование дизеля будет больше, чем газа. Если же агрегат не нагружается и работает в спокойном режиме, то максимальное количество газовой смеси, которое используется для работы агрегата, равняется 80 процентам;
• трехтопливный. Это разработка уже современного типа. В устройстве, работающем на природном газе, используются следующие виды топлива: бензин, метан и этанол. Первая модификация агрегата появилась в 2005 году в Бразилии;
• HPDI. Эти газовые двигатели оснащены прямым впрыском высокого давления. Впрыск происходит посредством форсунки с двойной концентрической иглой. Смесь попадает в камеру сгорания в конце такта сжатия. Для облегчения воспламенения в камеру впрыскивается небольшое количество дизельного топлива.

Похожая статья Технические характеристики 4216 двигателя УМЗ
Познакомиться с системой питания в двигателях на природном газе можно в следующем блоке.

Модернизация ГАЗ-АА в 1938 году

В 1938 году автомобиль ГАЗ-АА был серьёзно модернизирован. Главным нововведением стал новый двигатель ГАЗ-ММ. Новый мотор был значительно мощнее, что позволило увеличить максимальную скорость машины. Кроме мотора, модернизированная «полуторка» получила более надёжный и современный рулевой механизм и кардан на игольчатых подшипниках.

Машина до войны широко использовалась в различных отраслях сельского хозяйства. На то время грузоподъёмность в 1,5 тонны считалась оптимальной, так как более мощных грузовиков просто не было в Советском Союзе. Впрочем, во многих отраслях сельского хозяйства быстро придумали, как увеличить грузоподъёмность машины. Для этого размеры кузова просто увеличивали путём наращивания бортов.

Система питания двигателя от газобаллонной установки

На транспортных средствах газовая смесь в сжатом виде находится в баллонах. На этих устройствах устанавливается специальный мультиклапан, который позволяет заправлять баллон, и дозировать поступление смеси в газовый двигатель внутреннего сгорания.

Мультиклапан включает в себя:

• заправочный и расходный вентиль;
• указатель уровня газа, который в виде поплавка находится внутри баллона;
• обратный клапан;
• скоростной клапан;
• стопорный.

Сжиженная смесь поступает по газовой магистрали в клапан, с установленным фильтрующим устройством. Здесь газ проходит очистку от твердых частиц и смол, которые могут находиться в нем. Затем смесь поступает в газовый испаритель. Давление газа понижается до 1 атмосферы.

Смесь попадает в дозатор и передается в смеситель. В этом приборе смешивается и поступает в камеру сгорания.

Газобаллонные автомобили

Машины с газовым мотором:

• Камаз 820.60;
• Камаз 820.70;
• трактор «Агромаш ТК85 метан»;
• автомобиль «Урал Next».

Внимание! Российские компании сотрудничают с западными автомобильными концернами и совместно выпускают гибридные транспортные средства. Например, Ярославский автомобильный завод вместе с Westport создали серию газовых двигателей модели ЯМЗ 530.

Требования, предъявляемые к газообразным топливам

Требования, предъявляемые к двигателям, работающим на природном газе:

• агрегат должен обеспечивать хорошее смесеобразование;
• поступающее топливо должно быть высококалорийным;
• не должно происходить коррозии или коррозийного износа во время работы мотора на природном газе.

Подобные моторы не образуют отложений на впускных и выпускных компонентах. Топливо должно сохранять свои качества при транспортировке. А также стоимость на подобное горючее не должна превышать допустимые цены государством.

Преимущества использования газообразного топлива

В использовании природной газомоторной смеси есть положительные стороны. Вот некоторые из них:

Похожая статья Двигатель 1AZFE: ресурс, характеристики и проблемы

• малая себестоимость, а значит и цена на подобное горючее будет меньше, чем у бензина или дизеля;
• стойкость к детонации. Так как октановое число газа равно 105;
• жизненный ресурс мотора увеличивается в 2 раза, а сам агрегат работает мягко и тихо;
• в половину увеличивается срок службы свечей зажигания;
• не образует нагар на стенках цилиндров и клапанах;
• не образуются смолистые отложения на элементах мотора.

В отличие от бензиновых моторов, токсичность сгоревших газов снижена в этом случае на 80 процентов. Газовая смесь имеет однородный состав по сравнению с бензином. Ее нельзя разбавить более худшим топливом.

Технические характеристики ГАЗ-АА

Советский заднеприводный грузовик ГАЗ-АА имел классическую переднемоторную компоновку и следующие технические характеристики:

• Длина машины – 5 335 мм;
• Ширина – 2 030 мм;
• Высота – 1 870 мм;
• Снаряженная масса – 1 810 кг;
• Двигатель устанавливался на машины до 1938 года. Имел рабочий объём 3 285 куб/см и мог развивать максимальную мощность в 40 л/с;
• Система охлаждения двигателя работала на воде;
• Трансмиссия была механической;
• КПП четырехскоростная.

После 1938 года ГАЗ-АА был переименован в ГАЗ-ММ. Во время Великой Отечественной войны грузовики ГАЗ-ММ было решено упростить, поэтому кабины начали изготавливать из дерева. Металл нужен был для строительства танков.

Недостатки газообразного топлива

Но есть и недостатки у подобного горючего. К примеру:

• снижение мощности газового двигателя из-замедленного сгорания газа;
• возникновение трудностей с зажиганием во время понижения температур ниже минус двадцати градусов;
• увеличение веса авто. Например, при работе на сжиженном газе вес увеличивается до 50 кг и на сжатом – 800 кг;
• увеличивается цена на транспортное средство из-за использования дорогостоящего оборудования;
• сложность технического обслуживания;

А также заправки с газом должны находится на расстоянии 250 км. Больше авто на газе не проедет. Водитель должен соблюдать правила безопасности при использовании топлива с газом в машине. Баллоны с газом должны проходить освидетельствование в ГИБДД,

А есть ли явные минусы?

Недостатки установки ГБО на легковой автомобиль можно перечислить по пунктам:

• высокая стоимость установки;
• увеличение общей массы автомобиля;
• потеря полезного пространства багажника;
• снижение динамики разгона и скорости, необходимость дополнительной регулировки зажигания;
• недостаточное количество газовых заправок;
• неполная заправка из-за особенностей оборудования.

6 самых неудачных двигателей и автомобили, в которые их поставили

Каждый водитель самостоятельно определяет для себя целесообразность ГБО. Важно доверить данную работу исключительно профессионалам, а в процессе эксплуатации проводить регулярное ТО.

Автор: Баранов Виталий Петрович

Образование: среднее специальное. Специальность: автослесарь. Профессиональная диагностика, ремонт, ТО легковых авто зарубежного производства 2000-2015 г.в. Большой опыт работы с Японскими и Немецкими авто.

• максим says:
  Поставил себе ГБО на тентованную Газель, было выгоднее, сейчас цены на газ также задирают, так что особой выгоды в цене уже не заметно.
• Николай says:
  Про прогоревшие клапана слышал от каждого второго, кто на газу. Свечи – просто как расходники. В целом, оно того не стоит.

Кому выгоден двигатель на газе

Сейчас ДВС с газомоторной смесью устанавливают на автобусы, спецтехнику. То есть на транспортные средства, которые сжирают много топлива и работают ежедневно, чтобы уменьшить затраты на бензин или дизель.

Однако появилось много легкового транспорта, работающего на гибридных двигателях. Считается, что газовые двигатели пока еще молодое направление. Оно не достигло технической зрелости.

Основные модификации на базе ГАЗ-АА и ГАЗ-ММ

На шасси ГАЗ-АА и его усовершенствованной модификации ГАЗ-ММ выпускались следующие модели грузовиков:

• ГАЗ-ААА – интересный образец грузового автомобиля повышенной проходимости. Имел три оси и колёсную формулу 6х4. Данный оригинальный грузовик был создан на базе американского грузовика «Форд-Тимкен». Машина была способна перевозить грузы до 2 тонн весом. Но в связи со сложностью конструкции данный грузовик выпускался очень незначительным тиражом. Трехосные грузовики данной модификации выпускались с 1934 по 1943 годы. В 1937 году машина получила двигатель от ГАЗ-ММ;
• БА-10 — небольшая партия броневиков на шасси ГАЗ-мм. Так как осенью 1941 года на Ижорском заводе осталась небольшая партия бронекорпусов, было решено установить их на шасси ГАЗ-ММ. Готовые бронеавтомобили были собраны к весне 1942 года, и поставлялись только на Ленинградский фронт;
• ГАЗ-410. Самосвал на шасси ГАЗ-АА. Выпускался с 1934 по 1946 годы. Имел грузоподъёмность в 1,2 тонны. Данные грузовики были очень востребованы в строительной сфере, так как не нуждались в специальном персонале для разгрузки;
• ГАЗ-42. Интересная модификация, работающая на дровах. Выпускалась с 1938 по 1950 годы. Мощность данной модификации равнялась 35 л/с, а грузоподъёмность была около тонны. В реальности грузоподъёмность была около 800 кг, так как с собой постоянно возился запас дров, весом около 200 кг;
• ГАЗ-43 – такая же газогенераторная модель, как и ГАЗ-42, только работала эта модификация на угле. Газогенераторная установка была более миниатюрной, чем у ГАЗ-42;
• ГАЗ-44 – данная модификация работала на газе;
• НАТИ-3 – полугусеничная модификация. Серийно не выпускалась;
• ГАЗ-60 – полугусеничная модификация;
• ГАЗ-03-30. Самый известный советский автобус 1930-1940-х годов. Отличался 17-местным кузовом, который был сделан из дерева и обшит металлом;
• ГАЗ-55 – специальная модификация, представляющая собой санитарный автомобиль.

Кроме того, с 1932 по 1941 годы выпускался пожарный автомобиль ПМГ-1.

Советский грузовик ГАЗ-АА навсегда останется в памяти людей, так как он постоянно мелькает в военных хрониках. Именно эти грузовики внесли свой весомый вклад в победу над фашистской Германией.