Двигатель характеристики – Какие бывают технические характеристики двигателя (полный список)?

Какие бывают технические характеристики двигателя (полный список)?

Технические характеристики двигателя — это набор, как правило, выходных данных по тем или иным критериям. Самые важные из которых — мощность, количество цилиндров и некоторые другие. Всего таких характеристик можно насчитать тысячи. Просто представьте, что ведь и обычную ветку можно охарактеризовать с точки зрения сотен данных: начиная с обычных габаритов, плотности и веса, до её упругости, крепости и тому подобного. А теперь представьте мотор, который состоит из тысяч деталей и компонентов, каждый из которых можно как-то охарактеризовать.

Поэтому в статье мы рассмотрим все технические характеристики двигателя, которые представляют для обычного водителя какую-либо ценность. А если мы что-то забудем, пожалуйста, укажите нам это в комментариях.

Хотя статья написана для новичков, автор предполагает, что Вы уже знаете, как работает двигатель внутреннего сгорания. Если нет, то мы рекомендуем ознакомиться сначала с соответствующей статьёй.

А мы, пожалуй, начнём и сгруппируем все характеристики мотора по их типам, а рассортируем их по степени важности от самых важных к менее важным.

Конструктивные характеристики двигателя

Тип питания мотора внутреннего сгорания. В основном, он бывает бензиновым или дизельным — именно это существенно отличает конструкцию любого двигателя. Как, правило, бензиновые двигатели обычно потребляют больше топлива на километр пути, чем дизельные, выдают максимальную мощность на более высоких оборотах, но имеют меньший крутящий момент. Бензиновые моторы чаще устанавливают на легковые авто, а дизельные — на грузовые, где требуется тяговитость.

Количество цилиндров косвенно влияет на мощность и стабильность работы двигателя. На большинстве легковых седанов 4-хцилиндровые двигатели. Чаще всего число цилиндров чётное, но бывают и исключения. Кроме 4-хцилиндровых также распространены 6-, 8-, 10- и 12-цилиндровые двигатели. Последние три типа обычно ставятся на спортивные авто.

Способ расположения цилиндров бывает рядный, когда все цилиндры расположены по одной проекции линии, V-образным, когда цилиндры, поочерёдно располагаясь друг напротив друга, образуют букву «V» и оппозитным — когда цилиндры расположены друг напротив друга.

Обычно рядные двигатели — это 4-х- и 6-цилиндровые, V-образными бывают моторы, начиная от 6 цилиндров.

Рабочий объём двигателя напрямую и главным образом влияет на его мощность — чем рабочий объём больше, тем больше и мощность. Рабочий объём — это тот максимальный объём пространства в камере сгорания, который образуется, когда поршень находится в нижней точке. Значения такой характеристики, как объём мотора, сильно разнятся от автомобиля к автомобилю, составляя от 0,8 литра до 6 литров и более.

Количество клапанов на цилиндр может исчисляться от 2 до 5. Чем более спортивный и мощный двигатель, тем больше клапанов. Двухклапанные двигатели устарели.

Диаметр цилиндра и ход поршня прямо определяют рабочий объём цилиндра. Большой диаметр цилиндра и меньший ход поршня дают высокие обороты и меньшую тяговитость мотора, а такие двигатели, таким образом, устанавливаются чаще на спортивные и гоночные автомобили. Больший ход поршня и меньший диаметр цилиндра при том же рабочем объёме дадут запас тяговитости, меньшее число оборотов при максимальной мощности и бóльшую степень сжатия.

Тип охлаждения бывает воздушный и водяной. Двигатель каждого типа очень легко отличить: мотор с воздушным охлаждением рифлёный для лучшего потока воздуха, а с водяным — нет, каналы для циркуляции воды в таком двигателе проходят внутри него.

Наличие турбины

. Существуют 3 основных вида двигателя по этой характеристике:

• атмосферные двигатели, у которых воздух поступает в цилиндры всасыванием;
• двигатели с турбокомпрессором — здесь воздух в цилиндры нагнетается компрессором, приводимым в движение от электромотора или самого двигателя;
• двигатели с турбонаддувом — в таких двигателях воздух нагнетается за счёт давления, создаваемого выхлопными газами.

Тип питания двигателя различают на питание карбюратором, впрыском топлива через форсунки или наличием топливного насоса высокого давления. Различия у этих систем колоссальны. Карбюраторные двигатели не так давно устарели, так как нерационально расходовали топливо; питанием многоточечным впрыском снабжены сегодня почти все автомобили на бензине, а ТНВД используют дизельные моторы.

Материал изготовления корпуса двигателя. Корпус чаще всего изготавливают из чугуна, сплавов алюминия или сплавов магния. Первый вариант распространён, в основном в дизельных и старых двигателях, второй — в современных моторах легковых машин, а последний из-за своей дороговизны, соответственно, в дорогих спортивных автомобилях.

Выходные характеристики двигателя

Мощность двигателя — это, пожалуй, самая важная и обсуждаемая характеристика, на которую смотрят при покупке автомобиля чаще всего в первую очередь. Мощность измеряется в лошадиных силах и зависит практически от всех других характеристик моторов. Для легковых неспортивных автомобилей оптимальная мощность, которой хватит для повседневной езды может составлять от 80 до 130 лошадиных сил. Но заряженные машины могут иметь под свои капотом до 800 и более «лошадей».

Однако, профессионалы говорят, что мощность продаёт машину, а вот гонки выигрывает не мощность, а крутящий момент. Это в определённой степени правда. Крутящий момент — это мгновенная сила именно кручения, которую даёт двигатель. Крутящий момент прямо пропорционален мощности, и обычно его значение (измеряется он в Ньютон×метрах) больше значения мощности в лошадиных силах. Причём, если у бензиновых моторов момент больше примерно в 1,2-1,5 раза, то у дизельных — до соответствующего значения в 3 раза. Именно поэтому дизели считаются более тяговитыми.

Максимальное число оборотов коленчатого вала двигателя — это число оборотов в минуту, больше которого «мозг» автомобиля не даст раскрутить двигатель и которое не приведёт к его поломке. Опять же, максимальное число оборотов отличается у дизелей и бензиновых моторов — у первых оно существенно меньше.

Компрессия и степень сжатия — очень похожие характеристики, хотя физики будут гневно критиковать такое утверждение. Обе характеристики означают давление внутри камеры сгорания цилиндра при сжатии топливо-воздушной смеси.

Расход топлива измеряется в литрах на 100 километров и также является важным показателем при выборе авто. Дизельные двигатели расходуют примерно в два раза меньше топлива, нежели бензиновые (за счёт меньшего числа оборотов). Наличие турбины также даёт существенную экономию. Но главным образом, на значение расхода топлива влияет, конечно же, рабочий объём двигателя, число оборотов мотора при его эксплуатации и в целом манера езды.

howcarworks.ru

Характеристики двигателя — Энциклопедия журнала «За рулем»

В двигателе внутреннего сгорания выделяющиеся при сгорании топлива газы давят на поршень, и через преобразующий механизм выполняют механическую работу по вращению коленчатого вала двигателя. Затем эта работа используется для вращения ведущих колес автомобиля. Любой двигатель обладает определенной мощностью и крутящим моментом. Большинство людей при оценке автомобиля в первую очередь обращают внимание на мощность его двигателя и не очень интересуются крутящим моментом, хотя его значение существенно влияет на поведение автомобиля на дороге. Крутящий момент на вале двигателя представляет собой произведение величин силы и длины плеча ее действия.

Современной единицей измерения крутящего момента является ньютонометр (Н•м). Крутящий момент, создаваемый двигателем, зависит от рабочего давления внутри цилиндра двигателя, площади поршня, радиуса кривошипа коленчатого вала и ряда других параметров. Поскольку время воздействия давления газов на поршень изменяется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя, крутящий момент также изменяется. Если умножить величину крутящего момента, соответствующую определенной частоте вращения вала двигателя, на его угловую скорость, получим значение мощности двигателя, развиваемой при этой скорости. Начиная с XVIII в., единицей измерения мощности была лошадиная сила. Современной международной единицей измерения мощности является киловатт(кВт). При этом лошадиную силу (л. с. ) довольно часто продолжают указывать в технических характеристиках автомобильных двигателей. Для того, чтобы перевести мощность, указанную в киловаттах, в лошадиные силы, нужно умножить ее значение на 1, 34.

Внешняя скоростная характеристика ДВС:
Ne — эффективная мощность;
Me — эффективный крутящий момент;
Mmax — максимальный крутящий момент;
Nmax — максимальная мощность;
МN — крутящий момент, соответствующий максимальной мощности;
ω — угловая скорость вала двигателя

Профессиональные автомобилисты для оценки работы двигателя используют скоростные характеристики, которые представляют собой зависимость крутящего момента двигателя и его мощности от угловой скорости или частоты вращения его вала, они называются «скоростные характеристики двигателя». Скоростные характеристики реальных двигателей получают при их испытаниях на специальных стендах. Очевидно, что значения показателей двигателя будут зависеть от количества поступающего в двигатель топлива, то есть от положения педали «газа». Зависимость скорости автомобиля, полученная при максимальной подаче топлива в цилиндры двигателя, называется

«внешней скоростной характеристикой» (ВСХ).
На графике скоростной характеристики отмечаются минимальные и максимальные обороты коленчатого вала двигателя. Как можно заметить из приведенной скоростной характеристики ДВС, крутящий момент достигает своего максимального значения при средних оборотах вала, а затем, при дальнейшем увеличении частоты вращения, снижается. Хорошо это или плохо? Давайте представим себе автомобиль, который движется по ровной горизонтальной дороге с максимальной скоростью, а его двигатель имеет такую кривую изменения крутящего момента. Максимальная скорость наступает при оборотах двигателя, близких к наибольшим, когда сила, приложенная к ведущим колесам автомобиля и соответствующая крутящему моменту двигателя при этих оборотах, увеличенному с помощью трансмиссии, уравняется с силами сопротивления движению, действующими на автомобиль. Если на дороге перед этим автомобилем возникнет даже небольшой подъем, сила сопротивления увеличится, а обороты двигателя уменьшатся. Что же произойдет при этом с крутящим моментом двигателя?
Из скоростной характеристики можно заметить, что уменьшение оборотов двигателя приведет к небольшому увеличению крутящего момента. Если подъем на дороге не очень велик, то этого увеличения крутящего момента, подводимого к ведущим колесам, может хватить для его преодоления без перехода на более низкую передачу в трансмиссии автомобиля. Другими словами, двигатель с падающей характеристикой крутящего момента хорошо приспосабливается к увеличению сопротивления движению автомобиля. Причем, чем круче опускается кривая момента на скоростной характеристике при увеличении угловой скорости вращения вала двигателя, тем лучшей приспосабливаемостью он обладает.
Электрический двигатель имеет максимальное значение крутящего момента при минимальных оборотах, и при их увеличении крутящий момент постоянно снижается. Поэтому у электромобиля трансмиссия значительно упрощается — ему не нужна коробка передач. Любой автомобильный двигатель представляет собой совокупность механизмов и систем. Основными механизмами четырехтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания являются кривошипно-шатунный механизм (КШМ) и газораспределительный механизм (ГРМ).

wiki.zr.ru

Основные параметры двигателей автомобиля и их типы

Сердце автомобиля – ДВС или двигатель внутреннего сгорания, сложный технологический узел, обладающий множеством параметров. Их необходимо знать автолюбителю, чтобы ориентироваться при выборе автомобиля и ориентироваться во время эксплуатации и при ремонте. Наиболее значимыми параметрами являются:

• Объем камер сгорания – определяет показатель расхода топлива и в значительной степени мощности;
• Мощность – измеряется в киловаттах, но чаще используются лошадиные силы;
• Крутящий момент – тяговое усилие;
• Расход топлива – показатель указывается в литрах на 100 км. При этом учитываются дорожные условия: город, шоссе, смешанный режим;
• Расход масла — тут важно учитывать тип, а порой и марку потребляемого масла.

Типовые параметры работы двигателей

Существует разделение ДВС на такие типы:

• Бензиновые – часто используются в гражданском автомобилестроении, наиболее распространенный тип;
• Дизельные – эти агрегаты отличаются надежностью и экономичностью. При этом несколько уступают бензиновым аналогам в динамике (набор скорости), но выигрывают по показателям проходимости. Широко используются военными, распространены в гражданском автомобилестроении;
• Газовые – используют в качестве топлива сжиженный, природный, сжатый газ, который закачивается в специальные баллоны;

В список можно включить гибридные газодизельные агрегаты и роторно-поршневые. Последний тип широко использовался авиацией до середины XX века, в современных условиях встречается редко.

Количество цилиндров двигателя

Количество цилиндров в ДВС определяют его мощность. В процессе технической и технологической эволюции их количество постепенно увеличилось с 1 до 16. С увеличением количества цилиндров сами агрегаты становились больше. Решением в части экономии пространства стала концепция расположения цилиндров.

Расположение цилиндров

Существует такое понятие, как конфигурация двигателя, она определяется компоновкой цилиндров, их расположением. Можно выделить 2 основных типа – рядный, когда цилиндры расположены в ряд и V-образный. Второй тип наиболее часто используется в современном автопроме. В этом случае цилиндры располагаются под углом и соединяются с коленчатым валом, образуя латинскую букву V. Такая компоновка имеет подвиды:

• W-образное расположение цилиндров;
• Y-образное расположение цилиндров.

Реже применяются компоновки, образующие форму латинских букв U и H.

Объем двигателя

Рабочий объем ДВС определяет его мощность. Этот параметр измеряется в см3, но чаще в литрах. Он определяется путем суммирования внутреннего объема всех цилиндров силового агрегата. За основу в вычислениях берется поперечное сечение цилиндра и умножается на длину хода по нему поршня. В результате получается рабочий объем.
Параметр также определяет во многих странах мира сумму сборов. Соответственно чем больше объем, тем мощнее двигатель, а значит, его владелец заплатит больший взнос. Перспективным направлением разработок современности являются ДВС с изменяемым объемом. Это технология, когда при определенных условиях цилиндры отключаются.

Материал, из которого изготавливается двигатель

Основным материалом в производстве двигателей являются металлы и их сплавы:

• Чугун – обеспечивает надежность и прочность, но минусом является внушительный вес;
• Алюминиевые сплавы – дают неплохую прочность, при этом легкие. Недостаток – большая стоимость;
• Магниевые сплавы – наиболее дорогостоящий материал, отличается высокой прочностью.

Многие производители автомобилей комбинируют материалы. Это во многом диктуется принадлежностью модели к тому или иному классу, что ставит ее в определенные ценовые рамки.

Мощность двигателя

Основополагающий параметр ДВС. Он измеряется в лошадиных силах, реже в кВт (киловатты). Мощность определяет скоростной предел и динамику разгона. Это еще один важный момент в условиях высокой конкуренции между производителями. Серьезная борьба идет в сегменте премиумных, спортивных автомобилей, а также в классе роадстеров и мускулкаров. Здесь разгон от 0 до 100 км/ч играет важную роль и может быть меньше 4 секунд.

Крутящий момент

Крутящий момент – параметр, определяющий тяговую силу мотора, обозначается Н/м (Ньютоны на метр). Значение непосредственно связано с мощностью и динамикой, хотя и не является для них определяющим. В значительной степени крутящий момент влияет на «эластичность» силового агрегата. Под этим словом подразумевается возможность ускоряться при низких оборотах. Соответственно, чем больше ускорение, тем эластичней мотор.

Расход топлива

Показатель потребления топлива двигателем зависит от его рабочего объема, а соответственно мощности. Основополагающую роль играет тип топливной системы:

• Карбюраторная;
• Инжекторная.

Измеряется показатель в литрах на 100 км. Техническая документация современных автомобилей предоставляет данные о расходе топлива при нескольких режимах движения: езда по городу, трассе, смешанный тип. В некоторых моделях, преимущественно внедорожниках, указывается расход при движении в условиях бездорожья, так как задействуются все 4 колеса и потребление бензина, дизеля значительно возрастает.

Тип топлива

ДВС могут потреблять разные виды топлива, но в основном используются:

• Бензин – продукт переработки нефти-сырца или вторичной перегонки нефтепродуктов. Основополагающим показателем является октановое число, которое указывается в цифрах. Буквенное сочетание, стоящее перед цифрами «АИ» означает:
  А – бензин автомобильный;
  И – октановое число определено исследовательским способом. Если этой буквы в маркировки нет, значит, октановое число выведено моторным методом.
  Российские стандарты предусматривают такие марки бензина: А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98. Наиболее востребованными в настоящее время являются марки с октановым числом 92,95,98;
• Дизель или дизельное топливо – получается путем промышленного перегона нефти. В его состав входят 2 вещества:
  1. Цетан – легковоспламеняющийся компонент, чем его содержание больше, тем выше качество топлива;
  2. Метилнафталин – не горючий компонент.
  Основополагающими характеристиками дизеля являются: прокачиваемость и воспламеняемость. В зависимости от спецификации подразделяется на: летнее, зимнее, арктическое (ориентировано на использование при экстремально низких температурах).

Также ДВС в качестве топлива может использовать газы: метан, пропан, бутан. Для этого на автомобиль устанавливаются специальные системы.

Расход масла

Показатель расхода масла указывается производителем автомобиля в технической документации к нему. Нормальным считается потребление смазки в соотношении 0,8–3% от потребляемого количества топлива. Также на этот показатель влияет размер двигателя, он увеличивается на больших, мощных агрегатах, особенно дизельных.
Различают расход масла:

• Штатный – испарение смазочного материала с цилиндров, выдавливание через картер газами, смазка компрессора турбины;
• Нештатный – течи уплотнений, потеря масла через сальники коленвала, маслосъемные поршневые кольца, перемычки поршня, когда происходит их разрушение.

К чрезмерному расходу приводит использование масла низкого качества и несоответствующей требованиям технической эксплуатации марки.

Ресурсная прочность

Ресурсная прочность – показатель, определяющий частоту проведения ТО. Измеряется пробегом. Оптимальное количество пройденных километров от 5000 до 30 000. Этот показатель дает возможность рассчитать максимальный срок эксплуатации силового агрегата.

Тип топливной системы

На бензиновые и дизельные моторы устанавливаются разные типы топливных систем. Бензиновые агрегаты могут оснащаться карбюраторной или инжекторной системой. Первая основана на механическом принципе, подача топлива регулируется дроссельной заслонкой. Второй тип – инжекторный позволяет осуществлять настройки с помощью электронных средств. Это значительно увеличивает КПД двигателя, сокращает расход топлива.
Дизельные агрегаты оснащаются ТНВД (топливными насосами высокого давления). Это устройство считается устаревшим и ненадежным. Чаще всего оно используется совместно с форсунками, обладающими функциями насоса. Но сами по себе они не могут обеспечить стабильную работу двигателя.

Тип бензиновой системы впуска

Существует 2 разновидности топливных бензиновых систем: карбюраторная, инжекторная. Они отличаются конструктивным устройством, а также принципами подачи топлива в цилиндры:

• Карбюратор вливает бензин сплошным потоком, что затрудняет его смешивание с воздухом и детонацию. Это приводит к увеличенному расходу топлива, снижению технических характеристик мотора;
• Инжекторная система превращает топливо в мелкодисперсную субстанцию – распыляет его. Это дает ему возможность быстро смешиваться с воздухом внутри цилиндра и приводит к увеличению характеристик двигателя и уменьшению расхода топлива.

Тип бензиновой системы впрыска

Существует одноточечная и многоточечная система впрыска. Первая не используется на современных моторах, вторая, в свою очередь, многоточечная система бывает:

• Распределенной. Она обеспечивает стабильную работу силового агрегата, но не обеспечивает высокую динамику и не увеличивает мощность;
• Прямой. В этом случае обеспечивается оптимальный расход топлива, увеличивается мощность двигателя и его ресурсная прочность. Недостатком системы является нестабильность работы на малых оборотах. Также минусом можно считать высокую требовательность к качеству бензина.

Дизельная система впрыска

Классическая схема впрыска топлива дизельного ДВС выглядит так:

• ТНВД – топливный насос высокого давления подает горючее в рампу;
• В рампе дизельное топливо нагнетается и с помощью форсунок-насосов подается в камеру сгорания.

На сегодняшний день это наиболее надежная схема впрыска дизельного топлива.

Форсунки впрыска

По принципу работы форсунки впрыска бывают:

• Механические;
• Пьезотронные.

Последние обеспечивают плавную работу двигателя. Больше ни на какие характеристики мотора форсунки впрыска не влияют.

Количество клапанов

Клапана, их количество влияет на показатель мощности мотора. Считается, что при большем количестве клапанов, работа двигателя становится плавнее. Устанавливаются они на впуск и выпуск цилиндра от 2 до 5 штук. Недостатком большого количества клапанов является увеличенный расход топлива.

Компрессор

Главная функция компрессора – повышение мощности ДВС без увеличения его размеров. Это делается с помощью нагнетания в камеру сгорания большего объема воздуха, что позволяет делать взрыв топливной смеси более мощным. Устанавливается компрессор на впускную систему автомобиля.
Компрессор приводится в движение механическим способом через соединение с коленвалом. Это делается посредством ремня или цепи. Турбокомпрессор нагнетает воздух под действием потока газов, которые крутят турбину, отвечающую за подачу дополнительной порции атмосферной массы.
Компрессоры по принципу подачи воздуха делятся на:

• Центробежные – простая конструкция, где нагнетателем является крыльчатка;
• Роторные – воздух нагнетается кулачковыми валами;
• Двухвинтовые – функции нагнетателей выполняют винты, расположенные параллельно друг другу.

Система газораспределения

ГРМ или газораспределительный механизм отвечает за потоками газов в цилиндре. Он также выполняет функцию переключателя фаз процесса распределения. Принцип действия основан на блокировании и открывании впускных и выпускных отверстий камер сгораний. Это делается при помощи регулировочных элементов:

• Клапанов;
• Валов с приводами;
• Толкателей;
• Коромысел;
• Шлангов.

По принципу управления процессом распределения газов ГРМ разделяются на:

• Клапанные;
• Золотниковые;
• Поршневые.

gearavto.ru

Двигатель 4A-FE (4A-GE) | Характеристики, проблемы, тюнинг

Характеристики двигателя Тойота 4A

Производство	Kamigo Plant Shimoyama Plant Deeside Engine Plant North Plant Tianjin FAW Toyota Engine’s Plant No. 1
Марка двигателя	Toyota 4A
Годы выпуска	1982-2002
Материал блока цилиндров	чугун
Система питания	карбюратор/инжектор
Тип	рядный
Количество цилиндров	4
Клапанов на цилиндр	4/2/5
Ход поршня, мм	77
Диаметр цилиндра, мм	81
Степень сжатия	8 8.9 9 9.3 9.4 9.5 10.3 10.5 11 (см. описание)
Объем двигателя, куб.см	1587
Мощность двигателя, л.с./об.мин	78/5600 84/5600 90/4800 95/6000 100/5600 105/6000 110/6000 112/6600 115/5800 125/7200 128/7200 145/6400 160/7400 165/7600 170/6400 (см. описание)
Крутящий момент, Нм/об.мин	117/2800 130/3600 130/3600 135/3600 136/3600 142/3200 142/4800 131/4800 145/4800 149/4800 149/4800 190/4400 162/5200 162/5600 206/4400 (см. описание)
Топливо	92-95
Экологические нормы	—
Вес двигателя, кг	154
Расход  топлива, л/100 км (для Celica GT) — город — трасса — смешан.	10.5 7.9 9.0
Расход масла, гр./1000 км	до 1000
Масло в двигатель	5W-30 10W-30 15W-40 20W-50
Сколько масла в двигателе	3.0 — 4A-FE 3.0 — 4A-GE (Corolla, Corolla Sprinter, Marin0, Ceres, Trueno, Levin) 3.2 — 4A-L/LC/F 3.3 — 4A-FE (Carina до 1994, Carina E) 3.7 — 4A-GE/GEL
Замена масла проводится, км	10000 (лучше 5000)
Рабочая температура двигателя, град.	—
Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода  — на практике	300 300+
Тюнинг — потенциал — без потери ресурса	300+ н.д.
Двигатель устанавливался	Toyota Corolla Toyota Corona Toyota Carina Toyota Carina E Toyota Celica Toyota Avensis Toyota Caldina Toyota AE86 Toyota MR2 Toyota Corolla Ceres Toyota Corolla Levin Toyota Corolla Spacio Toyota Sprinter Toyota Sprinter Carib Toyota Sprinter Marino Toyota Sprinter Trueno Elfin Type 3 Clubman Chevrolet Nova Geo Prizm

Неисправности и ремонт двигателя 4A-FE (4A-GE, 4A-GZE)

Параллельно со всем известными и популярными двигателями серии S, выпускалась малообъемная серия A и одним из самых ярких и популярных моторов серии стал двигатель 4A в различных вариациях. Изначально, это был одновальный карбюраторный маломощный движок, ничего особого из себя не представлявший.
По мере совершенствования, 4A получил сперва 16 клапанную головку, а позже и 20 клапанную, на злых распредвалах, впрыск, измененную систему впуска, другую поршневую, некоторые версии комплектовались механическим нагнетателем. Рассмотрим весь путь непрерывных доработок 4A.

Модификации двигателя Toyota 4A

1. 4A-C — первая карбюраторная версия мотора, 8 клапанная, мощностью 90 л.с. Предназначалась для Северной Америки. Выпускалась с 1983 по 1986 год.
2. 4A-L — аналог для европейского авторынка, степень сжатия 9.3, мощность 84 л.с.
3. 4A-LC — аналог для австралийского рынка, мощность 78 л.с. В производстве находился с 1987 по 1988 год.
4. 4A-E — инжекторная версия, степень сжатия 9, мощность 78 л.с. Годы производства: 1981-1988.
5. 4A-ELU — аналог 4A-E с катализатором, степень сжатия 9.3, мощность 100 л.с. Производился с 1983 по 1988 год.
6. 4A-F — карбюраторная версия с 16 клапанной головкой, степень сжатия 9.5, мощность 95 л.с. Производилась аналогичная версия с уменьшенным рабочим объемом до 1.5 л — 5А. Годы производства: 1987 — 1990.
7. 4A-FE — аналог 4A-F, вместо карбюратора используется ижекторная система подачи топлива, существует несколько генераций данного двигателя:
7.1 4A-FE Gen 1 — первый вариант с электронным впрыском топлива, мощность 100-102 л.с. Выпускался с 1987 по 1993 год.
7.2 4A-FE Gen 2 — второй вариант, изменены распредвалы, система впрыска, клапанная крышка получила оребрение, другая ШПГ, другой впуск. Мощность 100-110 л.с. Выпускался мотор с 93-го по 98-й год.
7.3. 4A-FE Gen 3 — последнее поколение 4A-FE, аналог Gen2 с небольшими коррективами на впуске и во впускном коллекторе. Мощность повышена до 115 л.с. Выпускалась для японского рынка с 1997 по 2001 год, а с 2000-го года на смену 4A-FE пришел новый 3ZZ-FE.
8. 4A-FHE — усовершенствованная версия 4A-FE, с другими распределительными валами, другим впуском и впрыском и прочим. Степень сжатия 9.5, мощность двигателя 110 л.с. Производился с 1990 по 1995 год и ставился на Toyota Carina  и Toyota Sprinter Carib.
9. 4A-GE — традиционная тойотовская версия повышенной мощности, разработана при участии компании Yamaha и оснащены уже распределенным впрыском топлива MPFI. Серия GE, как и FE, пережила несколько рестайлингов:
9.1 4A-GE Gen 1 «Big Port» — первая версия, выпускалась с 1983 по 1987 г. Имеют доработанную ГБЦ на более верховых валах, впускной коллектор T-VIS с регулируемой геометрией. Степень сжатия 9.4, мощность 124 л.с., для стран с жесткими экологическими требованиями, мощность составляет 112 л.с.
9.2 4A-GE Gen 2 — вторая версия, степень сжатия повысилась до 10, мощность возросла до 125 л.с. Выпуск начался с 87-м, закончился в 1989 году.
9.3 4A-GE Gen 3 «Red Top»/»Small port» — очередная модификация, впускные каналы уменьшены (отсюда и название), заменена шатунно-поршневая группа, степень сжатия возросла до 10.3 , мощность составила 128 л.с. Годы производства: 1989-1992.
9.4 4A-GE Gen 4 20V «Silver Top» — четвертая генерация, главное новшество здесь, это переход на 20-ти клапанную ГБЦ (3 на впуск, 2 на выпуск) с верховыми валами, 4-х дроссельный впуск, появилась система изменения фаз газораспределения на впуске VVTi, изменен впускной коллектор, повышена степень сжатия до 10.5, мощность 160 л.с. при 7400 об/мин. Производился двигатель с 1991 по 1995 год.
9.5. 4A-GE Gen 5 20V «Black Top» — последняя версия злого атмосферника, увеличены заслонки дросселей, облегчены поршни, маховик, доработаны впускные и выпускные каналы, установлены еще более верховые валы, степень сжатия достигла 11, мощность поднялась до 165 л.с. при 7800 об/мин. Производился мотор с 1995 до 1998 года, преимущественно, для японского рынка.
10. 4A-GZE — аналог 4A-GE 16V с компрессором, ниже все генерации данного движка:
10.1 4A-GZE Gen 1 — компрессорный 4A-GE с давлением 0.6 бар, нагнетатель SC12. Использовались кованые поршни со степенью сжатия 8, впускной коллектор с изменяемой геометрией. Мощность на выходе 140 л.с., производился с 86-го по 90-й год.
10.2 4A-GZE Gen 2 — изменен впуск, повышена степень сжатия до 8.9, увеличено давление, теперь оно составляет 0.7 бар, мощность поднялась до 170 л.с. Производились движки с 1990 по 1995 год.

Неисправности и их причины

1. Большой расход топлива, в большинстве случаев, виновник лямбда зонд и проблема решается его заменой. При появлении сажи на свечах, черного дыма из выхлопной трубы, вибраций на холостом ходу, проверьте датчик абсолютного давления.
2. Вибрации и высокий расход топлива, скорей всего вам пора помыть форсунки.
3. Проблемы с оборотами, зависание, повышенные обороты. Проверяйте клапан холостого хода и чистите дроссельную заслонку, смотрите датчик положения дроссельной заслонки и все прийдет в норму.
4. Двигатель 4A не заводится, плавают обороты, здесь причина в датчике температуры двигателя, проверяйте.
5. Плавают обороты. Чистим блок дроссельной заслонки, КХХ, проверяем свечи, форсунки, клапан вентиляции картерных газов.
6. Глохнет мотор, смотрите топливный фильтр, бензонасос, трамблер.
7. Высокий расход масла. В принципе, заводом допускается серьезный расход (до 1 л на 1000 км), но если ситуация напрягает, тогда вас спасет замена колец и маслосьемных колпачков.
8. Стук двигателя. Обычно, стучат поршневые пальцы, если пробег большой, а клапана не регулировались, тогда отрегулируйте зазоры клапанов, данная процедура проводится раз в 100.000 км.

Кроме того, текут сальники коленвала, нередки проблемы с зажиганием и т.д. Все перечисленное встречается не столько из-за конструктивных просчетов, а сколько из-за огромного пробега и общей старости двигателя 4A, чтоб избежать всех этих проблем, нужно изначально, при покупке, искать максимально живой мотор. Ресурс хорошего 4A составляет не меньше 300.000 км.
Не рекомендуется покупать версии Lean Burn, работающие на обедненной смеси, имеющие более низкую мощность, некоторую капризность и повышенную стоимость расходников.
Стоит заметить, все вышеперечисленное характерно и для моторов созданных на базе 4А — 5А и 7А.

Тюнинг двигателя Toyota 4A-GE (4A-FE, 4A-GZE)

Чип-тюнинг. Атмо

Двигатели серии 4A рождены для тюнинга, именно на базе 4A-GE был создан всем известный 4A-GE TRD, в атмосферном варианте выдающий 240 л.с. и выкручивающийся до 12000 об/мин! Но для успешного тюнинга надо брать 4A-GE за основу, а не FE версию. Тюнинг 4A-FE идея мертвая изначально и заменой ГБЦ на 4A-GE здесь не помочь. Если чешутся руки доработать именно 4A-FE, тогда ваш выбор наддув, покупаете турбо кит, ставите на стандартную поршневую, дуете до 0.5 бар, получаете свои ~140 л.с. и ездите пока на развалится. Чтобы ездило долго и счастливо, нужно менять коленвал, всю ШПГ под низкую степень, доводить головку блока цилиндров, ставить большие клапана, форсунки, насос, проще говоря родной останется только блок цилиндров. И только потом ставить турбину и все сопутствующее, рационально?
Именно поэтому за основу всегда берется хороший 4AGE, здесь все проще: для GE первых поколений, берутся хорошие валы с фазой 264, толкатели стандартные, ставится прямоточный выхлоп и получаем в районе 150 л.с. Мало?
Убираем впускной коллектор T-VIS, берем валы с фазой 280+, с тюнинговыми пружинками и толкателями, отдаем ГБЦ на доработку, для Big Port доработка включает в себя шлифовку каналов, доводку камер сгорания, для Small Port еще и предварительную расточку впускных и выпускных каналов с установкой увеличенных клапанов, паук 4-2-1, настраиваем на Абит или Январь 7.2, это даст до 170 л.с.
Дальше, кованая поршневая под степень сжатия 11, валы фаза 304, 4-х дроссельный впуск,  равнодлинный паук 4-2-1 и прямоточный выхлоп на трубе 63мм, мощность поднимется до 210 л.с.
Ставим сухой картер, меняем маслонасос на другой от 1G, валы максимальные — фаза 320, мощность дойдет до 240 л.с. и крутиться будет за 10000 об/мин.
Как будем дорабатывать компрессорный 4A-GZE… Проведем работы с ГБЦ (шлифовка каналов и камер сгорания), валы 264 фаза, выхлоп 63мм, настройка и около 20 лошадей запишем себе в плюс. Довести мощность до 200 сил позволит компрессор SC14 либо более производительный.   

Турбина на 4A-GE/GZE

При турбировании 4AGE сразу же нужно понизить степень сжатия, путем установки поршней от 4AGZE, берем распредвалы с фазой 264, турбокит на ваш вкус и на 1 баре давление получим до 300 л.с. Для получение еще более высокой мощности, как и на злом атмо, нужно доводить ГБЦ, ставить кованый коленвал и поршневую под степень ~7.5, более производительный кит и дуть 1.5+ бар, получая свои 400+ л.с.

РЕЙТИНГ ДВИГАТЕЛЯ: 4

<<НАЗАД

wikimotors.ru

основные характеристики ДВС, сравнение параметров

2827 Просмотров

При выборе нового автомобиля покупатель обращает внимание не только на внешний вид и список входящих в комплектацию опций. Внимание всегда уделяется техническим характеристикам и параметрам двигателя машины: проводится тщательное сравнение различных вариаций одного и того же автомобиля, чтобы выбрать из широкого разнообразия. Сегодня мы расскажем, какие бывают характеристики двигателя внутреннего сгорания, и что означает каждая из них.

Мощность

Такая характеристика двигателя, как мощность, является одной из важнейших. Как правило, именно по ней можно сделать вывод о том, насколько резво машина будет вести себя на дороге и насколько комфортно будет на ней ездить.

Обычно мощность измеряется в лошадиных силах. Как правило, минимальное значение параметра составляет порядка 60–70 единиц, когда как максимальные величины для автомобилей, представленных на рынке, достигают нескольких сотен.

Лошадиная сила — это условная единица, которая была включена в характеристики ДВС лишь благодаря удобству и легкости примерного представления фактических возможностей автомобиля.

Часто в документации мощность указывается в киловаттах, что нередко бывает удобным при изучении специальной литературы и подборе характеристик. Подробное сопоставление лошадиных сил и киловатт можно узнать из специальной документации.

Помимо мощности, двигатели внутреннего сгорания характеризуются рабочим объемом, который выражается в кубических сантиметрах. Для современных машин актуальные значения составляют 1000–4000 единиц. Рабочим объемом принято называть величину, которая характеризует суммарный объем всех цилиндров, предусмотренных в ДВС.

Сравнение атмосферных и турбированных двигателей внутреннего сгорания показывает, что варианты, оборудованные турбо, значительно выигрывают в плане мощности и позволяют мотору выдавать характеристики, о которых владельцам обычных ДВС остается лишь мечтать.

Крутящий момент

Еще одна немаловажная характеристика в списке основных показателей для двигателей внутреннего сгорания — это крутящий момент. Очевидно, что чем больше подобная характеристика, тем лучше будет разгоняться и ехать машина. Тем не менее, чтобы понимать, насколько важен данный показатель, стоит разобраться, что он означает.

Техническая документация всегда отображает крутящий момент в таких единицах, как ньютон-метр. Анализируя данную формулировку в буквальном смысле, можно прийти к выводу о том, какое усилие двигатель прикладывает к колесу, чтобы продвинуть машину на один метр.

Выходит, что если общий показатель крутящего момента у одного автомобиля выше, чем у другого, то для передвижения автомобиля на один метр мотор прикладывает несколько больше энергии.

 Что это дает? Во-первых, более значительное усилие позволяет колесу набирать частоту вращения быстрее. При условии, что резина на авто установлена не «лысая», а дорожное покрытие не представлено гололедом, такая машина станет разгоняться более интенсивно.

Кроме того, приложение больших усилий одновременно сокращает расход топлива, поскольку двигателю приходится тратить гораздо меньшее количество энергии для достижения одного и того же времени разгона, что и у авто с менее мощным силовым агрегатом.

Особенностью крутящего момента является то, что указанная в документации характеристика актуальна лишь для определенного количества оборотов — как правило, эти обороты находятся в красной зоне тахометра. Если количество оборотов отличается от заданного, то крутящий момент значительно меньше, и повысить его может лишь работа турбины.

Топливо

Еще один показатель, который играет значительную роль при выборе двигателя внутреннего сгорания, — это тип топлива и его расход.

Обычно расход топлива измеряется в количестве литров на 100 километров пути и представлен для трех ездовых режимов: трасса, город и смешанный. Для трассы расход предсказуемо минимальный, тогда как для города указывается его пиковое значение. Смешанный цикл отображает расход в среднем его значении.

Топливо может быть различным. Основной его тип для двигателя внутреннего сгорания — это бензин. На промышленной технике чаще встречаются дизельные ДВС: они отличаются более высоким крутящим моментом и меньшим расходом топлива. Кроме того, для сгорания дизеля необходимо высокое давление, поэтому такое топливо более безопасно при хранении и относительно пожаробезопасно.

Новыми типами двигателей являются гибридные. Главный источник питания — это бензин. Вторая часть мотора представлена накопительным аккумулятором и электродвигателем с генератором: работая в паре, оба мотора позволяют автомобилю развивать большую мощность наряду с расходом, который в разы меньше, чем у ДВС классического типа.

Подводя итоги

Характеристики двигателей внутреннего сгорания играют значительную роль при выборе нового автомобиля. Имея представление о том, что означает каждая из характеристик, можно получить более детальную информацию о фактических возможностях автомобиля и его потенциале, что является неплохим подспорьем для будущего владельца.

portalmashin.ru

Технические характеристики двигателя

О любом двигателе можно получить представление, зная набор определенных технических параметров.

Диаметр цилиндра. Имеется в виду внутренний диаметр цилиндра. Обычно измеряется в нескольких точках и рассчитывается как среднее арифметическое из полученных данных.

Ход поршня — это расстояние, которое поршень проходит от ВМТ до НМТ. Равняется также удвоенному радиусу кривошипа.

Примечание
Обычно при описании технических характеристик двигателя диаметр цилиндра и ход поршня записываются вместе, через знак «х», например 95 х 85 мм. Если ход поршня превышает диаметр цилиндра, двигатель называют длинноходным, если наоборот – короткоходным.

Рисунок 4.4 Ход поршня.

Радиус кривошипа – это расстояние, на которое шатунная шейка (та, к которой крепится шатун) отведена от оси коренной шейки коленчатого вала, как показано на рисунке 4.4.

Рабочий объем двигателя – объем пространства, заключенный между ВМТ и НМТ поршня, умноженный на количество цилиндров. Измеряется в сантиметрах кубических (см³) или литрах (л). А объем, который находится над поршнем, когда тот установлен в ВМТ, называется объемом камеры сгорания. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема называется полным объемом. Обычно в характеристиках полный объем не приводится, однако используется для получения такого немаловажного параметра, как степень сжатия.

Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Данный параметр характеризует то, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь в цилиндре. Записывается обычно в виде соотношения, например, 14:1 – в данном случае имеется в виду, что камера сгорания по объему в 14 раз меньше полного объема. Степень сжатия влияет на эффективность и мощность двигателя: чем выше, тем эффективнее, но есть и ограничения, ввиду особенностей используемого топлива (смотрите ниже в разделе «Система питания современных двигателей»).

Примечание
Если двигатель бензиновый, то бесконечно увеличивать степень сжатия нельзя, так как вместе с этим увеличивается вероятность детонации топливовоздушной смеси и, как следствие, происходит выход из строя всего двигателя. Подробнее о детонации будет рассказано ниже.

Рядность – обозначение взаимного расположения цилиндров. Двигатель может быть рядным, V-образным, W-образным.

Рисунок 4.5 Различные варианты взаимного расположения цилиндров.

Порядок работы. Если в двигателе больше двух цилиндров, то для более равномерной и сбалансированной работы агрегата необходимо, чтобы рабочий ход в каждом из цилиндров реализовывался не одновременно, а в определенной последовательности, при этом очередность определяется, в основном, количеством цилиндров.

Примечание
Для ДВС с одинаковым количеством цилиндров может быть несколько вариантов порядка работы.

Так, например, самый распространенный порядок работы четырехцилиндрового двигателя: 1 – 3 – 4 – 2. Такая запись говорит о том, что сначала рабочий ход будет совершать поршень первого цилиндра, затем третьего, четвертого и второго, соответственно.

Для примера опишем работу четырехцилиндрового рядного двигателя.

Рисунок 4.6 Схематическое изображение четырехтактного четырехцилиндрового рядного двигателя.

В четырехтактном четырехцилиндровом рядном двигателе (показан на рисунке 4.6) кривошипы коленчатого вала расположены в одной плоскости: два крайних кривошипа 1-й и 4-й под углом 180° к двум средним — 2-му и 3-му. При вращении вала поршни первого и четвертого, а также второго и третьего цилиндров попарно движутся в одном направлении. Когда поршни первого и четвертого цилиндров приходят в НМТ, поршни второго и третьего цилиндров находятся в ВМТ, и наоборот. В каждом из цилиндров рабочий цикл завершается за два оборота коленчатого вала, а чередование тактов подобрано таким образом, что одновременно во всех цилиндрах происходят разные такты. Этим обеспечивается равномерность вращения вала.

Предположим, что при первом полуобороте вала (от 0 до 180°) в первом цилиндре поршень идет от ВМТ до НМТ и в нем происходит рабочий ход. Тогда в четвертом цилиндре поршень также движется к НМТ, но происходит впуск горючей смеси. Во втором и третьем цилиндрах поршни движутся к ВМТ, при этом в третьем цилиндре идет сжатие рабочей смеси, а во втором — выпуск отработавших газов.

Примечание
Моменты открытия и закрытия клапанов регулируются распределительным валом (подробнее рассмотрено ниже).

В течение дальнейших трех полуоборотов коленчатого вала в каждом из цилиндров такты будут следовать в обычной для четырехтактного процесса очередности.

К тому времени, когда вал закончит четвертый полуоборот, во всех цилиндрах произойдут все такты рабочего цикла. При дальнейшем вращении вала такты будут повторяться в той же последовательности.

При работе четырехтактного четырехцилиндрового двигателя на каждый полуоборот коленчатого вала приходится один рабочий ход, причем рабочие ходы чередуются не в порядке расположения цилиндров, а в другой последовательности. Сначала рабочий ход происходит в первом цилиндре, затем в третьем, далее в четвертом и, наконец, во втором, т. е. рабочие ходы чередуются в порядке 1 — 3 — 4 — 2. Этот порядок чередования рабочих ходов по цилиндрам называется порядком работы двигателя.

Рисунок 4.7 Полуобороты коленчатого вала.

При одной и той же форме расположения кривошипов вала, но при другом порядке открытия и закрытия клапанов, что зависит от конструкции механизма газораспределения, четырехцилиндровый двигатель может иметь другую последовательность чередования тактов и другой порядок работы. Если при первом полуобороте вала в третьем цилиндре будет происходить такт выпуска, а во втором — такт сжатия, то чередование тактов в двигателе изменится, и получится порядок работы 1 — 2 — 4 — 3.

Полуобороты коленчатого вала	Углы поворота коленчатого вала, град	Цилиндры
		1-й	2-й	3-й	4-й
1-й	0 – 180	Рабочий ход	Выпуск	Сжатие	Впуск
2-й	180 – 360	Выпуск	Впуск	Рабочий ход	Сжатие
3-й	360 – 540	Впуск	Сжатие	Выпуск	Рабочий ход
4-й	540 – 720	Сжатие	Рабочий ход	Впуск	Выпуск

Компрессия в цилиндре – максимальное давление, создаваемое в цилиндре при сжатии воздуха поршнем. Зачастую измеряется в барах или кг/см2. Часто степень сжатия путают с компрессией. Однако надо всегда помнить, что степень сжатия — параметр исключительно геометрический, в отличие от компрессии.

Мощность двигателя – работа двигателя, совершаемая в единицу времени, измеряется в лошадиных силах (л. с.) или киловаттах (кВт). Проще говоря, мощность — это параметр, который описывает, как быстро может вращаться коленчатый вал двигателя. Чтобы лучше понять, представьте, что вы велосипедист, а мощность — это характеристика, описывающая, как быстро вы можете крутить педали.

Крутящий момент – произведение силы на плечо. В случае двигателя внутреннего сгорания — это тяга, создаваемая на коленчатом валу, иначе говоря — сила, с которой поршень давит через шатун на шатунную шейку коленчатого вала, умноженная на радиус кривошипа (смотрите выше). Чтобы было понятней, вернемся к велосипедисту. Величина тяги на оси педалей зависит как от длины педали (плеча), так и от силы, с которой велосипедист давит на эту педаль. Измеряется крутящий момент в Ньютон на метр (Н·м).

monolith.in.ua

Характеристики двигателей

Строительные машины и оборудование, справочник

Характеристики двигателей

Категория:

   Автомобили и трактора

— Характеристики двигателей

Для оценки технико-экономических показателей двигателей при работе их в различных эксплуатационных условиях пользуются характеристиками двигателей. Характеристикой двигателя называется зависимость какого-либо .основного показателя работы двигателя от другого показателя или фактора, влияющего на его работу.

Работа двигателя характеризуется его эффективной мощностью Ne, средним эффективным давлением ре, крутящим моментом на коленчатом валу Мк, частотой вращения пе коленчатого вала, а также часовым Ge и удельным ge расходами топлива. Мощность и крутящий момент двигателя зависят от частоты вращения коленчатогб вала и величины среднего эффективного давления.

Скоростная характеристика, соответствующая полному открытию дроссельной заслонки карбюраторного двигателя или полной подаче топливного насоса дизельного двигателя, называется внешней скоростной характеристикой двигателя. Таким образом, внешняя скоростная характеристика определяет наибольшие ‘мощности, которые можно получить от данного двигателя при различных частотах вращения коленчатого вала.

—

Характеристики, полученные при неполных открытиях дроссельной заслонки или подачах топлива, называются частичными скоростными характеристиками.

Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя показана на рис. 268, а. На малой частоте вращения коленчатого вала среднее эффективное давление в цилиндрах двигателя невелико, так как сгорание топлива протекает медленно и сопровождается большой теплоотдачей. Поэтому при малой частоте вращения коленчатого вала мощность двигателя также невелика. По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала до пе2 среднее эффективное давление увеличивается за счет улучшения условий сгорания смеси и кривая мощности круто поднимается вверх. Однако этот рост по мере дальнейшего увеличения частоты вращения начинает замедляться вследствие уменьшения среднего эффективного давления, за счет уменьшения коэффициента наполнения и увеличения механических потерь. При некоторой частоте вращения пеА кривая мощности достигнет своего максимума, а затем начинает падать, так как уменьшение среднего эффективного давления начинает оказывать большее влияние, чем увеличение частоты вращения вала.

Максимальное значение крутящего мо-.мёнта Ме тах имеет место при небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя пеЛ. Кривая Ме падает на большой частоте вращения вследствие возрастания механических потерь, а на малой частоте вращения вследствие ухудшения использования тепла топлива. Если обозначить через МеХ крутящий момент двигателя при максимальной мощности, то отношение К “ Ме шах!МеЛ называется коэффициентом приспособляемости, который характеризует способность двигателя преодолевать возросшее сопротивление без перехода на низшую передачу и является показателем динамических качеств двигателя. Величина К для карбюраторных двигателей колеблется в пределах 1,1 —1,4, а для дизельных 1,05—1,15.

Рис. 268. Внешняя скоростная характеристика:
а — карбюраторного двигателя; б — дизельного двигателя —

Удельные расходы топлива gp имеют большие значения на малой частоте вращения вследствие замедленного протекания процесса сгорания и большей теплоотдачи через стенки цилиндра, а при большой частоте вращения вследствие резкого возрастания механических и тепловых потерь.

Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя (рис. 268, б) снимается при неподвижной рейке топливного насоса, обеспечивающего максимальную подачу топлива на определенном скоростном режиме, бездымной работе и наивыгоднейшем угле опережения вспрыска топлива.

Работа дизельного двигателя с дымлением недопустима, так как при этом происходят быстрый выход из строя форсунок и закоксовывание поршневых колец. Поэтому внешняя скоростная характеристика обычно ограничивается пределом дымления.

Кривая крутящего момента Ме у дизельных двигателей проходит более полого, чем у карбюраторных. Поэтому запас крутящего момента у дизельных двигателей меньше. Одна скоростная характеристика не является достаточным материалом для оценки качеств двигателя, так как работа при полностью открытой дроссельной заслонке (или при полной подаче) не является единственно возможным режимом. Поэтому в дополнение к скоростной характеристике с двигателя снимают нагрузочную характеристику.

Рис. 269. Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя

Так как автомобильный двиг атель при эксплуатации работает в весьма широком диапазоне частоты вращения коленчатого вала, то с двигателя снимается не одна, а несколько нагрузочных характеристик.

На рис. 269 представлена нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя. При полном открытии дроссельной заслонки удельные расходы топлива равны удельным расходам по скоростной внешней характеристике при этой же частоте вращения. При холостом ходе Ne 0, а часовой расход топлива имеет конечное значение; поэтому удельный расход топлива равен бесконечности.

Каждая кривая снимается для одной постоянной частоты вращения коленчатого вала, а переход от одной точки кривой к другой осуществляется при помощи большего или меньшего открытия дроссельной заслонки; при этом постоянная частота вращения коленчатого вала поддерживается увеличением или уменьшением нагрузки на двигатель.

Изменение часовых расходов топлива происходит почти по прямолинейному закону. Резкий изгиб кривых вверх при нагрузках, близких к наибольшим, происходит вследствие включения экономайзера. Увеличение удельного расхода топлива при небольших открытиях дроссельной заслонки обусловлено обогащением горючей смеси.

Увеличение удельного расхода топлива на прикрытой дроссельной заслонке происходит вследствие ухудшения рабочего процесса двигателя, а также понижения механического КПД.

Нагрузочная характеристика дизельного двигателя снимается при переменном расходе топлива и постоянной частоте вращения коленчатого вала. В этом случае количество воздуха, поступающего в цилиндр за цикл, остается постоянным и поэтому будет изменяться коэффициент избытка воздуха а.

Кривые, показывающие зависимость мощности и экономичности двигателя от расхода топлива, состава смеси, температуры масла и воды, угла опережения зажигания, угла опережения впрыска топлива и т. д., называются регулировочными характеристиками. Эти характеристики необходимы для выявления наивыгоднейших условий работы двигателя в зависимости от вышеуказанных факторов и оценки степени совершенства его регулировки.

Регулировочные характеристики снимают как при полной, так и при частичных нагрузках. Наиболее часто снимают регулировочные характеристики по расходу топлива, показывающие изменение мощности Ne двигателя и удельного расхода топлива ge в зависимости от часового расхода топлива GT при постоянной частоте вращения коленчатого вала и оптимальном угле опережения зажигания.

На рис. 270, а представлена регулировочная характеристика по расходу топлива карбюраторного двигателя. Характеристика имеет две существенные точки: одну, соответствующую максимальной мощности, а другую — минимальному удельному расходу топлива.

Область регулировок карбюратора должна находиться между регулировкой на минимум удельного расхода топлива и регулировкой на максимум мощности .

Регулировочная характеристика по углу опережения зажигания представлена на рис. 270, б. Из приведенной характеристики видно, что с увеличением угла опережения зажигания до 25° мощность двигателя растет, а удельный расход топлива уменьшается. При дальнейшем увеличении угла опережения зажигания мощность двигателя снижается и удельный расход топлива увеличивается. Следовательно, на данном режиме оптимальный угол опережения зажигания составляет 25°.

Характеристика холостого хода представляет собой кривую изменения часового расхода в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Эта характеристика снимается для суждения об экономичности работы двигателя при холостом ходе.

Регулировка системы питания при этом устанавливается таким образом,

Рис. 270. Регулировочные характеристики двигателя

Рис. 271. Характеристика холостого хода двигателя ЗИЛ-130

На рис. 271 приводится характеристика холостого хода двигателя ЗИЛ-130.

Реклама:

Читать далее: Испытание двигателей

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru