Motor cu combustie interna

O caracteristică este primirea amestecului de combustibil în colectorul sau în cilindrii deschisi ai motorului prin alimentarea sistemului de injecție de combustibil . În acest moment, este versiunea predominantă a lui Otto ICE, deoarece vă permite să simplificați dramatic controlul electronic al motorului. Gradul de omogenitate dorit al amestecului se realizează prin creșterea presiunii de atomizare a combustibilului prin injector. Una dintre opțiuni este injecția directă de combustibil, pe lângă uniformitatea ridicată, permite creșterea raportului de compresie (și, prin urmare, eficiența) motorului. Pentru prima dată, sistemele de injecție au apărut pe motoarele de aeronave, deoarece au făcut posibilă dozarea amestecului în orice poziție a motorului.

Piston rotativ

Propus de inventatorul Wankel la începutul secolului al XX-lea. Baza motorului este un rotor triunghiular (piston), care se rotește într-o cameră specială în formă de 8, care îndeplinește funcțiile de piston, arbore cotit și distribuitor de gaz. . Acest design permite efectuarea oricărui ciclu Diesel , Stirling sau Otto în 4 timpi fără utilizarea unui mecanism special de distribuție a gazului. Într-o singură rotație, motorul efectuează trei cicluri complete de lucru, ceea ce este echivalent cu funcționarea unui motor cu piston cu șase cilindri. A fost produs în serie de NSU în Germania ( mașină RO-80 ), VAZ în URSS (VAZ-21018 Zhiguli, VAZ-416 , VAZ-426 , VAZ-526 ), ​​​​Mazda în Japonia (Mazda RX-7, Mazda RX-8 ). În ciuda simplității sale fundamentale, are o serie de dificultăți semnificative de proiectare care fac foarte dificilă implementarea sa pe scară largă. Principalele dificultăți sunt asociate cu crearea de etanșări durabile lucrabile între rotor și cameră și cu construcția sistemului de lubrifiere și, prin urmare, cu îndeplinirea cerințelor de mediu [27] .

RCV  - motor cu ardere internă, al cărui sistem de distribuție a gazelor este implementat datorită mișcării pistonului, care efectuează mișcări alternative, trecând alternativ țevile de admisie și de evacuare

În mod obișnuit, motoarele cu combustie internă cu piston rotativ folosesc benzina drept combustibil , dar poate fi folosit și gaz. Motorul cu piston rotativ este un reprezentant proeminent al motoarelor cu ardere internă fără tijă, împreună cu motorul Balandin. [28]

Motoare pe gaz cu aprindere prin scânteie

Acesta este un motor convențional cu combustie internă cu piston, care funcționează pe ciclul Otto (cu aprindere prin scânteie), folosind hidrocarburi drept combustibil , care se află în condiții normale în stare gazoasă. Aceste motoare sunt utilizate pe scară largă, de exemplu, în centralele electrice de putere mică și medie, folosind gaze naturale drept combustibil (în domeniul puterii mari, unitățile de putere cu turbine cu gaz domnesc supreme). Ele pot funcționa pe un ciclu în 2 timpi, dar versiunea în 4 timpi este mai frecventă.

Caracteristici ale dispozitivului cu motor pe gaz:

• Când se utilizează gaz lichefiat  (fie GPL  - stocat într-un cilindru sub presiune de până la 16 atm ; fie GNL  - necesită echipament criogenic), sistemul de alimentare include un evaporator și un reductor de gaz , după care gazul este aspirat de motor în galeria de admisie printr-un mixer aer-gaz sau injectat prin duze . În unele cazuri, evaporatorul și reductorul de gaz sunt combinate într-o singură carcasă.
• Când se utilizează GNC ca combustibil  , gazul este stocat în cilindri sub o presiune de 150-250 atm , există un reductor, dar nu există un evaporator.
• Când se lucrează cu gaz de generator (obținut prin transformarea combustibilului solid în combustibil gazos, unde cărbunele , cocs , brichetele de cărbune , peleții de combustibil , lemnul de foc , cărbunele , turba sunt folosite ca combustibil solid ), combustibilul pentru motoarele cu ardere internă este sintetizat într-un generator special de gaz . . Datorită căldurii de ardere mai scăzute a amestecului combustibil, puterea motorului este de obicei redusă.

Motor alternativ cu ardere internă cu aprindere prin compresie

Într-un motor diesel, aprinderea combustibilului are loc diferit. O parte din combustibil este injectată și pulverizată în aerul încălzit prin compresie adiabatică în cilindru prin duză . Când se pulverizează în jurul picăturilor individuale de combustibil care se evaporă, apar centre de ardere și, pe măsură ce combustibilul este injectat, o parte din combustibil arde sub forma unei torțe. Deoarece motoarele diesel nu sunt supuse ciocănirii (din cauza începerii livrării și arderii combustibilului după TDC al cursei de compresie), raportul de compresie nu este limitat de ciocănire. Creșterea acestuia peste 15 practic nu dă o creștere a eficienței [29] , deoarece în acest caz presiunea maximă este limitată de arderea mai lungă și de o scădere a unghiului de avans al injecției. Cu toate acestea, motoarele diesel cu cameră turbionară de dimensiuni mici pot avea un raport de compresie de până la 26, pentru aprindere fiabilă în condiții de îndepărtare mare a căldurii și pentru o funcționare mai puțin rigidă . Motoarele maritime diesel supraalimentate de dimensiuni mari au un raport de compresie de ordinul 11~14 și o eficiență de peste 50% [30] . Pentru a facilita pornirea, motoarele diesel pot avea bujii incandescente, duze electrice pentru lanterna sau alte dispozitive.

Motoarele diesel sunt de obicei mai puțin rapide , prin urmare, cu putere egală cu motoarele pe benzină, se caracterizează printr -un cuplu mai mare pe arbore. Motoarele diesel mari sunt adaptate să funcționeze cu combustibili grei, cum ar fi uleiul de combustibil . Pornirea motoarelor diesel mari se realizează, de regulă, cu aer comprimat sau, în cazul grupurilor electrogene diesel , de la un generator electric atașat , care acționează ca un demaror la pornire .

Motoarele moderne, numite motoare diesel, nu funcționează pe ciclul Diesel , ci pe ciclul Trinkler-Sabate cu o sursă de căldură mixtă. Dezavantajele lor se datorează particularităților ciclului de lucru - o tensiune mecanică mai mare, care necesită o rezistență structurală crescută și, ca urmare, o creștere a dimensiunilor, greutății și costului acesteia datorită unui design complicat și utilizării materialelor mai scumpe. De asemenea, motoarele diesel din cauza arderii eterogene se caracterizează prin emisii inevitabile de funingine și un conținut crescut de oxizi de azot în gazele de eșapament.

Motor pe benzină-diesel

Partea principală a încărcăturii gaz-aer epuizate este pregătită, ca în oricare dintre motoarele cu gaz, dar este aprinsă nu de o lumânare electrică , ci de o porțiune pilot de motorină injectată în cilindru, în mod similar cu un motor diesel. De obicei, este posibil să funcționeze pe un ciclu pur diesel. Aplicație: camioane grele, autobuze, locomotive diesel (deseori manevră). Motoarele pe gaz-diesel, ca și motoarele pe gaz, produc mai puține emisii nocive, în plus, gazul natural este mai ieftin. Un astfel de motor este adesea obținut prin modernizarea unuia de serie, în timp ce economisirea de motorină (gradul de înlocuire cu gaz) este de aproximativ 60% [31] . Firmele străine dezvoltă în mod activ astfel de modele [32] .

Ciocan diesel

Un tip de motor diesel cu putere de ieșire sub formă de piston ( femei ). Nu are mecanism de manivelă, sisteme de răcire și lubrifiere. Atomizarea combustibilului în modelele mai vechi are loc atunci când o femeie lovește gaura din chabot, în cele mai noi este pulverizat cu o duză.

Motor cu ardere internă cu piston liber

Un tip de motor diesel cu ieșire de energie sub formă de energie de gaz comprimat. Pistonul care oscilează în cilindru emite energie prin comprimarea gazului din spațiul de sub piston. Astfel, necesitatea unui piston separat sau a unui compresor centrifugal, precum și a unui mecanism de manivelă, dispare.

Motor cu ardere combinată

Un motor cu ardere internă combinată este o combinație de mașini cu piston și palete (turbină, compresor), în care ambele mașini sunt implicate în implementarea procesului de lucru într-o măsură comparabilă. Un exemplu de motor cu ardere internă combinată este un motor cu piston cu o turbină cu gaz (turbo). O mare contribuție la teoria motoarelor combinate a fost adusă de inginerul sovietic, profesorul A. N. Shelest .

Cel mai comun tip de motoare combinate este un piston cu turbocompresor. Un turbocompresor sau un turbocompresor (TK, TN) este un compresor care este antrenat de gazele de eșapament . Și-a primit numele de la cuvântul „turbină” (fr. turbină din lat. turbo - vârtej, rotație). Acest dispozitiv este format din două părți: o roată a rotorului turbinei antrenate de gazele de eșapament și un compresor centrifugal fixat la capete opuse ale unui arbore comun. Jetul de fluid de lucru (în acest caz, gazele de eșapament) acționează asupra palelor fixate în jurul circumferinței rotorului și le pune în mișcare împreună cu arborele, care este realizat solidar cu rotorul turbinei dintr-un aliaj rezistent la căldură. . Pe arbore, pe lângă rotorul turbinei, este fixat un rotor de compresor din aliaj de aluminiu, care, atunci când arborele se rotește, pompează aer în cilindrii motorului cu ardere internă. Astfel, ca urmare a acțiunii gazelor de eșapament asupra palelor turbinei, rotorul turbinei, arborele și rotorul compresorului se rotesc simultan. Utilizarea unui turbocompresor în combinație cu un intercooler (intercooler) face posibilă furnizarea unei încărcări mai dense a cilindrilor motorului cu ardere internă (în motoarele moderne cu turbo este utilizată această schemă). În unele scheme, motoarele au două sau mai multe trepte de amplificare, de obicei cu intercooling, iar turbocompresoarele sunt reglate (cantitatea de injecție este limitată), ceea ce vă permite, în principiu, să obțineți o varietate de opțiuni pentru dependența puterii de viteză. (performanță de transport îmbunătățită).

Motoarele încărcate înainte de apariția motoarelor cu reacție erau singurele posibile în aviația de mare altitudine, datorită scăderii densității aerului odată cu înălțimea ; sunt utilizate pe scară largă la motoarele diesel (permițând creșterea indicatorilor de putere specifici până la nivelul ICE-urilor cu scânteie aspirată natural și mai mare), mai rar la cele pe benzină . Prin reglarea turboalimentării (regulator de presiune), precum și a setărilor mecanismului de distribuție a gazului , care împreună determină umplerea cilindrilor motorului, este posibilă îmbunătățirea caracteristicilor de transport ale acestuia.

Motor cu reacție

Dezvoltă împingerea prin forța reactivă din produsele de ardere ejectate prin duză. Pentru a accelera fluidul de lucru, se folosesc atât expansiunea gazului datorată încălzirii în timpul arderii ( motoare cu reacție termică ), cât și alte principii fizice, de exemplu, accelerarea particulelor încărcate într-un câmp electrostatic (vezi motorul cu ioni ).

Un motor cu reacție combină motorul propriu-zis cu elicea , adică creează tracțiune numai prin interacțiunea cu fluidul de lucru, fără sprijin sau contact cu alte corpuri. Din acest motiv, este cel mai frecvent folosit pentru a propulsa avioane , rachete și nave spațiale .

Motor cu turbină cu gaz

Se caracterizează prin comprimarea fluidului de lucru în partea compresorului, după ardere, produsele de ardere, care au crescut semnificativ în volum (datorită dilatației termice), trec prin partea turbină. În cazul unui motor cu turbină cu gaz, puterea este transferată la arborele turbinei, în cazul unui motor cu turboreacție, mișcarea produselor de ardere creează un impuls motor.

Arme de foc

Este primul tip de motor cu ardere internă cu piston din timpul invenției [33] [34] .

O caracteristică a armelor de foc, ca motor termic , este combustibilul solid utilizat , care are o căldură volumetrică mare de ardere și o viteză de ardere , care asigură o creștere multiplă a volumului produselor de ardere și o accelerare eficientă a gloanțelor sau proiectilelor aruncate din țeavă. (cilindru) servind drept piston .

Ca și alte motoare, armele de foc pot fi răcite cu aer și lichid; în monturile masive de armă, purjarea forțată este utilizată pentru a răci țeava după fiecare împușcătură. Combustibilul este aprins lovind percutorul de pe amorsa . Cu fiecare ciclu de lucru, un astfel de motor accelerează un glonț sau un proiectil care lovește cu precizie inamicul la o distanță mare, fără eforturile fizice ale lupttorului însuși.

Sisteme ICE

Pe lângă principalele părți (funcționale) care asigură conversia energiei gazului fierbinte în cuplu sau mișcare de translație, motoarele cu ardere internă au sisteme suplimentare: alimentare cu combustibil, lubrifiere , răcire , pornire ; în funcție de proiectarea motorului - sisteme de distribuție a gazului , injecție de combustibil , aprindere și altele. Eficiența acestor sisteme, în special cele asociate cu alimentarea cu combustibil și aer, afectează direct puterea, eficiența și compatibilitatea cu mediul motorului, în timp ce caracteristicile altora (sistem de pornire, lubrifiere, sistem de răcire, sistem de purificare a aerului) afectează în principal indicatori de greutate și dimensiune și resurse [35] .

Caracteristicile motorului cu ardere internă

Calitățile de consum ale motorului (luând ca model un motor clasic cu piston sau combinat care furnizează cuplu) pot fi caracterizate prin următorii indicatori:

1. Indicatori de masă, în kg pe litru de volum de lucru (de obicei, de la 30 la 80) - greutate specifică și în kW / kg - putere specifică. Sunt mai importante pentru transport, în special pentru aviație, motoare.
2. Consum specific de combustibil , g/l. s. * oră (g / kW * h), sau pentru tipuri specifice de combustibili cu densitate și stare de agregare diferite, l / kW * h, m 3 / kW * h.
3. Resursa în ore (ore). Unele aplicații ale motoarelor cu ardere internă nu necesită o resursă mare (pornirea motoarelor cu ardere internă, motoare ATGM , torpile și drone) și, prin urmare, este posibil ca designul lor să nu includă, de exemplu, filtre de ulei și aer. Resursa unor astfel de motoare cu ardere internă specifice precum armele de foc este calculată în numărul de focuri înainte de schimbarea țevii. Cele mai durabile motoare ar trebui să aibă o resursă de zeci și sute de mii de ore (navă și staționare puternică), corespunzătoare resursei navei sau centralei electrice.
4. Caracteristicile de mediu ( atât independente, cât și ca parte a unui vehicul ) care determină posibilitatea de funcționare a acestuia.
5. Caracteristici de transport care determină curba cuplului în funcție de numărul de rotații . Când motorul funcționează pe o caracteristică cu șurub , de obicei fără transmisie, nu este necesară o ajustare specială a caracteristicii de transport, dar la mașini și tractoare, o caracteristică bună de transport (rezervă mare de cuplu, setare la viteză mică ) poate reduce numărul de vitezele transmisiei și facilitează controlul.
6. Zgomotul motorului, adesea determinat de utilizarea acestuia în modele de mașini de lux sau submarine . Pentru a reduce zgomotul, acestea reduc adesea rigiditatea suportului motorului, complică schemele de evacuare (de exemplu, gazele de eșapament printr-o elice în motoarele exterioare) și, de asemenea, capota.

Caracteristicile vitezei

Motoarele cu ardere internă care furnizează putere la arborele de ieșire sunt de obicei caracterizate prin curbe de cuplu și putere în funcție de turația arborelui (de la turația minimă stabilă în gol până la cea maximă posibilă, la care motorul cu ardere internă poate funcționa mult timp fără avarii) [36] . Pe lângă aceste două curbe, poate fi prezentată o curbă specifică a consumului de combustibil [37] . Pe baza rezultatelor analizei unor astfel de curbe, se determină factorul de rezervă de cuplu (alias factorul de adaptabilitate) și alți indicatori care afectează proiectarea transmisiei [38] .

Pentru consumatori, producătorii oferă caracteristici externe de viteză cu putere netă ISO-1585, conform standardului regional de măsurare a puterii ICE, care depinde de temperatură, presiune, umiditatea aerului, combustibilul utilizat și disponibilitatea prizei de putere pentru unitățile instalate. Până în 1972, motoarele de la producătorii americani au fost testate după un alt standard (SAE Gross), ulterior conform SAE Net (măsurarea puterii brute, respectiv nete).

Această caracteristică este numită externă deoarece liniile de putere și cuplu trec deasupra caracteristicilor de viteză parțială și este imposibil să obțineți putere peste această curbă prin orice manipulări cu alimentarea cu combustibil (viteza absolută - vezi mai jos).

Publicațiile din anii 1980 și anterioare oferă caracteristici de viteză bazate pe măsurătorile puterii brute (curba cuplului este prezentată și în graficul de mai sus). Această putere este determinată fără a ține cont de pierderile pentru antrenările unităților externe ale motorului (ventilator, pompă de apă, generator). Dintre consumatorii antrenati de arborele cotit, in acest caz, raman doar pompa de ulei si arborele cu came (arborele).

Pe lângă cele complete, în calculele transmisiilor de transport sunt utilizate în mod activ caracteristicile de viteză parțială  - performanța efectivă a motorului în pozițiile intermediare ale regulatorului de alimentare cu combustibil (sau supapa de accelerație în cazul motoarelor pe benzină) [38] . Pentru vehiculele cu elice pe astfel de caracteristici, caracteristicile elicei sunt date în diferite poziții ale pasului elicei cu pas reglabil [39] .

Există și alte caracteristici care nu sunt publicate consumatorilor, de exemplu, cu curbe ale puterii indicate, consumului de combustibil indicat și cuplului indicat și sunt utilizate în calculul motorului cu ardere internă, precum și caracteristica de turație absolută , arătând maximul posibil. puterea unui motor dat, care poate fi obținută furnizând mai mult combustibil decât în ​​modul nominal. Pentru motoarele diesel se construiește și o conductă de fum , lucrări în spatele căreia nu sunt permise [40] .

Lucrările asupra caracteristicii absolute practic nu sunt efectuate (cu excepția pornirii motorului cu ardere internă), deoarece acest lucru reduce eficiența și compatibilitatea cu mediul motorului, reduce resursa (în special pentru motoarele diesel, în care funcționarea în spatele liniei de fum reduce motorul). resursă la câteva ore) [41] .

Diferența caracteristică dintre caracteristicile de viteză ale unui motor diesel și ale unui motor cu scânteie (caracteristicile de turație parțială ale celui de-al doilea scădere brusc în regiunea vitezelor mari) este cauzată de un mod diferit de control al puterii: la motoarele pe gaz și pe benzină, alimentarea cu aer. sau un amestec combustibil este limitat de o supapă de accelerație ( control cantitativ ), iar cu o creștere a accelerației, umplerea cilindrului scade brusc odată cu creșterea vitezei, în timp ce la motoarele diesel cantitatea de aer rămâne aceeași ( regulament de calitate ) , iar cuplul scade aproximativ proporțional cu alimentarea cu combustibil pe ciclu [42] .

Acest lucru implică două consecințe: în primul rând, motoarele pe benzină au un factor de adaptabilitate mai mare și, prin urmare, o mașină echipată cu un astfel de motor poate avea mai puține trepte în cutia de viteze; în al doilea rând, motoarele diesel își reduc eficiența mult mai puțin atunci când funcționează la caracteristici de turație parțială [43] . În acest sens, modelele ulterioare de motoare cu injecție de combustibil în cilindri (FSI) accelerează mai puțin la sarcini parțiale, în timp ce așa-numita formare a amestecului stratificat are loc în cilindri (centrul de ardere din jurul jetului de combustibil din centru este înconjurat de aer) . Concomitent cu creșterea eficienței, un astfel de proces de ardere reduce emisiile [44] . Astfel, aceste motoare vor avea caracteristici intermediare între cele menționate.

Pe de altă parte, în ultimele decenii, s-a folosit în mod activ accelerarea motorului diesel, introdusă pentru a îmbunătăți performanța de transport. Reglajul dă cel mai mare efect la motoarele diesel echipate cu un turbocompresor [45] .

Resursa ICE

Este determinată în mare măsură de proiectare și de gradul de forță. Recent, din cauza creșterii cerințelor de mediu, durata maximă de viață permisă a motorului este limitată nu numai de reducerea puterii și a consumului de combustibil, ci și de creșterea emisiilor nocive.

Pentru motoarele cu combustie internă cu piston și rotative, resursa se datorează în mare parte uzurii garniturii pistonului (ringele pistonului) sau a rotorului (etanșări la capăt), pentru motoarele cu turbine cu gaz și cu reacție - pierderea proprietăților de rezistență a materialului și deformarea lame. În toate cazurile, are loc uzura treptată a rulmenților și a etanșărilor arborelui și, datorită dependenței mecanismului principal al motorului de unitățile auxiliare, resursa este limitată de defecțiunea primei dintre ele.

De obicei, motoarele au intervale de service asociate cu spălarea sau schimbarea filtrelor, precum și ulei, bujii, curele de distribuție sau lanțuri. În funcție de design, motoarele au nevoie de diferite tipuri de lucrări de inspecție și reglare pentru a garanta următoarea perioadă de funcționare fără probleme a motorului. Cu toate acestea, chiar și cu toate regulile de întreținere, motorul se uzează treptat. Pe lângă resursa stabilită de instalație (datorită durității și șlefuirii pieselor de uzură și condițiilor termice), toate celelalte lucruri fiind egale, motorul durează mult mai mult în regimurile de putere parțială [46] .

Avarii și reparații ICE

Din motive financiare, resursele stabilite în timpul proiectării ar trebui să fie epuizate (cu o creștere a durabilității estimate, creșterea greutății și a costului motorului), totuși, din cauza variației naturale a condițiilor de funcționare, unele motoare pot defecta mai devreme decât era planificat. Pe lângă o defecțiune completă, motivul plecării la reparații poate fi o încălcare a cerințelor de mediu, o scădere a puterii, o creștere a consumului de combustibil, uzură accelerată (ciocănire, zgârieturi) etc.

Reparația motoarelor cu ardere internă este clasificată în curent, intermediar și capital. Prima implică lăsarea părților principale fără schimbare (pentru cele cu piston - fără a îndepărta pistoanele și arborele cotit), a doua - o schimbare parțială a părților principale (pentru cele cu piston - înlocuirea segmentelor de piston, căptușele arborelui fără șlefuire), cel capital include înlocuirea pieselor principale și șlefuirea arborelui. Reparațiile intermediare nu se efectuează pentru instalațiile cu turbine cu gaz.

Cerințele ridicate de mediu au provocat o schimbare în politica multor fabrici de constructii de motoare, care anterior lăsau multe dimensiuni intermediare pentru reparații, astfel încât motoarele moderne au fie un număr mic de dimensiuni de reparație, fie nu se asigură deloc alezarea lor. Acest lucru este compensat de o creștere a resurselor de revizuit (sau a resursei complete). Pentru a evita defectarea prematură a motorului din cauza încălcării condițiilor de funcționare, acestea sunt echipate cu dispozitive pentru monitorizarea nivelului de ulei, lichid de răcire, temperatură, vibrații (celule de sarcină) și altele. Împreună cu livrarea de combustibil controlată electronic și sincronizarea aprinderii, motorul modern devine din ce în ce mai computerizat. În multe cazuri, defecțiunile sunt diagnosticate folosind așa-numitele teste de motoare conectate la conectorul de diagnosticare al vehiculului. Cu toate acestea, dacă apar defecțiuni mecanice, mai degrabă decât software sau electronice, motorul necesită încă reparații parțiale sau complete (mare) .

Impactul motoarelor cu ardere internă asupra mediului, cerințele de mediu pentru proiectarea motoarelor cu ardere internă

În interiorul motorului cu ardere internă, pe lângă arderea combustibilului, există și formarea de oxizi de azot (NOx), monoxid de carbon (CO) și diferite hidrocarburi (CxHy, scrieți adesea CH). Motoarele diesel pot de asemenea să emită carbon elementar sub formă de funingine (C). Cantitatea de substanțe formate depinde în cele din urmă de procesul de lucru în curs, în special de temperatura de ardere, cantitatea de combustibil din zonele adiacente pereților camerei de ardere (zonele de stingere a flăcării), timpul de ardere, precum și omologia. și compoziția elementară a combustibilului (de exemplu, combustibilul cu hidrogen nu poate produce emisii de CO, CH și C deoarece nu conține carbon; benzinele cu un conținut ridicat de aromatice produc emisii mari de benzo-alfa-piren și așa mai departe). Aceste substanțe dăunează mediului și oamenilor, și sunt numite emisii nocive [2] . Reducerea consumului de combustibil al unui vehicul reduce, de asemenea, emisiile nocive pe kilometru. Acest lucru arată importanța eficienței consumului de combustibil în vehiculele care emit mai mult de jumătate din poluarea lumii.

În primele decenii ale introducerii motoarelor cu ardere internă , emisiilor nocive nu li s-a acordat suficientă atenție, deoarece existau mai puține mașini și motoare în sine. Pe viitor, producătorii au fost obligați să respecte anumite standarde de emisii, iar de-a lungul anilor acestea devin din ce în ce mai stricte. În principiu, sunt posibile trei moduri de reducere a emisiilor [47] :

1. Alegerea combustibilului ecologic ( hidrogen , gaz natural ) sau îmbunătățirea combustibilului lichid tradițional (benzină și motorină Euro-5).
2. Modificarea parametrilor ciclului motorului sau dezvoltarea altora noi (reducerea raportului de compresie, stratificarea încărcăturii, injecție intra-cilindră, sisteme de control computerizat cu senzori de oxigen, sistem Common rail la motoarele diesel etc.).
3. Reducerea conținutului de emisii nocive folosind convertoare termice (anterior) și catalitice (în prezent).

Standardele de toxicitate existente în țările dezvoltate necesită de obicei utilizarea mai multor metode simultan [47] . În acest caz, eficiența combustibilului atât a mașinilor, cât și a întregului complex de transport (inclusiv rafinăriile) se înrăutățește de obicei, deoarece ciclurile optime de eficiență și ecologice pentru motoare nu coincid de obicei, iar producția de combustibil extrem de prietenos cu mediul necesită mai multă energie.

Cel mai mare procent de emisii nocive provine din transportul terestru, în principal mașini și camioane. Motoarele cu piston instalate pe ele , pentru a obține un randament ridicat, au o temperatură ridicată de ardere la care se formează oxizi de azot. Emisiile de hidrocarburi sunt limitate in mare masura de catalizatori care functioneaza eficient, dar, din pacate, atunci cand motorul este incalzit si la ralanti, din cauza temperaturii scazute a gazelor de esapament, randamentul acestora scade.

În aceleași variante de motoare cu ardere internă, precum turbina cu gaz și jet, arderea este organizată continuu, iar temperatura maximă este mai scăzută. Prin urmare, au de obicei emisii mai mici de hidrocarburi nearse (datorită zonei mai mici de stingere a flăcării și timpului suficient de ardere) și emisii de oxizi de azot (datorită temperaturii maxime mai scăzute). Temperatura în astfel de motoare este limitată de rezistența la căldură a palelor, duzelor, ghidajelor, iar pentru motoarele de transport este de 800..1200 ° C [48] . Îmbunătățirile în performanța mediului, de exemplu, rachetele, sunt de obicei obținute prin selectarea combustibililor (de exemplu, oxigenul lichid și hidrogenul sunt utilizate în loc de UDMH și peroxid de azot ).

Anterior, motoarele de automobile și avioane foloseau benzină cu plumb, ale cărei produse de ardere conțineau plumb , care practic nu era excretat din corpul uman . Cel mai mult, poluarea afectează orașele mari situate în zonele joase și înconjurate de dealuri: atunci când nu este vânt, în ele se formează smog . În prezent, nu sunt standardizate doar emisiile nocive în sine, ci și emisiile de dioxid de carbon și apă de către un vehicul (datorită impactului asupra climei).

Recent, au fost exprimate îngrijorări serioase cu privire la utilizarea în continuare a motoarelor pe combustibili fosili (majoritatea motoarelor cu ardere internă), în legătură cu problema încălzirii globale [49] [50] . Datorită introducerii de noi standarde de mediu în Europa începând cu 2025, producătorii europeni de automobile plănuiesc să treacă la producția de vehicule electrice [51] . Acest lucru se datorează nu numai creșterii numărului de mașini, ci și impactului emisiilor asupra întregului ecosistem: de exemplu, s-a constatat că emisiile nocive (în mare parte cauzate de mașini) reduc productivitatea agricolă cu 25% [52]. ] .

Nivelul de dezvoltare al motoarelor cu ardere internă ca măsură a progresului tehnic

Dezvoltarea unui motor cu ardere internă nu este banală, deoarece există multe căi către obiectiv. Alegerea celor mai bune (așa cum se aplică unei anumite zone și cerințe) este un exemplu de optimizare multifactorială. Intuiția nu este suficientă aici, sunt necesare cheltuieli mari în dezvoltarea opțiunilor, teste de resurse. Tendințele în dezvoltarea construcției motoarelor oferă multe opțiuni pentru dezvoltarea ulterioară [53] .

Cerințe ridicate pentru piesele motoarelor cu ardere internă, complexitatea ordinii tehnologice (materiale, procesare), ciclul de producție (debit, posibilitate de defecte), scara de producție (milioane de unități), nivelul ridicat de concurență și integrarea economiei mondiale îl fac. este posibil să se judece nivelul tehnologiei de stat după nivelul motoarelor cu ardere internă produse. Motoarele de înaltă performanță nu numai că fac posibilă crearea de vehicule economice și ecologice, ci și dezvoltarea independentă în domenii precum știința militară, știința rachetelor (în special, programele spațiale) [54] . Industriile de înaltă tehnologie servesc drept centru pentru cristalizarea comunităților de inginerie, nașterea de noi idei. Astfel, ansamblul transportoarelor a fost introdus pentru prima dată în ansamblul vehiculelor echipate cu motoare cu ardere internă. Întreținerea și conducerea a numeroase vehicule a creat multe noi profesii, locuri de muncă, practici de afaceri și chiar stiluri de viață ( vânzători călători , călători ). Nu ar fi exagerat să spunem că apariția motorului cu ardere internă a revoluționat întreaga lume [55] .

Vezi și

• Pornirea unui motor cu ardere internă
• Motor rotativ: proiecte și clasificare
• Motor cu piston rotativ
• Motor compus turbo
• Mașină cu generator de gaz
• Combustibil lichid sintetic
• Eficiența combustibilului vehiculului
• Revizia motorului

Note

1. ↑ 1 2 3 Motor cu ardere internă - Marea Enciclopedie Rusă . Marea Enciclopedie Rusă . Preluat la 23 mai 2021. Arhivat din original la 10 august 2020. (Rusă)
2. ↑ 1 2 Matskerle Yu. Mașină modernă și economică. - Moscova: Mashinostroenie, 1987.
3. ↑ Clasele de mediu în regulile de circulație din 1 iulie 2021 https://pddmaster.ru/pdd/ekologicheskiy-klass.html Copie de arhivă din 6 decembrie 2021 la Wayback Machine
4. ↑ Dezvoltarea armelor în războaie . v-nayke.ru _ Preluat la 3 decembrie 2021. Arhivat din original la 3 decembrie 2021. (nedefinit)
5. ↑ Tipuri de motoare cu abur de nave, avantajele și dezavantajele acestora. . lectures.org. Preluat la 22 iulie 2019. Arhivat din original la 22 iulie 2019. (nedefinit)
6. ↑ Sharoglazov B.A., Farofontov M.F., Klementiev V.V. [ https://www.susu.ru/sites/default/files/book/dvigateli_vnutrennego_sgoraniya._teoriya_modelirovanie_i_raschet_processov.pdf MOTOARE CU ARDERE INTERNA: TEORIA, MODELAREA ŞI CALCULUL PROCESELOR]. - Chelyabinsk: South Ural State University, 2005. Arhivat 10 iunie 2021 la Wayback Machine
7. ↑ Istoria creării motoarelor cu ardere internă . www.dyrchik.ru _ Preluat la 24 mai 2021. Arhivat din original la 24 mai 2021. (nedefinit)
8. ↑ Primul motor cu ardere internă: istorie, fapte . autodriveli.com . Preluat la 24 mai 2021. Arhivat din original la 24 mai 2021. (nedefinit)
9. ↑ Motor cu reacție. Istoria inventiei si productiei . www.diagram.com.ua _ Preluat la 24 mai 2021. Arhivat din original la 24 mai 2021. (nedefinit)
10. ↑ Istoria motorului cu ardere internă . azbukadvs.ru. Preluat la 25 iulie 2019. Arhivat din original la 25 iulie 2019. (nedefinit)
11. ↑ Motor cu ardere internă (ICE): dispozitiv, principiu de funcționare și clasificare . pro-sensys.com . Consultat la 6 iunie 2021. Arhivat din original pe 6 iunie 2021. (Rusă)
12. ↑ JET ENGINE • Marea Enciclopedie Rusă - versiune electronică . bigenc.ru . Consultat la 6 iunie 2021. Arhivat din original pe 6 iunie 2021. (nedefinit)
13. ↑ Progresul aviației cu reacție (General-locotenent al Serviciului de Inginerie și Tehnic A. Ponomarev) ] . weapons-world.ru . Preluat la 23 mai 2021. Arhivat din original la 23 mai 2021. (nedefinit)
14. ↑ Tipuri de motoare cu ardere internă . carsweek.ru Preluat la 22 iulie 2019. Arhivat din original la 22 iulie 2019. (Rusă)
15. ↑ Clasificarea ICE . Preluat la 29 martie 2022. Arhivat din original la 2 martie 2021. (nedefinit)
16. ↑ Alexander Zhigadlo, Yuri Makushev, Larisa Volkova. Tehnologia de utilizare a combustibililor si uleiurilor . — Litri, 21.07.2022. — 144 p. - ISBN 978-5-04-454520-5 .
17. ↑ Enciclopedia militară sovietică: Radio control-Tachanka . - Editura Militară, 1979. - 744 p.
18. ↑ Valery Ostrikov, Alexander Petrașev, Serghei Sazonov, Alla Zabrodskaya. Combustibil, lubrifianți și lichide tehnice . — Litri, 15-05-2022. — 246 p. — ISBN 978-5-04-189346-0 .
19. ↑ Glosar de termeni ai documentelor oficiale de securitate . — Litri, 29.01.2022. — 744 p. - ISBN 978-5-04-087018-9 .
20. ↑ S. M. Kadyrov. Motoare cu ardere internă . — Litri, 15-05-2022. — 474 p. — ISBN 978-5-04-190251-3 .
21. ↑ Kalinina T.A. Chimia petrolului și gazelor. Complex educativ-metodic . — „Editura Prospekt”, 18-08-2015. — 241 p. — ISBN 978-5-392-19356-1 .
22. ↑ S. M. Kadyrov, S. E. Nikitin, L. Akhmetov. Motoare de automobile si tractor . — Litri, 15-05-2022. — 618 p. - ISBN 978-5-04-048989-3 .
23. ↑ Paul Eden, S. Moen. Avioane. Enciclopedia Ilustrată . — Litri, 15-05-2022. — 385 p. — ISBN 978-5-04-376437-9 .
24. ↑ Mihail Ivanovici Sheveli︠u︡k. Teoreticheskie osnovy proektirovanii︠a︡ zhidkostnykh raketnykh dvigateleĭ . — du-te. științific-tehn. izd-vo, 1960. - 700 p.
25. ↑ 1 2 MOTOR TERMINAL | Enciclopedie în jurul lumii . www.krugosvet.ru _ Preluat la 11 iunie 2021. Arhivat din original la 11 iunie 2021. (Rusă)
26. ↑ Cifra zilei: câte mașini sunt pe planetă? : . Autonews. Preluat la 10 iunie 2020. Arhivat din original la 10 iunie 2020. (Rusă)
27. ↑ Motor cu piston rotativ - Enciclopedia revistei „La volan” . wiki.zr.ru. Preluat la 18 aprilie 2020. Arhivat din original la 21 februarie 2020. (nedefinit)
28. ↑ Motorul lui Balandin . Preluat la 20 martie 2022. Arhivat din original la 20 martie 2022. (nedefinit)
29. ↑ Procesul de compresie în piston . vdvizhke.ru. Preluat la 15 iulie 2019. Arhivat din original la 15 iulie 2019. (nedefinit)
30. ↑ Pavel Alexandrovich Dorokhov, Nguyen Dinh Hiep. Studiul influenței raportului de compresie asupra performanței unui motor marin cu ardere internă  // Buletinul Universității Tehnice de Stat Astrakhan. Seria: Echipamente și tehnologie marine. - 2009. - Emisiune. 1 . — ISSN 2073-1574 . Arhivat din original pe 15 iulie 2019.
31. ↑ Gaz-diesel pe metan | Gaz în motoare . Preluat la 25 iulie 2019. Arhivat din original la 25 iulie 2019. (Rusă)
32. ↑ Caracteristicile tehnice ale motoarelor diesel pe gaz și analiza studiilor experimentale și teoretice ale procesului gaz-diesel . Studref. Preluat: 25 iulie 2019. (nedefinit)
33. ↑ 1 2 ARME DE FOC • Marea enciclopedie rusă - versiune electronică . bigenc.ru . Preluat la 14 noiembrie 2021. Arhivat din original la 13 august 2020. (nedefinit)
34. ↑ ARME DE FOC - informații pe portalul Encyclopedia World History . w.histrf.ru . Preluat la 18 septembrie 2021. Arhivat din original la 18 septembrie 2021. (nedefinit)
35. ↑ Motor. Clasificarea, mecanismele și sistemele motoarelor cu ardere internă . ustroistvo-avtomobilya.ru _ Preluat la 23 ianuarie 2021. Arhivat din original la 30 ianuarie 2021. (nedefinit)
36. ↑ Caracteristicile motorului - Enciclopedia revistei „La volan” . wiki.zr.ru. Consultat la 11 februarie 2020. Arhivat din original pe 20 februarie 2020. (nedefinit)
37. ↑ Viteza caracteristică a motorului . stroy-technics.ru Consultat la 11 februarie 2020. Arhivat din original pe 20 februarie 2020. (nedefinit)
38. ↑ 1 2 CALCULUL CARACTERISTICILOR DE VITEZĂ EXTERNĂ ALE MOTORULUI CU ARDEREA INTERNĂ - Probleme moderne de știință și educație (revista științifică) . www.science-education.ru. Preluat la 11 februarie 2020. Arhivat din original la 11 aprilie 2021. (nedefinit)
39. ↑ CARACTERISTICI Șuruburilor de funcționare a motorului principal - Dicționar de termeni marini pe Korabel.ru . www.korabel.ru Consultat la 11 februarie 2020. Arhivat din original pe 20 februarie 2020. (Rusă)
40. ↑ Caracteristica externă de mare viteză - Encyclopedia of Mechanical Engineering XXL . mash-xxl.info. Consultat la 11 februarie 2020. Arhivat din original pe 20 februarie 2020. (nedefinit)
41. ↑ Caracteristicile externe de turație ale motoarelor diesel - Encyclopedia of Mechanical Engineering XXL . mash-xxl.info. Consultat la 11 februarie 2020. Arhivat din original pe 20 februarie 2020. (nedefinit)
42. ↑ Reglarea motorului cu ardere internă. . vdvizhke.ru . Preluat la 18 mai 2021. Arhivat din original la 18 mai 2021. (nedefinit)
43. ↑ Sidorov V. N., Tsarev O. A., Golubina S. A. Calculul caracteristicii vitezei externe a unui motor cu ardere internă  // Modern Problems of Science and Education. - 2015. - Emisiune. 1-1 . — ISSN 2070-7428 . Arhivat 18 mai 2021. (Rusă)
44. ↑ Sistem de injecție directă - dispozitiv, principiu de funcționare . systemsauto.ru . Preluat la 18 mai 2021. Arhivat din original la 23 decembrie 2021. (nedefinit)
45. ↑ Creșterea eficienței locomotivelor și motoarelor diesel marine la sarcini mici și la ralanti prin reglarea aerului de alimentare . cyberleninka.ru . Preluat la 18 mai 2021. Arhivat din original la 18 mai 2021. (nedefinit)
46. ↑ Pentru ce resursă sunt proiectate motoarele moderne? . aif.ru (21 mai 2019). Preluat la 14 mai 2021. Arhivat din original la 14 mai 2021. (nedefinit)
47. ↑ 1 2 Hillard D., Springer J. Eficiența combustibilului a vehiculelor alimentate cu benzină. - Moscova: Mashinostroenie, 1988. - 504 p.
48. ↑ 3. Cicluri ale unităților cu turbine cu gaz (GTU) . StudFiles. Preluat la 11 ianuarie 2020. Arhivat din original la 11 ianuarie 2020. (Rusă)
49. ↑ Oprirea încălzirii globale: cum luptă Europa împotriva schimbărilor climatice . Portalul Europulse. Preluat la 28 decembrie 2019. Arhivat din original la 28 decembrie 2019. (Rusă)
50. ↑ Alexandra Fedorovna Serdyukova, Dmitri Aleksandrovich Barabanshchikov. Influența vehiculelor asupra mediului  // Tânăr om de știință. - 2018. - Emisiune. 211 . - S. 31-33 . — ISSN 2072-0297 . Arhivat din original pe 28 decembrie 2019.
51. ↑ Ce se va întâmpla cu ICE: 3 scenarii și calea specială a Rusiei . www.zr.ru _ Preluat la 14 mai 2021. Arhivat din original la 14 mai 2021. (nedefinit)
52. ↑ Nabiullin R.i., Koshkina A.o., Khohlov A.v., Gusarov I.v. Influența calității carburanților de motoare asupra toxicității gazelor de eșapament ale motoarelor cu ardere internă  (rus.)  // Echipamente și tehnologii moderne. - 2015. - Emisiune. 1 . — ISSN 2225-644X . Arhivat 14 mai 2021.
53. ↑ Perspective pentru dezvoltarea motoarelor cu ardere internă (Construcții navale/Tehnologie) - Barque.ru . www.barque.ru Preluat la 18 iulie 2019. Arhivat din original la 18 iulie 2019. (nedefinit)
54. ↑ Întâlnire privind dezvoltarea construcției motoarelor de aeronave . Președintele Rusiei . Preluat la 23 mai 2021. Arhivat din original la 23 mai 2021. (Rusă)
55. ↑ Copie arhivată . Preluat la 18 iulie 2019. Arhivat din original la 12 iulie 2019. (nedefinit)

Literatură

• Kushul V. M. Meet: un nou tip de motor. - L .: Construcţii navale, 1966. - 120 p.
• Motoare marine cu ardere internă: manual. / Yu. Ya. Fomin, A. I. Gorban, V. V. Dobrovolsky, A. I. Lukin și alții - L .: Shipbuilding, 1989. - 344 p.
• Motoare de combustie internă. Teoria proceselor de lucru ale motoarelor cu piston și combinate / ed. A. S. Orlina, D. N. Vyrubova. - M .: Mashinostroenie, 1971. - 400 p.
• Demidov V.P. Motoare cu raport de compresie variabil. - M .: Mashinostroenie, 1978. - 136 p.
• Makhaldiani VV, Edjibiya IF Motoare cu ardere internă cu control automat al raportului de compresie. - Tbilisi, 1973. - 272 p.

Link -uri

• Animație a motorului cu ardere internă Arhivată 24 februarie 2020 la Wayback Machine
• Ben Knight „Creșterea kilometrajului” Arhivat 25 noiembrie 2011 la Wayback Machine //Articol despre tehnologiile care reduc consumul de combustibil al motoarelor cu combustie internă auto

Dicționare și enciclopedii	mare danez Britannica (online) Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	BNF : 11932534n GND : 4062661-1 J9U : 987007555508805171 LCCN : sh85067314 NKC : ph116225