1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое проходной двигатель

Крутящий момент двигателя: что это такое

Даже тем людям, которые не очень интересуются автомобилями, у которых их никогда не было и которые не намереваются становиться их владельцами, отлично известно, что одной из основных характеристик этих транспортных средств является мощность двигателя. Ее принято измерять в лошадиных силах (несколько реже используют более «правильную» с технической точки зрения величину — киловатт), причем вполне справедливо считается, что чем выше значение этого показателя — тем лучше.

С другой стороны такая важная характеристика как крутящий момент двигателя часто остается неизвестной даже некоторым автолюбителям. И это при том, что она является, на самом деле, ничуть не менее значимой характеристикой двигателя, чем его мощность и обороты, с которыми, кстати, находится в весьма тесной и даже неразрывной взаимосвязи.

В данной статье мы попробуем объяснить, что такое крутящий момент двигателя, чем он отличается от мощности, от чего зависит и на что влияет.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами

Крутящий момент и мощность двигателей ВАЗ. Как видно из графиков, максимальная мощность достигается только на максимальных оборотах, тогда как пик крутящего момента находится между 3000 и 4500 оборотов.

Чтобы ответить на этот вопрос простыми словами нужно сначала выяснить, что подразумевается под терминами «мощность», «крутящий момент», а также число оборотов. С первой из этих характеристик дело обстоит несколько проще, поскольку всем тем, кто хорошо учился в средней школе, известно, что мощность — это работа, производимая в единицу времени.

Двигатель внутреннего сгорания, потребляя топливо, преобразовывает тепловую энергию его сгорания в кинетическую, совершая при этом работу. Она заключается во вращении коленчатого вала, и этот показатель измеряется в количестве оборотов в минуту. Соответственно, от частоты, с которой в цилиндрах ДВС происходит сгорание топливной смеси, напрямую зависит и работа, которую производит двигатель, и его мощность. Зависимость эта — прямо пропорциональная.

Что же касается крутящего момента, то с ним отнюдь не все так очевидно, как с мощностью и количеством оборотов. Он является, по сути дела, величиной, производной от них и представляет собой произведение силы на плечо рычага. Поскольку сила (в данном случае та, которая возникает при сгорании топлива и воздействует на поршень) измеряется в физике в ньютонах, а длина (в данном случае — длина плеча кривошипа коленчатого вала) — в метрах, то единицей измерения крутящего момента, является Нм.

Таким образом, получается, что крутящий момент представляет собой усилие, которое развивает двигатель. Именно его значение определяет силу тяги, обеспечивающую разгон автомобиля и его движение. Следовательно, чем больше крутящий момент, тем автомобиль «резвее», что есть тем лучше его динамика. Поскольку сила, воздействующая на поршень при сгорании топлива, растет с увеличением рабочего объема двигателя, то чем он больше, тем выше крутящий момент.

Следует заметить, что в характеристиках двигателей внутреннего сгорания всегда указывается максимальная мощность, которую они способны развить. Крутящий момент определяет, как быстро она достигается, и поэтому он указывается для конкретного числа оборотов. Иными словами, он определяет, как быстро силовой агрегат «выбирает» тот потенциал мощности, который в нем заложен конструкторами. Именно поэтому, к примеру, при достаточно спокойной езде на невысоких оборотах (до 2500 об/мин) для быстрого ускорения самым предпочтительным двигателем является тот, который имеет максимальный крутящий момент именно на них.

От чего зависит величина крутящего момента двигателя

Крутящий момент двигателя зависит от целого ряда показателей, среди которых основными являются следующие:

  • Рабочий объем двигателя;
  • Рабочее давление, создаваемое в цилиндрах;
  • Площадь поршня;
  • Радиус кривошипа коленчатого вала.

С таким показателем, как рабочий объем двигателя, его крутящий момент, как уже было отмечено выше, при прочих равных связан прямо пропорциональной зависимостью. Это объясняется чисто математически: с ростом рабочего объема растет сила, воздействующая на поршень, и, соответственно, значение крутящего момента.

Такая же зависимость наблюдается и относительно такого фактора, как радиус кривошипа коленчатого вала. Правда, конструктивно современные двигатели внутреннего сгорания устроены таким образом, что значение этой величины можно варьировать только в весьма ограниченных пределах, так что возможности для увеличения крутящего момента за счет этого показателя у разработчиков ДВС относительно невелики.

В прямо пропорциональной зависимости величина крутящего момента двигателя находится и по отношению к рабочему давлению, создаваемому в камере сгорания. Это тоже вполне логично, поскольку чем оно больше, тем больше сила, которая давит на поршень. От его площади же величина крутящего момента зависит обратно пропорционально, поскольку с ее ростом удельное давление падает и сила, соответственно, уменьшается.

Читайте также: Роторный двигатель : принцип работы и устройство.

На что влияет крутящий момент двигателя

Если производить аналогию с человеческим организмом, то можно условно определить, что крутящий момент — это аналог силы, а мощность — это аналог выносливости. Именно от мощности двигателя внутреннего сгорания в конечном итоге зависит то, какую максимальную скорость может развить автомобиль, а от крутящего момента — то, как быстро сможет он это сделать. Именно поэтому далеко не все мощные автомобили имеют хорошую динамику разгона, и далеко не все, у которых она находится на высоком уровне, располагают очень мощными моторами.

Опытные автомобилисты отлично знают, что лучше всего выбирать для себя автомобиль с таким двигателем, показатель крутящего момента которого при работе на тех оборотах, на которых он обычно функционирует, является наилучшим. Дело в том, что это позволяет им использовать потенциал мощности ДВС в максимальной степени.

Следует заметить, что производители двигателей внутреннего сгорания всячески стремятся увеличить их крутящие моменты, причем во всем диапазоне работы моторов. Чаще всего пытаются достичь этого (и, кстати говоря, достаточно успешно) с помощью турбонаддува, управляемых фаз газораспределения (это оптимизирует процесс сгорания топливной смеси), повышения степени сжатия, использованием особых конструкций впускного коллектора и целым рядом других способов.

Читайте также: Чем отличается задний привод от переднего.

Коэффициент хода — Stroke ratio

В возвратно — поступательном движении поршневого двигателя , то соотношение хода , определяется либо / отношение хода ствола или инсультом / отношением ствола , представляет собой термин , чтобы описать соотношение между отверстием цилиндра диаметром и поршнем ходом длиной. Это может использоваться либо для двигателя внутреннего сгорания , где топливо сжигается в цилиндрах двигателя, либо для двигателя внешнего сгорания , такого как паровой двигатель , где сгорание топлива происходит вне рабочих цилиндров двигателя.

Достаточно всестороннее, но понятное исследование эффектов удара / заточки было опубликовано в « Horseless Age» , 1916 год.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Соглашения
    • 1.1 Соотношение диаметр цилиндра / ход поршня
  • 2 Квадратные, Квадратные и Квадратные двигатели
    • 2.1 Квадратный двигатель
      • 2.1.1 Примеры квадратного двигателя
    • 2.2 Квадратный или короткоходный двигатель
      • 2.2.1 Примеры движка Oversquare
    • 2.3 Подквадратный или длинноходный двигатель
      • 2.3.1 Примеры движка Undersquare
  • 3 Примечания
  • 4 ссылки

Условные обозначения

В поршневом двигателе существует два разных способа описания отношения хода его цилиндров , а именно: отношение диаметр / ход и отношение ход / диаметр .

Отношение диаметр цилиндра / ход поршня

Диаметр цилиндра / ход поршня — это более часто используемый термин, который используется в Северной Америке , Европе , Великобритании , Азии и Австралии .

Диаметр отверстия цилиндра делится на длину поршневого хода , чтобы дать соотношение.

Квадратные, квадратные и подквадратные двигатели

Следующие термины описывают соглашения об именах для конфигураций различных соотношений диаметр цилиндра / ход поршня:

Квадратный двигатель

Квадратный двигатель имеет равное отверстие и размеры инсульта, давая значение отверстия / ход точно , 1: 1.

Примеры квадратного двигателя

1953 — У Ferrari 250 Europa был Lampredi V12 с диаметром цилиндра 68,0 × 68,0 мм (2,7 × 2,7 дюйма).

1967 — FIAT 125, 124Sport двигатель 125A000-90 л.с., 125B000-100 л.с., 125BC000-110 л.с., 1608 куб.см, DOHC, диаметр цилиндра и ход поршня 80,0 мм × 80,0 мм (3,15 дюйма × 3,15 дюйма).

1970 — Ford 400 имел диаметр ствола и ход поршня 101,6 × 101,6 мм (4,00 × 4,00 дюйма).

1973 — Kawasaki Z1 и KZ (Z) 900 имели диаметр цилиндра и ход поршня 66,0 × 66,0 мм (2,60 × 2,60 дюйма).

1973 — Австралийское подразделение British Leyland создало 4,4-литровую версию двигателя Rover V8 с диаметром цилиндра и ходом поршня 88,9 мм. Этот двигатель использовался исключительно в Leyland P76 .

1982 — Honda Nighthawk 250 и Honda CMX250C Rebel имеют диаметр цилиндра и ход поршня 53,0 × 53,0 мм (2,09 × 2,09 дюйма), что делает его квадратным двигателем.

1983 — Рядный четырехцилиндровый двигатель Mazda FE объемом 2,0 л с квадратным диаметром цилиндра 86,0 × 86,0 мм (3,4 × 3,4 дюйма). Этот двигатель также отличается идеальным соотношением шток / ход 1,75: 1.

1987 — Двигатели Opel / Vauxhall 2.0 L GM Family II имеют квадратную форму с диаметром цилиндра 86,0 мм × 86,0 мм (3,39 дюйма × 3,39 дюйма); например C20XE C20NE C20LET X20A X20XEV X20XER Z20LET Z20LEH Z20LER A20NHT A20NFT.

1989 — Nissan SR20DE представляет собой квадратный двигатель с диаметром цилиндра 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).

Читать еще:  Что такое давления в топливной системе бензинового двигателя

1990 — Maserati Shamal имел 3217 куб.см (3,2 л) битурбированный двигатель V8 AM 479 с диаметром цилиндра и ходом 80,0 × 80,0 мм (3,1 × 3,1 дюйма). Этот двигатель, после доработок, позже был установлен на Quattroporte IV и 3200 GT.

1990–2010 Saab B234 / B235 — квадратный двигатель с диаметром цилиндра и ходом поршня 90,0 мм × 90,0 мм (3,54 дюйма × 3,54 дюйма).

1991 — Двигатель Ford 4.6 V8 OHC имеет диаметр цилиндра и ход поршня 90,2 мм × 90,0 мм (3,552 дюйма × 3,543 дюйма). На протяжении двух десятилетий он составлял основу легковых и грузовых автомобилей Ford с двигателями V8 с различными уровнями мощности и конструкциями головок.

1995 — Двигатель BMW M52 с рабочим объемом 2793 кубических сантиметра является примером двигателя идеального квадрата с диаметром цилиндра 84,0 мм × 84,0 мм (3,31 дюйма × 3,31 дюйма).

1996 — Двигатель Jaguar AJ-V8 объемом 4,0 литра имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 мм.

2000 — Mercedes-Benz 4,0-литровый (3996 куб. См; 243,9 куб. Дюймов) дизельный двигатель OM628 V8 является примером двигателя квадратного сечения — с диаметром цилиндра 86,0 мм × 86,0 мм (3,39 дюйма × 3,39 дюйма).

Двигатель W16 от Volkswagen Group 2005 года, который использовался в Bugatti Veyron, также имел диаметр цилиндра 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).

Peugeot XU10 двигатель линия — с рабочим объемом 1998 кубических сантиметров — это пример идеального квадратного двигателя с 86,0 мм × 86,0 мм (3,39 × 3,39 в в) Диаметр цилиндра и ход.

2JZ и 4U от Toyota — квадратные двигатели с диаметром цилиндра 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).

Двигатель Honda J30A имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).

Двигатель Suzuki AX100 имеет диаметр цилиндра и ход поршня 50,0 × 50,0 мм (1,97 × 1,97 дюйма).

Двигатель Yamaha YBR125 имеет диаметр цилиндра и ход поршня 54,0 × 54,0 мм (2,13 × 2,13 дюйма).

Квадратный или короткоходный двигатель

Двигатель описывается как сверхквадратный или короткоходный, если его цилиндры имеют больший диаметр отверстия, чем длина его хода, что дает соотношение диаметр цилиндра / ход поршня более 1: 1.

Двигатель с квадратной формой позволяет использовать больше и больше клапанов в головке цилиндра, более высокие возможные обороты за счет снижения максимальной скорости поршня и более низкое напряжение кривошипа из-за более низкого пикового ускорения поршня для той же скорости вращения двигателя. Поскольку эти характеристики благоприятствуют более высоким оборотам двигателя, двигатели с прямоугольной формой часто настраиваются на достижение максимального крутящего момента на относительно высокой скорости.

Из-за увеличенной площади поверхности поршня и головки потери тепла увеличиваются по мере увеличения соотношения диаметр цилиндра / ход поршня. Таким образом, слишком высокое передаточное число может привести к снижению теплового КПД по сравнению с двигателями других конфигураций. Большой размер / ширина камеры сгорания при зажигании может вызвать повышенную неоднородность топливно-воздушной смеси во время сгорания, что приведет к увеличению выбросов.

Уменьшенная длина хода позволяет использовать более короткий цилиндр, а иногда и более короткий шатун, что, как правило, делает более квадратные двигатели менее высокими, но более широкими, чем квадратные двигатели с аналогичным рабочим объемом .

Примеры движка Oversquare

Двигатели Oversquare (также известные как «двигатели с коротким ходом») очень распространены, поскольку они позволяют более высокие обороты (и, следовательно, большую мощность) без чрезмерной скорости поршня.

Примеры включают малые блоки V8 как Chevrolet, так и Ford; GMC 478 V6 имеет отношение отверстия / ход 1,33. БМВ N45 бензиновый двигатель имеет отношение отверстия / обводки 1.167.

Горизонтально расположенные двигатели, также известные как «боксеры» или «плоские», обычно имеют прямоугольную конструкцию, поскольку любое увеличение длины хода приведет к двукратному увеличению общей ширины двигателя. Это особенно верно в компоновке Subaru с передним расположением двигателя, где угол поворота передних колес ограничен шириной двигателя. Хотя квадратные двигатели имеют репутацию высоконагруженных машин с низким крутящим моментом, двигатель Subaru EJ181 развивает пиковый крутящий момент уже на скорости 3200 об / мин.

Двигатели Nissan RB, VQ, VK, VH и VR38DETT очень просты. Кроме того, двигатель SR16VE, установленный в Nissan Pulsar VZ-R и VZ-R N1, представляет собой двигатель квадратной формы с диаметром цилиндра 86 мм (3,39 дюйма) и ходом поршня 68,7 мм (2,70 дюйма), что дает ему 175–200 лошадиных сил (130–150 кВт), но относительно небольшой крутящий момент 119–134 фунт-фут (161–182 Н · м; 16,5–18,5 кг · м)

Двигатели с экстремальной квадратной формой встречаются в гоночных автомобилях Формулы-1 , где строгие правила ограничивают рабочий объем, что требует достижения мощности за счет высоких оборотов двигателя. Допустимое соотношение ходов приближается к 2,5: 1, что позволяет двигателю достигать 18 000 об / мин, оставаясь при этом надежным для нескольких гонок.

Ducati Panigale двигатель мотоцикла чрезвычайно oversquare с отношением отверстия / хода 1,84: 1. Ducati дал ему название «SuperQuadro» , что примерно переводится с итальянского как «суперквадрат» .

Боковой клапан Бельгийского Д-Мотор LF26 авиационные двигатели имеют отношение отверстия / ход 1,4: 1.

Ранние двигатели Mercedes-Benz M116 имели диаметр цилиндра 92 мм (3,62 дюйма) и ход поршня 65,6 мм (2,58 дюйма) для 3,5-литрового двигателя V8.

Подквадратный или длинноходный двигатель

Двигатель описывается как недостаточно квадратный или длинноходный, если его цилиндры имеют меньшее отверстие (ширина, диаметр), чем его ход (длина хода поршня), что дает значение передаточного отношения менее 1: 1.

При заданной частоте вращения двигателя более длинный ход увеличивает трение двигателя и увеличивает нагрузку на коленчатый вал из-за более высокого пикового ускорения поршня. Меньшее отверстие также уменьшает площадь, доступную для клапанов в головке блока цилиндров, требуя, чтобы их было меньше или меньше.

Двигатели с прямоугольной формой часто демонстрируют пиковый крутящий момент на более низких оборотах, чем двигатель с прямоугольной формой, из-за их меньших размеров клапанов и высокой скорости поршня, что ограничивает их потенциал для увеличения скорости вращения.

В последнее время более распространены двигатели Undersquare, поскольку производители стремятся к созданию все более эффективных двигателей и более высокой экономии топлива.

Примеры движка Undersquare

Многие рядные двигатели, особенно те, которые устанавливаются поперечно в переднеприводных автомобилях, имеют конструкцию под квадратом. Меньшее отверстие позволяет использовать более короткий двигатель, что увеличивает пространство для управления передними колесами. Примеры этого включают многие двигатели Volkswagen , Nissan , Honda и Mazda . Двигатель 1KR-FE, используемый, в частности, в Toyota Aygo , Citroën C1 и Peugeot 107, является примером современного длинноходного двигателя, широко используемого в автомобилях с компоновкой FF . Этот двигатель имеет диаметр цилиндра и ход поршня 71 мм × 84 мм (2,8 дюйма × 3,3 дюйма), что дает ему отношение диаметра цилиндра к ходу 0,845: 1. Некоторые автомобили с задним приводом, которые заимствуют двигатели от автомобилей с передним приводом (например, Mazda MX-5 ), используют конструкцию под квадрат.

Знаменитый двигатель BMW S54B32 был квадратным с диаметром цилиндра и ходом 87 мм × 91 мм (3,4 × 3,6 дюйма), предлагая мировой рекорд крутящего момента на литр (114 Н · м / л, 1,38 фунт-фут / куб. в) для серийных двигателей без наддува в то время; этот рекорд сохранялся до тех пор, пока Ferrari не представила 458 Italia .

Многие британские автомобильные компании использовали квадратную конструкцию до 1950-х годов, в основном из-за системы налога на автомобили, которая облагала автомобили налогом по диаметру цилиндра . Сюда входят двигатель BMC A-Series и многие производные от Nissan . Троян автомобили использовали undersquare, сплит поршень , два хода , двухцилиндровый рядный двигатель; Отчасти это было связано с этим налоговым преимуществом, а отчасти потому, что его пропорции позволяли изгибать V-образные шатуны для двух поршней каждого U-образного цилиндра, что было дешевле и проще, чем два шатуна, соединенных с дополнительным подшипником.

Двигатель Chrysler Slant-6 объемом 225 куб. Дюймов (3,7 литра ) имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86 мм × 105 мм (3,4 дюйма × 4,1 дюйма) (соотношение диаметр цилиндра / ход = 0,819: 1).

Модульный двигатель Ford 5.4L имеет диаметр цилиндра и ход поршня 90,1 мм × 105,8 мм (3,55 дюйма × 4,17 дюйма), что обеспечивает соотношение диаметр цилиндра / ход поршня 0,852: 1. Поскольку ход поршня значительно больше диаметра цилиндра, версия этого двигателя SOHC 16V (2 клапана на цилиндр) способна генерировать максимальный крутящий момент 350 фунт · фут при 2501 об / мин.

Двигатели Willys Jeep L134 и F134 имели диаметр цилиндра и ход поршня 79,4 мм × 111,1 мм (3,13 дюйма × 4,37 дюйма) (соотношение диаметр цилиндра / ход = 0,714: 1).

В Dodge Power Wagon использовался рядный шестицилиндровый двигатель Chrysler Flathead объемом 230 куб. Дюймов (3,8 л) с диаметром цилиндра и ходом 83 мм × 117 мм (3,3 дюйма × 4,6 дюйма), что давало существенно меньшее отношение диаметра квадратного сечения к ходу поршня 0,709: 1.

Читать еще:  Шевроле авео двигатель 1 6 его характеристика

4-литровый двигатель Barra Inline 6 от австралийского Ford Falcon имеет диаметр цилиндра и ход поршня 92,21 мм × 99,31 мм (3,63 дюйма × 3,91 дюйма), что соответствует соотношению ходов цилиндра 0,929: 1.

292 Chevrolet I6 также является недостаточно квадратным, с диаметром цилиндра и ходом 98,4 мм × 104,8 мм (3,875 дюйма × 4,125 дюйма) дюйма (соотношение диаметр цилиндра / ход поршня = 0,939: 1).

Двигатель Mitsubishi 4G63T, который используется в основном во многих поколениях Mitsubishi Lancer Evolution, представляет собой подквадратный двигатель с диаметром цилиндра и ходом 85 мм × 88 мм (3,3 дюйма × 3,5 дюйма).

Двигатель Jaguar XK6 , который использовался во всех 6-цилиндровых Jaguar с 1949 по 1987 год, был недостаточно квадратным. Например, 4,2-литровый двигатель имел диаметр цилиндра и ход поршня 92,08 мм × 106 мм (3,63 дюйма × 4,17 дюйма), обеспечивая соотношение диаметр цилиндра / ход поршня 0,869: 1.

Практически все поршневые двигатели, используемые в военных самолетах, были длинноходными. PW R-2800, Wright R-3350, Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major , Rolls-Royce Merlin (1650), Allison V-1710 и Hispano-Suiza 12Y-Z — это лишь некоторые из более чем сотни примеров. .

Все суда с дизельными двигателями имеют судовые двигатели под большой площадью. Вяртсиля двухтактного судового дизельного двигателя имеет диаметр и ход 960 мм × 2500 мм (37,8 × в 98,4 дюйма), (отношение отверстия / ход = 0,384: 1).

В то время как большинство современных двигателей мотоциклов имеют квадратную или квадратную форму, некоторые из них — недостаточно квадратные. Kawasaki Z1300 «с прямой шесть двигателей был сделан undersquare , чтобы минимизировать ширину двигателя, в последнее время , новый прямой образный двигатель для серии Honda NC700 использовали undersquare конструкцию , чтобы достичь более высокой эффективности сгорания для того , чтобы уменьшить расход топлива.

Типы расположения двигателей автомобилей | Интересные факты

Поперечное и продольное расположение двигателей в авто — «За» и «Против»

Поперечный тип установки авто-моторов в автомобилях доминирует в современном автоконструировании, однако по мнению некоторых специалистов именно такое продольное расположение двигателей обеспечивает максимальную производительность легковому автотранспорту. Каково же соотношение у этих двух видов расположения силовых агрегатов по отношению к друг другу? Давайте вместе с вами разберемся.

Стоит сразу же отметить, что помимо технических характеристик и показателей эффективности работы, способность ориентации двигателя в подкапотном пространстве автомобиля оказывает немалое влияние и на сам дизайн автомашины. Разрабатывая автомобильный двигатель инженеры должны одновременно для себя отметить и на несколько вопросов, а именно: как устанавливать такой мотор, если модель автомобиля будет заднеприводной? А также,- Каким образом организовать свободное пространство для остальных узлов и агрегатов размещающихся под капотом автомобиля? И еще,- Какую нагрузку окажет масса мотора на сам кузов автомашины?

Другим и весьма существенным моментом будет также вопрос агрегатирования разрабатываемого двигателя с уже существующими трансмиссиями. Ведь от этого будет зависеть общее и конкретное впечатление способности автомобиля в целом.

Рассматривая переднеприводные автомобили с любой из возможных ориентаций установленных в них двигателей (поперечной или продольной) можно сказать, что у каждого из них имеются свои определенные преимущества и недостатки, которые влияют как на управление автомобилем, так и на его технические характеристики. Оценка совокупности всех его особенностей и является основой для дальнейшего выбора разработчиками той или иной модели автомобиля.

Двигатели с поперечным типом расположения

Двигатели обладающие поперечным типом расположения в подкапотном пространстве, устанавливают перпендикулярно и относительно самого направления движения. Такие моторы обладают преимущественно горизонтальным расположением в моторном отсеке. Поперечная установка двигателей применяется как правило, в конструкциях переднеприводных автомобилей и с передним расположением силовых агрегатов.

Началом эры с поперечным типом расположения агрегата принято считать период конструирования первых автомоделей Mini. Конструкторы британского авто-бренда одними из первых при помощи тяг обеспечили передачу крутящего момента от двигателя непосредственно к колесам. Таким революционным решением была решена задача, максимально эффективно использовать крошечное по меркам того времени подкапотное пространство автомобиля наделив его довольно мощным мотором.

При помощи поперечной компоновки мотора инженерам компании «Мини» удалось втиснуть двигатель с относительно большим рабочим объемом в моторный отсек компактной городской машины. Впрочем надо сказать, что на полноценных суперкарах такая поперечная компоновка двигателя использовалась довольно редко. Одной из немногих моделей класса суперкаров с двигателем установленным поперечно, является автомобиль Lamborgini Miura.

Одной из главных особенностей у «поперечных» моторов называют разную длину валов привода, которые передают моторную тягу от двигателя к колесам. Дело в следующем. Конструкторам пришлось устанавливать коробку передач с одной стороны от самого двигателя, который расположен по центру моторного отсека, в связи с чем валы привода, установленные через ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей), должны быть разной длины, что сказывается на равномерности износа этих элементов. В отличие от поперечно устанавливаемых силовых агрегатов при продольном расположении двигателя, валы привода имеют одинаковую длину, ведь здесь двигатель и коробка передач устанавливаются «друг за другом» по одной осевой линии.

Поперечная компоновка силового агрегата быстро стала нормой при конструировании компактных городских автомобилей многих массовых авто-брендов. Обычно поперечно устанавливаемые двигатели имеют у себя относительно небольшой рабочий объем и не более четырех цилиндров. Впрочем некоторые автопроизводители используют такую поперечную компоновку для шести- и даже для восьмицилиндровых моторов. В этом случае и как правило, в них применяется V-образное расположение.

Главная причина широкого распространения поперечного расположения двигателей – это максимальная эффективность использования моторного отсека при небольшом шасси и общих габаритах автомобиля. Установив двигатель в подкапотном пространстве поперечно, разработчик получает значительно больше свободного пространства для компоновки и оформления салона при одинаковых внешних габаритах с автомобилем, где мотор устанавливается вдоль. Особенно ценно такое качество машины в условиях городской эксплуатации с минимальным количеством свободного пространства для парковки.

Сюда же стоит добавить и переднеприводный тип трансмиссии исключающий организацию центрального тоннеля в салоне автомобиля для карданного вала. Плоский пол и максимально просторный салон являются одним из ключевых элементов комфорта и эргономики современных компактных автомобилей для города.

Установленный поперечно спереди двигатель оказывает определенное влияние и на характеристики динамики движения машины. На автомобилях с подобной компоновкой основная часть массы всего автомобиля приходится на переднюю колесную ось и на переднюю подвеску. Таким образом инженеры решают одну из главных задач заключающуюся, в обеспечении тяги на ведущие колеса с минимальными потерями.

Кроме того, такие автомобили более прогнозируемы и послушны в управлении на скользком покрытии. А отсутствие дополнительных компонентов трансмиссии не только позволяет уменьшить общую массу самого автомобиля, но и снижает себестоимость производства такой модели в целом.

К нашему сожалению, у образцов моделей с поперечным расположением силового агрегата есть вполне конкретные недостатки. Так, например, для моторов такого типа противопоказано увеличение показателя крутящего момента. Это обусловлено все той же разницей размеров тяг. Углы падения для двух разновеликих валов будут различными, и, чем длиннее вал, тем будет меньше его показатель жесткости на кручение. В свою очередь это провоцирует падение эффективности передачи тяги от самого двигателя к колесам вызывая тем самым необходимость подруливания.

В борьбе с такой особенностью разработчикам пришлось прибегнуть к определенным инженерным уловкам. Так, например, одним из способов уравновешивания показателями «крутильной жесткости» является изготовление одного из валов полым, а другого – сплошным. Подобное решение призвано сбалансировать передачу крутящего момента разновеликим валами. Первыми, кто воплотил такую инженерную задумку в реальность, стали инженеры концерна «Ford» при разработке одного из первых поколений хэтбека Fiesta.

Помимо указанного инженерного недостатка, такое поперечное расположение автомобильного двигателя имеет и более банальные минусы. Такие моторы жестко ограничены с точки зрения возможности перемещения их в моторном отсеке, поскольку они занимают максимально возможное пространство с обеих сторон от внутренних поверхностей передних крыльев машины. Да и возможность увеличения мощности поперечно ориентированного мотора совсем невелика. Именно по этой причине некоторые производители спорткаров выбравших подобный тип расположения мотора у своего автомобиля, предпочитают среднемоторный вариант установки силового агрегата.

Двигатели с продольным типом расположения

Продольная компоновка силовых агрегатов в настоящее время используется (как правило) для заднеприводных автомобилей. Смонтированные точно по осевой линии автомобиля «продольные» моторы обеспечивают прямой путь вырабатываемой тяги от коленчатого вала непосредственно к коробке передач.

Еще одним плюсом «продольных» моторов является меньший в сравнении с поперечно ориентированными аналогами уровень вибраций, вызываемых работой мотора. Однако, несмотря на казалось бы максимально эффектную передачу мощности мотора, с инженерной точки зрения, с продольно ориентированными моторами тоже не все так просто. В первую очередь выяснилось, трудности возникают именно с реализацией эффективности тяги. Ведь энергия вращения от «продольного» мотора должна поменять направление на 90 градусов, а для этого приходится применять дифференциальный колесный привод. Для такого двигателя продольной компоновки требуется заметно больше места в моторном отсеке, ввиду чего нередко страдает сама эргономика и удобство салона машины.

На современных автомобилях продольное расположение мотора обычно используется при конструировании спорткаров с приводом на заднюю ось (для таких машин, как правило, используется заднемоторная или среднемоторная компоновка). Нередко продольно установленный двигатель можно встретить и под капотом большого полноприводного внедорожника. Это объясняется более широкими возможностями, которые предоставляет продольно ориентированный двигатель для реализации полноприводного функционала при помощи вязкостной муфты и дифференциала Торсен.

Читать еще:  Двигатель 2111 какие мозги

Подводя итог необходимо сказать, что безусловного противопоставления двух представленных типов расположения двигателя быть не может. Ведь помимо типа установки агрегата в моторном отсеке на саму эффективность автомобиля в целом влияют такие к примеру, факторы как: тип привода, передне- задне- или среднемоторное расположение двигателя. Очевидно, что наличие карданного вала в совокупности с тем или иным типом привода обеспечивает совершенно разное «поведение» автомобиля на дороге.

Другой немаловажный фактор для оценки эффективности типа расположения мотора – это габариты автомобиля. Так, например, для компактных городских машин поперечная установка мотора будет наиболее оптимальной.

Выключатель проходной – что это такое, принцип работы и разновидности

Если по каким-либо причинам есть необходимость включать/выключать освещение из разных мест коридора или комнаты, то оптимальным решением будет выключатель проходной: что это такое, как он устроен, возможные схемы подключения и варианты применения – все это надо понимать, чтобы его использование было максимально эффективным, а подключение наименее затратным.

Что такое проходной выключатель и как он работает

Правильнее всего это устройство будет назвать переключатель – выключатель он для пользователей скорее по привычке, так как используется он для включения-выключения освещения. Если называть его правильно, то намного проще понять, в чем он отличается от стандартных выключателей – это название наиболее полно отражает суть его воздействия на работающую электрическую цепь.

Как и у стандартного выключателя, у проходного есть только два положения, но принципиальная разница в том, что в обычном устройстве строго определено, к примеру, вверх – это включено, а вниз – выключено, а у проходного эти стороны постоянно меняются.

Понятнее всего принцип работы проходного выключателя становится при сравнении электрических схем – между ним и стандартным устройством, которое показано на рисунке:

Если обычный в разомкнутом состоянии просто разрывает цепь, то в случае с проходным все зависит от положения сразу двух переключателей:

Из схемы понятно, что у каждого из выключателей должно быть три клеммы – одна для фазы, которая идет от источника питания и две на «управляющие» провода. Когда у любого из двух переключателей меняется положение, то цепь либо замыкается, либо размыкается – в зависимости от того, в каком состоянии она находилась до этого.

Дополнительно можно сформулировать еще одно отличие между выключателем и переключателем – последний всегда можно подключить как простой выключатель, а сделать наоборот не получится.

Где применяется проходной выключатель

Большинство обывателей не в курсе, что кроме обычного есть еще и выключатель проходной – узнают что это такое они обычно либо заранее от электриков, если грамотный специалист делает проводку, либо когда со временем приходится начать активно интересоваться, как можно одну лампу включать из разных мест.

Необходимость использования проходного выключателя чаще всего возникает в больших помещениях, длинных прямых и изогнутых коридорах, а также на лестничных маршах и коридорах.

Преимуществом их использования является возможность включать и выключать лампы и прочие электроприборы не только из двух, а с неограниченного количества мест – все зависит от количества переключателей. Примером случая, когда надо применять такое решение может быть лестница на второй или третий этаж дома – обычно им требуется дополнительное освещение, особенно при расположении на несущей стене.

Понятно, что когда выключатель здесь один, то включив свет и поднявшись наверх, выключить его уже не получится. Как вариант, можно установить два источника освещения, но придется бегать по лестнице туда-сюда – включить свет внизу, подняться наверх, зажечь верхний, спуститься вниз, выключить нижний и опять подняться наверх.

Выходом из положения также могут стать датчики движения, но их тоже придется ставить на каждом этаже, а стоимость таких устройств выше выключателей. Также надо учитывать, что они не всегда корректно срабатывают – иногда чтобы свет загорелся, придется не просто пройти по лестнице, а еще и шагнуть влево или вправо. Еще такое решение не подойдет тем, кто привык вручную включать и выключать свет, когда это нужно ему, а не датчику.

Разновидности проходных переключателей и условные обозначения на схемах

В зависимости от того, как и где планируется использование таких переключателей, применятся их соответствующие разновидности:

Для монтажа в толще стены и на ее поверхности – во втором случае чаще всего такие выключатели используют для открытой проводки в деревянных домах.

Провода к клеммам выключателя могут крепиться болтовым соединением или зажимами на пружинах. Второй вариант считается более предпочтительным, так как при его использовании со временем не ослабляется соединение.

С одного места можно включать несколько ламп – для этого делают двойные, тройные и т.д. модели выключателей.

Если есть необходимость включать освещение из трех и более точек, то к двум проходным надо дополнительно приобретать перекрестные (реверсивные) переключатели – по количеству мест, из которых надо будет включать освещение.

По типу управления не отличаются от обычных – могут быть клавишные, сенсорные или с пультом ДУ.

Все виды проходных выключателей на схемах рисуются одинаковыми схематическое обозначение – по сути, таким же как и для стандартных, но развернутым в обе стороны.

Подключение проходного выключателя

Так как для работы схемы с проходным переключателем используется больше проводов, то подключение в распаечной коробке будет выглядеть сложнее – в ней появятся дополнительные элементы. Изначально в коробку приходят фаза и ноль от источника питания. Нулевой провод через соединение дальше напрямую идет к лампе, а фазный уходит на первый выключатель. Дальше в переключателе он разделяется на две линии и обе они возвращаются в коробку, где через соединение идут ко второму выключателю, после которого опять один провод попадает в распаечную коробку и через последнее соединение уходит на лампу.

Можно было бы и сэкономить на проводе, пустив «управляющие» ветви напрямую от одного выключателя к другому, но грамотный электрик так делать никогда не будет по ряду причин:

Подключение через коробку является наиболее правильным с точки зрения составления электрических цепей.

В случае поломки другой электрик сможет без дополнительных поисков прозвонить, определить неисправность и отремонтировать проводку.

Такая схема упрощает установку третьего, четвертого и т.д. переключателя, в случае такой необходимости.

Как итог – качественно сделанное соединение будет выполнено только через распаечную коробку.

Схема при подключении трех и больше переключателей

Из приведенной выше схемы понятно, что проходные выключатели могут использоваться только в паре – третье аналогичное устройство подключить таким же образом не получится. Решается эта проблема применением так называемого перекрестного или реверсивного переключателя – внешне он выглядит как обычный, но в отличие от него и проходного имеет не две или три, а четыре клеммы.

Его назначение – при переключении менять местами подсоединенные провода. К примеру, если пронумеровать клеммы, то пусть входные будут 1 и 2, а выходные 3 и 4 соответственно. Ток по одному проводу может подаваться на клемму 1 и проходя через переключатель попадать на клемму 3, а по второму заходить на клемму 2 и выводиться через клемму 4. После переключения, ток все так же подается на клемму 1, но выводится уже через клемму 4, а если он будет идти на клемму 2, то выводиться будет через клемму 3. Таких устройств в схеме можно использовать неограниченное количество. Принцип их работы на рисунке:

Для наглядности схема дана во включенном состоянии, но из нее понятно, что если изменить положение любого их проходных или реверсивных выключателей, то цепь разомкнется. Если, к примеру, это будет первый реверсивный, то ток пойдет по цепи следующим образом:

Лампа гореть не будет, так как на втором проходном выключателе цепь окажется разомкнута. Опять же ясно, что теперь снова достаточно изменить положение любого из выключателей, чтобы цепь замкнулась и лампа засветилась.

Общие недостатки, которыми обладает такой способ подключения: большой расход проводов и сложность монтажа. Особенно легко неопытному мастеру запутаться в подключениях проводов в распаечной коробке, ведь их количество которых растет пропорционально числу используемых переключателей.

Каждый следующий выключатель добавляет в коробку четыре провода и две скрутки между ними.

Наглядно работа проходного и реверсивного переключателей на видео:

Заключение

Из приведенных схем понятно как работает проходной выключатель и какие есть варианты его подключения – при наличии минимальных навыков работы с электрооборудованием справиться с его установкой сможет и домашний мастер. Если опыта работ с проводкой нет, то подключать такие выключатели лучше доверить профессионалам – все же это не самая простая схема, даже несмотря на ее кажущуюся простоту.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector