Что такое топовый двигатель

Двигатель

Дви́гатель — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Термин мотор заимствован в первой половине XIX века из немецкого языка [1] (нем. Motor — «двигатель», от лат. mōtor — «приводящий в движение») и преимущественно им называют электрические двигатели и двигатели внутреннего сгорания [2] .

Двигатели подразделяют на первичные и вторичные. К первичным относят непосредственно преобразующие природные энергетические ресурсы в механическую работу, а ко вторичным — преобразующие энергию, выработанную или накопленную другими источниками.

К первичным двигателям (ПД) относятся ветряное колесо, использующее силу ветра, водяное колесо и гиревой механизм — их приводит в действие сила гравитации (падающая вода и сила притяжения), тепловые двигатели — в них химическая энергия топлива или ядерная энергия преобразуются в другие виды энергии. Ко вторичным двигателям (ВД) относятся электрические, пневматические и гидравлические двигатели.

Содержание

• 1 Первичные двигатели
  • 1.1 Паровые машины
  • 1.2 Двигатель Стирлинга
  • 1.3 Паровая турбина
  • 1.4 Двигатель внутреннего сгорания
• 2 Вторичные двигатели
  • 2.1 Электродвигатели
  • 2.2 Пневмодвигатели и гидромашины
• 3 Классификации
  • 3.1 По источнику энергии
  • 3.2 По типам движения
  • 3.3 По устройству
    • 3.3.1 Реактивные двигатели
    • 3.3.2 Ракетные двигатели
  • 3.4 По применению
• 4 Производство
• 5 Переносные значения
• 6 См. также
• 7 Примечания
• 8 Ссылки

Первичные двигатели [ править | править код ]

Первыми первичными двигателями стали парус и водяное колесо. Парусом пользуются уже более 7 тысяч лет.

Водяное колесо — норию широко применяли для оросительных систем в странах Древнего мира: Египте, Китае, Индии. Водяные и ветряные колёса широко использовались в Европе в средних веках как основная энергетическая база мануфактурного производства.

Паровые машины [ править | править код ]

В середине XVII века были сделаны первые попытки перехода к машинному производству, потребовавшие создания двигателей, не зависящих от местных источников энергии (воды, ветра и прочего). Первым двигателем, в котором использовалось тепловая энергия химического топлива, стала пароатмосферная машина, изготовленная по проектам французского физика Дени Папена и английского механика Томаса Севери. Эта машина была лишена возможности непосредственно служить механическим приводом, к ней «прилагалось в комплект» водяное мельничное колесо (по-современному говоря, гидротурбина), которое вращала вода, выжимаемая паром из парового котла в резервуар водонапорной башни. Котел то подогревался паром, то охлаждался водой: машина действовала периодически.

В 1763 году русский механик Иван Иванович Ползунов изготовил по собственному проекту стационарную паровую машину непрерывного действия. В ней были сдвоены два цилиндра, поочерёдно заполнявшиеся паром, и также подающими воду на башню, но — постоянно.

К 1784 году английский механик Джеймс Уатт создал более совершенную паровую машину, названную универсальным паровым двигателем. Уатт с детства работал подручным на машине конструкции Севери. В его задачу входило постоянно переключать краны подачи пара и воды на котел. Эта однообразная работа изрядно надоела изобретателю и побудила изобрести как поршень двойного хода, так и автоматическую клапанную коробку (потом и центробежный предохранитель). В машине был предусмотрен в цилиндре жесткий поршень, по обе стороны которого поочередно подавался пар. Все происходило в автоматическом режиме и непрерывно. Поршень вращал через кривошипно—шатунную систему маховик, обеспечивающий плавность хода. Паровая машина могла теперь стать приводом различных механизмов и перестала быть привязана к водонапорной башне. Элементы, придуманные Уаттом, входили в той или иной форме во все паровые машины. Паровые машины совершенствовали и применяли для решения различных технических задач: привода станков, судов, экипажей для перевозки людей по дорогам, локомотивов на железных дорогах. К 1880 году суммарная мощность всех работавших паровых машин превысила 26 млн кВт (35 млн л. с.).

Двигатель Стирлинга [ править | править код ]

В 1816 шотландец Роберт Стирлинг предложил двигатель внешнего сгорания, называемый сейчас его именем Двигатель Стирлинга. В этом двигателе рабочее тело (воздух или иной газ) заключен в герметичный объём. Здесь осуществлен цикл по типу цикла Севери («до-Уаттовского»), но нагрев рабочего тела и его охлаждение производятся в различных объёмах машины и сквозь стенки рабочих камер. Природа нагревателя и охладителя для цикла не имеют значения, а потому он может работать даже в космосе и от любого источника тепла. КПД созданных сейчас стирлингов невелик. Теоретически он должен раза в 2 превышать КПД для ДВС, а практически — это примерно одинаковые величины. Но у стирлингов есть ряд других преимуществ, которые способствовали развитию исследований в этом направлении.

Паровая турбина [ править | править код ]

Рисунки, изображающие крыльчатое колесо, вращающееся под воздействием потока пара, известны с древних времён. Однако практические конструкции паровой турбины были созданы лишь во второй половине XIX века, благодаря развитию конструкционных материалов, позволивших достичь высоких скоростей вращения.

В 1889 году шведский инженер Карл Густав де Лаваль предложил использовать расширяющееся сопло и быстроходную турбину (до 32000 об/мин), а, независимо от него, ещё в 1884 году англичанин Чарлз Алджернон Парсонс изобрёл первую пригодную для промышленного применения реактивную турбину (более тихоходную), способную вращать судовой винт. Паровые турбины стали применять на морских судах, а с начала XX века на электростанциях. В 1960-х годах их мощность превысила 1000 МВт в одном агрегате.

Двигатель внутреннего сгорания [ править | править код ]

Проект первого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) принадлежит известному изобретателю часового анкера Христиану Гюйгенсу и предложен ещё в XVII веке. Интересно, что в качестве топлива предполагалось использовать порох, а сама идея была подсказана артиллерийским орудием. Все попытки Дени Папена (упомянутого выше, как создатель первой паровой машины) построить машину на таком принципе, успехом не увенчались. Первый надёжно работавший ДВС сконструировал в 1860 году французский инженер Этьен Ленуар. Двигатель Ленуара работал на газовом топливе. Спустя 16 лет немецкий конструктор Николас Отто создал более совершенный 4-тактный газовый двигатель. В этом же 1876 году шотландский инженер Дугальд Кларк испытал первый удачный 2-тактный двигатель. Совершенствованием ДВС занимались многие инженеры и механики. Так, в 1883 году немецкий инженер Карл Бенц изготовил использованный им в дальнейшем 2-тактный ДВС. В 1897 году его соотечественник и тоже инженер Рудольф Дизель предложил ДВС с воспламенением рабочей смеси в цилиндре от сжатия воздуха, названный впоследствии дизелем.

В XX веке ДВС стал основным двигателем в автомобильном транспорте. В 1970-х годах почти 80 % суммарной мощности всех существовавших ДВС приходилось на транспортные машины (автомобили, трактора и прочее). Параллельно шло совершенствование гидротурбин, применявшихся на гидроэлектростанциях. Их мощность в 1970-х годах превысила 600 МВт.

В первой половине XX века создали новые типы первичных двигателей: газовые турбины, реактивные двигатели, а в 1950-х и ядерные силовые установки. Процесс совершенствования и изобретения первичных двигателей продолжается.

Вторичные двигатели [ править | править код ]

Электродвигатели [ править | править код ]

В 1834 году русский учёный Борис Семёнович Якоби (так писалось его имя в русской транскрипции) создал первый пригодный для практического использования электродвигатель постоянного тока.

В 1888 году сербский студент и будущий великий изобретатель Никола Тесла высказал принцип построения двухфазных двигателей переменного тока, а год спустя русский инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский создал первый в мире 3-фазный асинхронный электродвигатель, ставший наиболее распространённой электрической машиной.

Пневмодвигатели и гидромашины [ править | править код ]

Пневмодвигатели и гидромашины, соответственно, работают от сетей (баллонов) высокого давления воздуха или жидкости преобразуя гидравлическую (пневматическую) энергию насосов. Их широко применяют в качестве исполнительных механизмов в различных устройствах и системах. Так, созданы пневмолокомотивы (особенно пригодны для работ во взрывоопасных условиях, например в шахтах, где тепловые двигатели не применимы из-за температурных условий, а электрические — из-за искр при коммутации), с помощью гидромашин осуществляется привод гусениц в некоторых типах тракторов и танков, перемещение рабочих органов бульдозеров и экскаваторов. Всё разнообразнее конструкции экологически чистых городских автомобилях на пневмоприводах, предлагаемых инженерами разных стран. Вторичные двигатели играют большую роль в технике, однако их мощность относительно невелика. Их также широко применяют и в миниатюрных и сверхминиатюрных устройствах.

Классификации [ править | править код ]

По источнику энергии [ править | править код ]

Двигатели могут использовать следующие типы источников энергии:

• электрические;
  • постоянного тока (электродвигатель постоянного тока);
  • переменного тока (синхронные и асинхронные);
• электростатические;
• химические;
• ядерные;
• гравитационные;
• пневматические;
• гидравлические;
• лазерные.

По типам движения [ править | править код ]

Получаемую энергию двигатели могут преобразовывать к следующим типам движения:

• вращательное движение твёрдых тел;
• поступательное движение твёрдых тел;
• возвратно-поступательное движение твёрдых тел;
• движение реактивной струи;
• другие виды движения.

Электродвигатели, обеспечивающие поступательное и/или возвратно-поступательное движение твёрдого тела:

• линейные;
• индукционные;
• пьезоэлектрические.

• ионные двигатели;
• стационарные плазменные двигатели;
• двигатели с анодным слоем;
• радиоионизационные двигатели;
• коллоидные двигатели;
• электромагнитные двигатели и др.

По устройству [ править | править код ]

Двигатели внешнего сгорания — класс двигателей, где источник тепла или процесс сгорания топлива отделены от рабочего тела:

Двигатели внутреннего сгорания — класс двигателей, у которых образование рабочего тела и подвод к нему тепла объединены в одном процессе и происходят в одном технологическом объёме:

• двигатели с герметично запираемыми рабочими камерами (поршневые и роторные ДВС);
• двигатели с камерами, откуда рабочее тело имеет свободный выход в атмосферу (газовые турбины).

По типу движения главного рабочего органа ДВС с запираемыми рабочими камерами делятся на ДВС с возвратно-поступательным движением (поршневые) (делятся на тронковые и крецкопфные) и ДВС с вращательным движением (роторные), которые по видам вращательного движения делятся на 7 различных типов конструкций. По типу поджига рабочей смеси ДВС с герметично запираемыми камерами делятся на двигатели с принудительным электрическим поджиганием (калильным или искровым) и двигатели с зажиганием рабочей смеси от сжатия (дизель).

По типу смесеобразования ДВС делятся на: с внешним смесеобразованием (карбюраторные) и с непосредственным впрыском топлива в цилиндры или впускной коллектор (инжекторные). По типу применяемого топлива различают ДВС работающие на бензине, сжиженном или сжатом природном газе, на спирте (метаноле) и пр.

Реактивные двигатели [ править | править код ]

• прямоточные реактивные (ПВРД);
• пульсирующие реактивные (ПуВРД);
• газотурбинные двигатели:
  • турбореактивные (ТРД);
  • двухконтурные (ТРДД);
  • турбовинтовые (ТВД);
  • турбовинтовентиляторные ТВВД;

Ракетные двигатели [ править | править код ]

• жидкостные ракетные двигатели;
• твердотопливные ракетные двигатели;
• ядерные ракетные двигатели;
• некоторые типы электроракетных двигателей.

По применению [ править | править код ]

В связи с принципиально различными требованиями к двигателю в зависимости от его назначения, двигатели идентичные по принципу действия, могут называться «корабельными», «авиационными», «автомобильными» и тому подобными.

Категория «Двигатели» в патентоведении одна из наиболее активно пополняемых. В год по всему миру подаётся от 20 до 50 заявок в этом классе. Часть из них отличаются принципиальной новизной, часть — новым соотношением известных элементов. Новые же по конструкции двигатели появляются очень редко.

Производство [ править | править код ]

Переносные значения [ править | править код ]

Важность, первичность двигателя в технике привела к тому, что слово «двигатель» употребляется в переносном смысле во всех сферах деятельности человека (например, в экономике общеизвестно выражение «Реклама — двигатель торговли»)

Электрический двигатель против ДВС : что лучше сегодня

Мы живём в удивительное время! На наших глазах происходит революция! Слава богу, что революция техническая. Все мировые автопроизводители обьявили о разработках а некоторые уже выпускают серийно, средства транспорта с нулевым выбросом. Так называют транспорт с электрическим двигателем.

И перед автомоделистами встает вопрос: что выбрать — ДВС или электро? Мало того, предпочтения могут меняться, и человек, который раньше был ярым приверженцем ДВС вдруг может пересесть на электричку и наоборот. Это вечный вопрос и тема для холивара, потому что нельзя сказать — что лучше, это личное дело каждого. Совсем недавно модели с ДВС явно выигрывали в этом споре — электрические системы были либо слишком дорогими, либо слишком слабыми. С появлением бесколлекторных электрических двигателей и литий-полимерных аккумуляторов электро модели сильно потеснили ДВС, если не сказать, что сдвинули с лидирующий позиций. Чтобы вы могли сделать разумный начальный выбор, рассмотрим особенности каждого из видов моделей, а вы уж сами решите, что является для вас плюсом, а что минусом.

Большая часть минусов ДВС, таких как сложность настройки и запуска, высокая цена топлива, большое количество масла, пачкающего двигатель, необходимость использования накала, относятся только к наиболее распространенным калильным ДВС, работающим на метаноле. Бензиновые ДВС, применяемые на моделях больших масштабов, лишены части недостатков, но слишком громоздки, тяжелы и дороги.

И тем не менее будущее транспорта за электрической энергией – с этим вряд ли кто-то решится поспорить. Цены на электрокары будут только опускаться, осталось только немного подождать или … Решать Вам.

Рейтинг современных и надежных двигателей легковых авто

1. Subaru
2. Toyota
3. Honda
4. Mitsubishi
5. Opel
6. Ford и Mazda
7. Renault-Nissan
8. Volkswagen
9. BMW
10. Заключение

Каждый автовладелец знает, что двигатель машины – самый нужный и основополагающий агрегат, благодаря которому работает транспортное средство. Двигатели бывают бензиновые и дизельные. Чтобы понять, какой окажется долговечным, нужно изучить характеристики всех движков. Представляем Топ-8 самых надежных двигателей легковых автомобилей.

Subaru

Этот агрегат чаще всего встречается на японских марках авто. Отличается высококачественными запчастями в сборке. Заявленный производителем пробег – свыше 250 тыс. км.

Есть и минус – высокая стоимость и большие затраты при необходимости проведения капитального ремонта.

Subaru Impreza

Toyota

Бензиновый мотор-миллионник, объем которого составляет 2 л. Чаще всего его отправляют в кроссоверы. Ресурс составляет более 200 тыс. км. Характеризуется отменным качеством запчастей.

Важно, что детали для него имеют небольшую стоимость, и при необходимости их может приобрести каждый автовладелец. Также он отличается невысокой ценой, но при этом хорошим качеством.

Движок Toyota Tundra

Honda

Занимает третье место в рейтинге самых надежных современных двигателей легковых автомобилей. Его конструкция проста и долговечна. Ресурс, как и у Toyota, равен 200 000. Важно, что клапаны устроены по принципу «винт-гайка», поэтому при ремонте не требуется покупка толкателей клапанов.

Honda

Чаще встречается в японских машинах. Недостаток – большая цена комплектующих.

Mitsubishi

Является бензиновым двигателем. Объем равен 1,6 л. Мощности для быстрого разгона маловато, но зато в комплекте идут высокотехнологичные детали в составе, которые гарантируют долгий срок службы. Конструкция проста, но надежна. Встречается в основном я японских марках. Средний пробег до первых поломок составляет около 180 – 200 тыс. км.

Современный мотор, имеющий надежную конструкцию. Объем его составляет 2 л. Подобные агрегаты распространены среди американских моделей авто. Ресурс равен 300 000 – 400 000 км.

Главное достоинство –способность справляться с серьезными нагрузками.

Ford и Mazda

Это современные агрегаты группы Duratec HE/MZR. Пробег – более 150 000 км. Конструкция несложна, но и качество составляющих запчастей хромает.

Ford

Важно отметить, что он не переносит перегрев и недостаток автомобильного масла. Отличается большим расходом топлива.

Renault-Nissan

Чаще всего этот вид встречается в составе японских кроссоверов. Наиболее популярна модель К7М у Renault и MR20DE у Nissan, объем которых составляет почти 2 л.

Renault

Они мощные заявленный эксплуатационный срок составляет больше 400 тыс. км. Для обоих характерно отменное качество запчастей и доступность приобретения деталей по отдельности. На автомобильном рынке агрегаты представлены с 2005 года, но при этом производители продолжают с каждым годом изменять их и создавать все более высокотехнологичные варианты.

Volkswagen

Агрегат среднего качества, так как составляющие имеют не самую современную и простую конструкцию. Количество возможных километров равно 150 тыс. Не имеет ремонтных размеров. Отличается большой стоимостью и подходит не для всех моделей авто.

Volkswagen

Является менее наименее долговечным бензиновым четырехцилиндровым агрегатом в топе самых надежных современных двигателей легковых автомобилей. Наиболее популярны разновидности М50, М52 и М 54, однако последнюю сняли с производства в 2006 году.

BMW

Средний пробег составляет 150 тыс. км. Минус – качество запчастей в сборке оставляет желать лучшего. Сама конструкция сложная. Все это в сумме снижает надежность силового агрегата.

Заключение

Выбирая авто, не забывайте про характеристики двигателя.

1. Учитывайте заявленный производителем пробег движка.
2. Изучите конструкцию и помните – чем она проще, тем надежнее мотор и дешевле ремонт.
3. Смотрите на качество составных компонентов и их стоимость.
4. Если для вас важна скорость, обращайте внимание на мощность и объем силового агрегата.

Так какой тип двигателя лучше?

Какой двигатель лучше — дизельный или бензиновый? Это один из извечных водительских споров. Попробуем их сравнить и дать свой ответ на эту дилемму.

Ресурс и надёжность

Когда речь заходит о ресурсе, то на первое место всегда ставят дизельные двигатели, и совершенно не случайно. Сама конструкция дизеля намного крепче, ведь давление в цилиндрах у него в три раза больше, по сравнению с бензиновым мотором.

Поэтому и все элементы мотора делаются крупнее, толще и прочнее, что положительно сказывается на износоустойчивости. Кроме того, рабочие обороты у дизельного двигателя в два раза ниже оборотов бензинового, а значит и износ от трения происходит медленнее.

Обслуживание и содержание

Обслуживать дизельный мотор намного дороже и проблематичнее, чем бензиновый. Про него не зря говорят, что дизель не экономит топливо, а даёт в долг, назад своё он заберёт именно ремонтом. Современные дизеля стали намного капризнее к качеству топлива, моторного масла и регулярности проведения ТО. А владение подержанной дизельной машиной может запросто оставить владельца без средств к существованию, так как стоимость замены топливных форсунок или ремонта топливного насоса высокого давления просто зашкаливает. С бензиновыми моторами всё гораздо проще и дешевле.

Экономичность

Дизельные моторы, конечно, экономичнее, однако в настоящее время это достаточно спорное преимущество. Стоимость дизельного топлива превышает стоимость 92-го бензина, а современные бензиновые моторы имеют расход в районе 6 л/100 км. Получатся, что дизельные двигатели выигрывают по расходу топлива только на больших автомобилях, где их бензиновые аналоги потребляют чуть ли не в два раза больше горючки.

Ездовые характеристики

Дизельные моторы очень тяговиты на низких оборотах, в городских условиях это несомненный плюс перед бензиновыми. Но вот на трассе, где нужно совершать обгоны на высоких скоростях, дизеля уже проигрывают. Конечно, есть очень резвые и даже спортивные дизельные моторы, но вот если от автомобиля требуется именно динамика, то лучше выбрать бензиновый вариант.

Испытание русской зимой

Экономичность — ничто, запуск зимой — всё. Именно по этому принципу многие российские автолюбители выбирают себе автомобили. И предпочтение они отдают совсем не дизелям. Какой толк от машины, которая не может завестись уже при минус 15 градусов? Зимняя

эксплуатация дизельного автомобиля — это ежедневная борьба с замерзающей соляркой или подсевшим аккумулятором. Кроме того, в дизельной машине невозможно нормально прогреть салон пока автомобиль стоит на месте, тепло пойдёт только после нескольких километров пути или после установки дополнительного отопителя. Бензиновые машины таких проблем не имеют.