У какого автомобильного двигателя кпд выше у холодного или прогретого

Почему КПД дизтоплива выше

Главное преимущество дизельного топлива перед бензином – более высокий КПД, то есть отношение тепловой энергии от сгорания топлива к механической.

КПД бензинового двигателя составляет 25–30 %. Это значит, что из 10 л максимум 3 л расходуются на полезное действие, остальное списывается на потери от трения сопряженных деталей, работы других механизмов и т. д.

КПД дизельного двигателя – минимум 40 %. При помощи турбокомпрессора или системы топливного впрыска этот показатель можно довести до 55 %.

Это обусловлено следующими причинами.

• У бензиновых двигателей пик крутящего момента возможен только на высоких оборотах. Дизель достигает этой точки на меньших оборотах, благодаря чему снижаются трение и потери энергии, уменьшается расход.
• Дизтопливо дает больше тепла в сравнении с бензином, и оно более эффективно преобразуется в механическую энергию.
• В дизельных моторах воздух подается отдельно, в конце такта сжатия. Это увеличивает степень сжатия и обеспечивает максимальный результат от использования топливно-воздушной смеси.

Кроме того, использование дизеля снижает трение, увеличивает срок эксплуатации деталей и сокращает расходы на топливо. Особенно если приобретать его в компании «Дизель Сервис». У нас низкие цены на все виды дизельного топлива. Обращайтесь!

Заинтересовались?

Задайте любой интересущий
вас вопрос по телефону:

* * «Нажимая кнопку «Отправить», вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных и принимаете пользовательское соглашение»

Классификация дизельного топлива и его стандарты Что представляет собой дизтопливо? Это топливо, используемое для дизельных поршневых двигателей. Основа дизтоплива Подробнее ››

Дизельное топливо в частных домах Не смотря на довольно серьезную конкуренцию, лишь несколько компаний оказывают услуги на должном уровне. У большей же части . Подробнее ››

Дизельное топливо для строительных компаний Не смотря на довольно серьезную конкуренцию, лишь несколько компаний оказывают услуги на должном уровне. У большей же части . Подробнее ››

Дизельное топливо Для катеров и яхт Не смотря на довольно серьезную конкуренцию, лишь несколько компаний оказывают услуги на должном уровне. У большей же части . Подробнее ››

Дизельное топливо для котельных Не смотря на довольно серьезную конкуренцию, лишь несколько компаний оказывают услуги на должном уровне. У большей же части . Подробнее ››

Эксплуатация двигателя в экстремальных условиях

Климат оказывает воздействие на производительность и эффективность моторов несколькими способами, в основном за счет температуры. Автомобили, тракторы, дорожно-строительные, мелиоративные и сельскохозяйственные машины, а также их двигатели, как правило расcчитаны на работу в условиях умеренного равнинного климата. По этой причине экстремальные природные условия могут оказывать существенное влияние на эффективную производительность ДВС. Производители не в состоянии изменить атмосферное давление и климат, поэтому чтобы обеспечить надежность своих автомобилей, регулируют и компенсируют воздействие внешних неблагоприятных факторов при помощи современных технологий.

Специфические условия регионов с жарким климатом, высокогорьем или холодной зимой заметно отражаются на параметрах и характеристиках техники и в основном это относится к ДВС, рабочий процесс и выходные параметры которого зависят от разнообразных факторов.

Двигатели внутреннего сгорания нуждаются в точной пропорции смеси воздуха и топлива для эффективной работы, иначе она будет слишком насыщенной (чрезмерное потребление топлива) или обедненной (много воздуха, низкая мощность). Современные моторы в состоянии быстро адаптироваться к изменяющимся условиям благодаря системе датчиков, контролирующей состав топливной смеси и, однако и она имеет определенные ограничения. Вот почему даже водитель новейшего автомобиля вполне может заметить разницу в работе мотора на пустынными равнинах и высокогорье.

Регионы с жарким климатом и высокими горами по праву называют экстремальными для ДВС. К ним относят области Центральной Азии, южную часть Казахстана, восточные страны (Индия, Китай, Пакистан, Непал, Афганистан, Турция, Иран, Египет и др.), Африку, Южную Америку, некоторые штаты (Калифорния и пр.). Эти территории состоят из равнинных, полупустынных и пустынных зон, а также горных хребтов и характеризуется континентальным климатом с большими сезонными и дневными колебаниями температуры. Их равнины обладают засушливым климатом с длинным и жарким летом.

В ряде районов средняя месячная температура составляет 35-40°C, максимальная суточная температура достигает 45-50°C, а температура песка в пустынных зонах — до 80°C. Солнечное тепловое излучение в этих регионах достигает 670 МДж/м 2 в год и сравнимо только с Аравией, Северной Африкой и калифорнийским побережьем Америки. Среднегодовое количество солнечного времени в Ташкенте, Кабуле, Тегеране и Ашхабаде достигает 2700-2750 часов.

Период с отрицательными температурами длится 3-4 месяца на севере регионов, на юге — около 1 месяца. Зима в этих широтах очень холодная: средняя температура в январе составляет минус 5-10°C, морозы достигают минус 30°C. Годовая сумма осадков 200-300 мм, из которых 6% приходится на лето. Большинство осадков выпадает зимой и весной. Летом влажность воздуха редко превышает 40-50%.

Горные районы характеризуются резкими различиями климатических условий. Температура летом плюс 20-30°C, зимой — минус 30-35°C. Количество дождей в предгорьях составляет 300-400 мм в год, а у границ ледников — 800-1000 мм. Специфические особенности горных районов понижают атмосферное давление до 0,65 Атм., температура воздуха интенсивно снижается с увеличением высоты над уровнем моря.

Вода в реках, водохранилищах и источниках используемая для наполнения систем охлаждения ДВС имеет высокую жесткость, определяемую содержанием магния и кальция и часто загрязнена взвешенными твердыми частицами ила или песка. Жесткость воды в горных реках составляет 1,2-4,9 мг-экв/л, в равнинных реках — 8,6-17,5 мг-экв/л, в артезианских скважинах, скважинах и водохранилищах 9,1 — 27,4 мг-экв/л.

Характерной особенностью Центральной Азии является высокая солнечная активность, низкая влажность и почвенно-геологические условия — концентрация пыли в воздухе, толщина слоя почвы, а также маленький размер и высокая абразивность пылевых частиц. Основные почвы региона серо-бурые, пустынные, пустынно-песчаные и серые. Они содержат 55-88% кварца, 12-20% глины, а также оксиды железа, кальция, магния и другие компоненты. Во время работы культиваторов, хлопчато-уборочной, землеройной и прочей техники, особенно в сухие периоды года, содержание пыли в воздухе достигает 3-5 г/м 3 , превышая показатели для умеренного климата даже в условиях эксплуатации дорожно-строительных машин.

Повышенное содержание пыли в воздухе приводит к её попаданию в различные узлы, механизмы и соединения деталей, вызывая абразивный износ и трение поверхностей частицами кварца, имеющими высокий абразивный эффект благодаря высокой твердости и острым граням. Экспериментально установлено, что интенсивность износа деталей ДВС во время работы на песчаном грунте в 1,6 раза выше, чем на почве, где содержание частиц кварца меньше на 20-25%.

Какое влияние оказывают природно-климатические особенности НА ДВС?

Высокогорные районы (высота перевала более 1000м над уровнем моря)

Одним из наиболее неожиданных внешних факторов, влияющих на производительность двигателя, является высота. По мере того, как вы поднимаетесь над уровнем моря, плотность воздуха уменьшается, а это значит, что в топливной смеси присутствует меньше кислорода. Кроме того, давление воздуха с высотой уменьшается, поэтому в цилиндры попадает еще меньше воздуха. Это заставляет двигатель работать на обогащенной смеси и/или потерять мощность.

Современные системы подачи воздуха и топлива разработаны так, чтобы компенсировать изменения плотности воздуха, а также имеют средства для нагнетания большего количества воздуха — турбонаддув или электрические нагнетатели. Старые транспортные средства, использующие карбюраторы, не обладали такой способностью и потребляли топливо без учета уменьшения количества кислорода, поэтому их моторы захлебывались топливом и глохли на крутых подъемах. Также повышение показателей двигателя возможно за счёт охлаждения надувочного воздуха.

Влияние на систему подачи воздуха. На высоте 2000м над уровнем моря атмосферное давление и плотность воздуха снижены соответственно на 21,5 % и 18,3%. В результате уменьшается наполнение цилиндров воздухом, смесь обогащается, из-за неполного сгорания топлива начинается дымление со всеми нежелательными последствиями (загрязнение форсунок, перерасход топлива, интенсивный износ поршневой группы; на механическом топливном насосе необходимо вручную уменьшить номинальную порцию топлива).

Влияние на топливную аппаратуру. Снижение давления воздуха и его температуры в цилиндрах двигателя в момент впрыска ухудшает распыление топлива в камере сгорания, увеличивает дальнобойность струи топлива, подаваемого форсункой, и уменьшает тонкость распыла топлива. Кроме того, увеличиваеся период задержки воспламенения топлива, что приводит к нарушению нормального течения процесса сгорания, и увеличению жёсткости работы. Чтобы в какой-то мере компенсировать потери рабочего процесса дизеля, следует с возрастанием высоты уменьшать давление впрыска форсунками и увеличивать угол опережения подачи топлива.

Влияние на систему охлаждения. Как известно, при возрастании высоты над уровнем моря понижается температура кипения воды. Если в обычных условиях вода закипает при температуре 100 °С, то уже на высоте 1000м температура ее кипения составит 96,6 °С, на высоте 2000 м — 93,1 °С, на высоте 3000 м — 90,0 °С и т. д. В двигателях с не герметичной пробкой системы охлаждения при работе в нагрузке наблюдается интенсивное кипение воды. Отвод тепла от цилиндров при этом ухудшается, что вызывает снижение мощности. При пониженной температуре охлаждающей жидкости с одновременным снижением давления окружающего воздуха, давление пара, образующегося в радиаторе, становится равным давлению жидкости на входе в насос. Вода вскипает, что ухудшает работу насоса, и его подача снижается. Поэтому следует периодически проверять работоспособность и герметичность пробок системы охлаждения.

Влияние на систему запуска двигателя. Время, необходимое для пуска, несколько возрастает. Это объясняется понижением давления и температуры воздуха в цилиндрах дизеля в конце такта сжатия. Увеличение времени пуска приводит к повышенному износу системы запуска.

Экстремально высокие температуры

Экстремальная жара приближает двигатель к перегреву, поэтому система охлаждения должна быть очень эффективной. С возрастанием температуры окружающего воздуха мощность двигателя падает, а удельный расход топлива повышается.

Влияние на систему питания. Возрастание температуры топлива (которая порой достигает в головке насоса 85°С) влияет на его основные физические свойства — плотность и вязкость. Снижение плотности вызывает уменьшение массовой подачи топлива в цилиндры двигателя. Пониженная вязкость топлива также уменьшает подачу за счет того что увеличивается количество топлива перетекающего через зазоры в плунжерных парах и уменьшается дросселирование при отсечке топлива при открытии перепускного отверстия в плунжере топливного насоса. Например, при повышении температуры топлива с 20 до 90°С, его часовая подача уменьшается с 8 до 7,52 кг/ч. Для восстановления мощности двигателя, потерянной в результате повышения температуры топлива, устанавливают более высокую его подачу (на 4 — 6% выше нормы). Кроме того, повышенная температура топливного насоса не только нарушает его нормальную работу, но и вызывает полусухое или сухое трение в плунжерных парах и деталях (которые смазываются топливом), что способствует их повышенному износу и вызывает задиры. Снижается работоспособность фильтров тонкой очистки топлива. Также увеличивается испарение топлива в баке через вентиляцию бака (особенно бензина), увеличивая потери топлива. Перечисленные причины приводят к тому, что ресурс топливной аппаратуры уменьшается в 1,5-2 раза по сравнению с эксплуатацией при нормальной температуре.

Влияние на систему охлаждения. Двигатель получает тепло не только от окружающего воздуха, но и от дорожного покрытия, по которому перемещается автомобиль. В двигателе появляется дополнительное тепло, которое необходимо отводить. При повышении температуры охлаждающей жидкости уменьшается подача помпы системы охлаждения и при нарушении нормального действия системы охлаждения возможен перегрев двигателя. Чтобы избежать этого, нужно выполнять определенные требования.

Влияние на систему смазки. При повышенной температуре происходит снижение вязкости масла, что ведет к повышенному износу ДВС. При дальнейшем перегреве масло окисляется интенсивнее и его вязкость повышается (вследствие увеличения количества асфальтенов), что снижает КПД двигателя. Это, в свою очередь, приводит к повышенному тепловыделению и ускоренному старению масла, поэтому следует внимательно следить за состоянием масла и своевременно менять его, либо использовать масла на синтетической основе.

Влияние на электрическое оборудование. При температуре свыше 30 °С вследствие испарения воды уровень электролита понижается примерно на 1…2 мм в сутки. Следует поддерживать уровень и плотность электролита в АКБ.

Влияние на систему подачи воздуха. При повышении температуры воздух расширяется, а его плотность уменьшается, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров свежим зарядом. Меньшее поступление воздуха в цилиндры ухудшает показатели рабочего процесса двигателя. Ускоряется отложение нагара во впускной системе.

Экстремально низкие температуры

Условия эксплуатации двигателей внутреннего сгорания начинают ухудшаться, когда температура окружающего воздуха становится ниже -5°С. Крайне низкая температура окружающей среды затрудняет работу аккумулятора, который не в состоянии обеспечить ток, необходимый для запуска двигателя, а загущенное масло затрудняет вращение деталей. Также изменяются свойства топлива и охлаждающей жидкости, создавая неблагоприятные условия для работы двигателя. Мощность двигателя падает, а удельный расход топлива возрастает. Ускоряется процесс нагаро- и лакообразования на деталях камеры сгорания, что может вызвать зависание клапанов, падение компрессии и даже заклинивание цилиндров. При понижении температуры охлаждающей жидкости с 80 до 60°С износ деталей двигателей увеличивается на 30%, а при понижении до 40°С — на 140%.

Влияние на систему питания. При низких температурах возрастает вязкость топлива, что ухудшает смесеобразование из-за плохого распыления, затрудняет его прохождение по топливопроводам и через топливные фильтры. Ухудшается процесс воспламенения и горения, что снижает мощность и экономичность, конденсируются остатки не испарившегося топлива, которые смывают слой масла. Кроме того, фильтрующие элементы и топлипроводы забиваются частицами льда и парафина, выделяющимися из дизельного топлива. Следует внимательно следить за фильтрами-отстойниками топлива и при необходимости сливать из них воду и отложения механических примесей. В холодное время года следует применять только зимние сорта топлива, утеплять топливные баки, топливопроводы и фильтры чехлами.

Влияние на систему охлаждения. Работа двигателя в пониженном тепловом режиме (ниже 75 °С) вызывает повышенные коррозийные износы, возникает опасность замерзания воды, что может привести к разрушению радиатора, блока цилиндров, головки и других деталей. Следует контролировать работу термостата. Действие термостата особенно благоприятно сказывается на работе двигателя в зимних условиях, когда он в 5-6 раз сокращает время прогрева двигателя и в 7-8 раз уменьшает пусковые износы. На радиатор и капот двигателя рекомендуется надевать стеганый чехол. Обшивку чехла для утеплительного капота делают из дерматина, клеенки или парусины. В качестве набивки применяют вату, войлок, хлопчатобумажные концы и др. Капот впереди должен быть оборудован откидным клапаном для регулировки количества воздуха, проходящего через радиатор. Перед спуском воды из горячего двигателя в холодную погоду следует предварительно дать ей остыть до температуры не выше +50 °С, и только после этого открывать спускные краны. При спуке более горячей воды возможно образование трещин в головке и блоке цилиндров.

Влияние на систему смазки. Повышается вязкость масла в картере (вплоть до застывания), в фильтре, а также на поверхности ряда деталей. Такое повышение вязкости приводит к дополнительным потерям мощности на перемешивание очень густого масла. Например, при плюсовой температуре воздуха и непрерывной работе двигателя на минеральном масле потери мощности составили 7,4 кВт, при 0°С —8,35 кВт, при -20 °С — 10 кВт, а при -30°С — уже 11,2 кВт. Затрудняется прокручивание коленчатого вала при пуске дизеля и ухудшается режим смазки трущихся поверхностей, ускоряется их износ. Поэтому крайне желательно в ночное время ставить автомобиль в теплый гараж. В тех случаях, когда такой возможности нет — можно применять различные способы подогрева масла или сливать его после работы, а перед пуском двигателя заливать снова в горячем виде. При переходе к зимней эксплуатации следует не забывать переходить на зимние сорта масла и отключать масляный радиатор.

Влияние на электрическое оборудование. Самую низкую температуру замерзания имеет электролит плотностью 1,29 г/см 3 . Но плотность электролита, залитого в аккумуляторную батарею, не остается постоянной, а по мере её разряда понижается. Вместе с тем изменяется и температура замерзания электролита. Если в полностью заряженной батарее плотность электролита составляет 1,29 г/см 3 и температура его замерзания составляет -74 °С, то при разряде на 25 % плотность становится равной 1,25 г/см 3 , а температура замерзания повышается до -50 °С; при разряде в 50% плотность становится равной 1,21, а температура замерзания -28 °С; и, наконец, при полностью разряженной батарее плотность составляет 1,17 г/см 3 , а температура замерзания -18°С. Поэтому необходимо утеплять батареи и постоянно следить за их техническим состоянием.

Влияние на систему пуска. Так как в условиях пониженных температур пуск сильно затруднен, надо широко использовать устройства, облегчающие пуск двигателя.

Рекомендации по эксплуатации дизельного автомобиля в мороз. При морозе в летнем дизельном топливе (ДТ) образуются кристаллы парафиновых углеводородов, которые срастаются между собой и забивают топливные фильтры и топлипроводы. Зимняя солярка не отличается от летней ни цветом, ни запахом, поэтому бывает затруднительно определить, что же фактически залито в бак автомобиля. Так как климат у нас переменный, заправщикам нет резона приобретать дорогостоящее зимнее ДТ и чтобы быть уверенным в работе двигателя зимой, необходимо самостоятельно добавлять депрессорные присадки («антигель») в пропорции 2-3 мл присадки на 1л ДТ. Чем выше температура, тем лучше размешается присадка в топливе и ниже будет температура замерзания, поэтому добавлять её следует заранее, при плюсовой температуре топлива. На заправке топливо не подогревают, поэтому рекомендуем добавить присадку на весь бак в канистру с ДТ, нагретым до 50°, и уже с ней отправляться на заправку. Сначала залейте канистру, а затем заправьтесь до полного бака чтобы пропорция нагретого ДТ была не менее 30% от общего объема бака. Для полной уверенности рекомендуем установить подогрев топлива перед топливным фильтром.

Если топливо уже замёрзло (загустело), то лить в него «антигель» совершенно бесполезно! В таком случае автомобиль нужно транспортировать в теплый гараж, разогреть топливный бак, добавить «антигель» (в пропорции, заправив полный бак ДТ), разогреть топливный фильтр, прокачать топливную систему от воздуха и завести двигатель.

Настоящие испытания для дизеля начинаются, когда на температура на улице опускается ниже -20 °С. Подумайте, может лучше на время оставить в покое «четырехколесного друга», а на работу добраться троллейбусом.

Повышенная влажность

Такой климатический фактор, как высокая влажность воздуха, негативно влияет на общую производительность автомобиля. Холодный воздух более насыщен кислородом и содержит меньше воды, чем теплый, поэтому теплого влажного воздуха для эффективной работы двигателя требуется больше, чем холодного, а значит система подачи воздуха должна работать с повышенной отдачей. Это не оказывает большого влияния на расход топлива, однако создает дополнительную нагрузку на элементы системы, приводящую к их ускоренному износу, а, соответственно, и более частым ремонтам.

Влажность может подшутить, подняв ложную тревогу с помощью индикаторов на приборной панели. Бывает что лампочки «контроль тяги» (traction control) или «check engine» произвольно загораются с наступлением влажного сезона и также неожиданно пропадают, когда погода налаживается. Конечно в любом случае следует выполнить диагностику, но имейте в виду, что к ложному срабатыванию некоторых датчиков может иметь отношение чересчур влажный воздух.

Какой может быть рабочая температура двигателя внутреннего сгорания и почему

Многие опытные водители полагают, что рабочая температура двигателя находится в пределах от +87 до +95 градусов Цельсия. Действительно, большинство двигателей внутреннего сгорания (ДВС), выпущенных в прошлом веке, имеют приблизительно такой температурный режим.

Сейчас лишь отдельные силовые агрегаты соответствуют таким значениям температурного диапазона. Большинство моделей ДВС имеют несколько больший температурный показатель.

Что влияет на выбор рабочей температуры двигателя при проектировании автомобиля

Одной из главных характеристик двигателя внутреннего сгорания является его коэффициент полезного действия (КПД). Он определяет эффективность работы силового агрегата, уровень потребления топлива на единицу пробега. Согласно исследованиям в области термодинамики французского инженера Сади Карно (1796-1832), КПД ДВС увеличивается с ростом рабочей температуры двигателя.

Бесконечно увеличивать температуру рабочей области цилиндров нельзя, иначе процесс может привести к необратимым последствиям. Со времени изобретения первых двигателей внутреннего сгорания в качестве регулятора рабочей температуры использовались потоки воздуха. Затем стали применять водяное охлаждение. С помощью водяного охлаждения удалось создать высокоэффективные системы охлаждения ДВС с точной стабилизацией температурного режима.

В начале 90-х экологические и экономические проблемы обозначили задачу увеличения эффективности ДВС. Прямой путь к этому – увеличение рабочей температуры двигателей. Это можно сделать путем:

• изменения химического состава антифриза;
• увеличения давления в системе охлаждения.

Совместное применение этих технологий позволило увеличить рабочую температуру некоторых двигателей до +100 и более градусов Цельсия.

Именно поэтому нельзя открывать пробку радиатора прогретого автомобиля !

При уменьшении давления в системе охлаждения антифриз мгновенно вскипает. Это может привести к повреждению двигателя и серьезным паровым ожогам.

Основные типы систем охлаждения ДВС

1. Воздушная система естественного типа. Она до сих пор применяется в мопедах и недорогих мотоциклах.
2. Воздушная система принудительного типа. Для более эффективного охлаждения используется дополнительный электровентилятор.
3. Жидкостное охлаждение открытого типа. Применяется в речных и морских судах, где есть возможность пополнения холодной водой.
4. Жидкостное охлаждение замкнутого типа. Используется в большинстве современных автомобилей с ДВС.

Что понимать под рабочей температурой двигателя

Следует понимать разницу между рабочей температурой двигателя и в цилиндрах ДВС. Температура в цилиндре может достигать значений значительно больше +1.000 градусов Цельсия. Рабочая температура двигателя — это температура в системе охлаждения двигателя. Она характеризует состояние температурного баланса, при котором поддерживается постоянный уровень в системе охлаждения. При этом достигается максимальный коэффициент полезного действии, минимальный уровень токсичности выхлопных газов, обеспечивается оптимальная эксплуатация силового агрегата. Значение рабочей температуры зависит от типа двигателя.

Влияние типа ДВС на его рабочую температуру

1. Двигатели с воздушным охлаждением. Они имеют наивысшую рабочую температуру двигателя. В первую очередь это связано с невысокой эффективностью охлаждения воздухом. Температура радиатора может превышать 200 градусов Цельсия. При отсутствии эффективного охлаждения, например, во время движения в городском цикле, такие двигатели могут перегреться.
2. Двигатели с открытой системой водяного охлаждения имеют невысокую рабочую температуру. В систему подается холодная вода с акватории. После нагревания она возвращается назад.
3. Дизельные двигатели. Их особенность состоит в том, что для работы требуется высокая компрессия в цилиндрах, которая производит самовоспламенения рабочей смеси. Именно поэтому для стабилизации рабочей температуры требуются большие по размерам радиаторы. Вполне нормально, когда рабочая температура дизельного движка более 100 градусов Цельсия.
4. Бензиновые двигатели. ДВС карбюраторного типа, которые сейчас уже практически не выпускаются, имеют рабочую температуру от 85 до 97 градусов Цельсия. Инжекторные модели двигателей выпускаются с характеристиками рабочей температуры от 95 до 114 градусов. При этом давление в системе охлаждения может достигать 3-х атмосфер.

Видео — о правильном выборе охлаждающей жидкости по температуре кипения:

В процессе эксплуатации автомобиля могут возникнуть две классические ситуации:

• температура двигателя превышает рабочую;
• двигатель не прогревается до рабочей температуры.

Какие причины, возможные последствия и способы устранения неисправности в подобном случае.

Перегрев ДВС

Возможные причины:

• засорение системы охлаждения двигателя: радиатора, патрубков;
• неправильная работа термостата (заклинивание в приоткрытом состоянии);
• отказ датчиков температуры;
• неисправность вентилятора охлаждения радиатора, системы их управления;
• пробой прокладки ГБЦ;
• ошибочное закрытие жалюзи радиатора в теплое время года.

Опасные последствия:

• перегрев двигателя, последующая необходимость его капитального ремонта;
• потеря герметичности радиатора;
• вскипание антифриза;
• разрушение электропроводки.

Способы устранения:

• устранение всех причин возможных неисправностей;
• поддержание уровня антифриза в системе;
• движение автомобиля с минимальным нахождением в пробках;
• проведение своевременных регламентных работ (замена масла, антитфриза, и т.д.).

Видео — возможные причины перегрева двигателя:

Если двигатель не прогревается до рабочей температуры

Возможные причины:

• неправильная эксплуатация автомобиля в зимний период (открытые жалюзи радиатора, недостаточный прогрев двигателя).
• некорректная работа термостата;
• отказ датчиков температуры.

Опасные последствия:

• масляное голодание двигателя, его ускоренный износ;
• снижение мощности и приемистости ДВС;
• повышенный износ деталей силового агрегата.

Способы устранения:

• выявление и устранение причины неисправности;
• установка дополнительного жалюзи на радиатор (перекрывание части зоны охлаждения радиатора при экстремально низкой температуре).

Видео — почему двигатель не прогревается до рабочей температуры:

Какие правила следует соблюдать

В первую очередь необходимо определить время, необходимое для прогрева двигателя. Оно зависит от климатических параметров и особенности ДВС. Считается нормальным, когда движение после длительной стоянки начинают при отклонении стрелки индикатора температуры двигателя на четвертую часть шкалы. В зимний период необходимо прогревать двигатель немного на больший уровень. Если в автомобиле установлена АКПП, следует увеличить температуру прогрева. Горячий двигатель передает тепло коробке передач, облегчая режим ее эксплуатации.

В любое время года следует раз в неделю контролировать уровень антифриза в расширительном бачке и отсутствие цветных пятен под автомобилем после стоянки. Также следует следить за стрелкой индикатора во время движения.

Остановка двигателя во время приближения температуры к критической величине при нахождении в пробках может привести к отрицательному результату — прекратится циркуляция охлаждающей жидкости.

Если в процессе эксплуатации двигателя откажет система управления вентилятора радиатора, возможна временная установка «принудительной кнопки» включения вентилятора.

В каких случаях оправдана установка спутниковой сигнализации на автомобиль, а в каких это не имеет особого смысла.

Что такое EBD в автомобиле и как работает данная система.

Как производится восстановление нитей https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/obogreva-zadnego-stekla.html обогрева заднего стекла.

Видео — если двигатель Рено Логан не прогревается до рабочей температуры, возможная причина:

Двигатель Стирлинга

Всего около ста лет назад двигателям внутреннего сгорания пришлось в жестокой конкурентной борьбе завоевывать то место, которое они занимают в современном автомобилестроении. Тогда их превосходство отнюдь не представлялось столь очевидным, как в наши дни. Действительно, паровая машина — главный соперник бензинового мотора — обладала по сравнению с ним огромными достоинствами: бесшумностью, простотой регулирования мощности, прекрасными тяговыми характеристиками и поразительной «всеядностью», позволяющей работать на любом виде топлива от дров до бензина. Но в конечном итоге экономичность, легкость и надежность двигателей внутреннего сгорания взяли верх и заставили примириться с их недостатками, как с неизбежностью.
В 1950-х годах с появлением газовых турбин и роторных двигателей начался штурм монопольного положения, занимаемого двигателями внутреннего сгорания в автомобилестроении, штурм, до сих пор не увенчавшийся успехом. Примерно в те же годы делались попытки вывести на сцену новый двигатель, в котором поразительно сочетается экономичность и надежность бензинового мотора с бесшумностью и «всеядностью» паровой установки. Это — знаменитый двигатель внешнего сгорания, который шотландский священник Роберт Стирлинг запатентовал 27 сентября 1816 года (английский патент № 4081).

Физика процесса

Принцип действия всех без исключения тепловых двигателей основан на том, что при расширении нагретого газа совершается большая механическая работа, чем требуется на сжатие холодного. Чтобы продемонстрировать это, достаточно бутылки и двух кастрюль с горячей и холодной водой. Сначала бутылку опускают в ледяную воду, а когда воздух в ней охладится, горлышко затыкают пробкой и быстро переносят в горячую воду. Через несколько секунд раздается хлопок и нагреваемый в бутылке газ выталкивает пробку, совершая механическую работу. Бутылку можно снова возвратить в ледяную воду — цикл повторится.
в цилиндрах, поршнях и замысловатых рычагах первой машины Стирлинга почти в точности воспроизводился этот процесс, пока изобретатель не сообразил, что часть тепла, отнимаемого у газа при охлаждении, можно использовать для частичного подогрева. Нужна лишь какая-то емкость, в которой можно было бы запасать тепло, отнятое у газа при охлаждении, и снова отдавать ему при нагревании.
Но, увы, даже это очень важное усовершенствование не спасло двигатель Стирлинга. К 1885 году достигнутые здесь результаты были весьма посредственны: 5—7 процентов к.п.д., 2 л. с. мощности, 4 тонны веса и 21 кубометр занимаемого пространства.
Двигатели внешнего сгорания не были спасены даже успехом другой конструкции, разработанной шведским инженером Эриксоном. В отличие от Стирлинга, он предложил нагревать и охлаждать газ не при постоянном объеме, а при постоянном давлении. 8 1887 году несколько тысяч небольших эриксоновских двигателей отлично работало в типографиях, в домах, на шахтах, на судах. Они наполняли водонапорные баки, приводили а действие лифты. Эриксон пытался даже приспособить их для привода экипажей, но они оказались чересчур тяжелыми. В России до революции большое количество таких двигателей выпускалось под названием «Тепло и сила».
Однако попытки увеличить мощность до 250 л. с. окончились полным провалом. Машина с цилиндром диаметром 4,2 метра развивала меньше 100 л. е., огневые камеры прогорели, и судно, на котором были установлены двигатели, погибло.
Инженеры без сожаления распрощались с этими слабосильными мастодонтами как только появились мощные, компактные и легкие бензомоторы и дизели. И вдруг, в 1960-е, спустя почти 80 лет о «стирлингах» и «эриксонах» (будем условно называть их так по аналогии с дизелем) заговорили как о грозных соперниках двигателей внутреннего сгорания. Разговоры эти не утихают и поныне. Чем же объясняется такой крутой поворот во взглядах?

Цена методичности

Когда узнаешь о старой технической идее, возродившейся в современной технике, сразу же возникает вопрос: что же препятствовало ее осуществлению раньше? В чем состояла та проблема, та «зацепка», без решения которой она не могла проложить себе дорогу в жизнь? И почти всегда выясняется, что своим возрождением старая идея обязана либо новому технологическому методу, либо новой конструкции, до которой не додумались предшественники, либо новому материалу. Двигатель внешнего сгорания можно считать редчайшим исключением.
Теоретические расчеты показывают, что к.п.д. «стирлингов» и «эриксонов» могут достигать 70 процентов — больше, чем у любого другого двигателя. А это значит, что неудачи предшественников объяснялись второстепенными, в принципе устранимыми факторами. Правильный выбор параметров и областей применения, скрупулезное исследование работы каждого узла, тщательная обработка и доводка каждой детали позволили реализовать преимущества цикла. Уже первые экспериментальные образцы дали КПД 39 процентов! (к.п.д. бензиновых двигателей и дизелей, которые отрабатывались годами, соответственно 28—30 и 32—35 процентов.) Какие же возможности «просмотрели» в свое время и Стирлинг и Эриксон?
той самой емкости, в которой попеременно то запасается, то отдается тепло. Расчет регенератора в те времена был просто невозможен: науки о теплопередаче не существовало. Его размеры принимались на глазок, а как показывают расчеты, КПД двигателей внешнего сгорания очень сильно зависит от качества регенератора. Правда, его плохую работу можно в определенной степени компенсировать повышением давления.
Вторая причина неуспеха была в том, что первые установки работали на воздухе при атмосферном давлении: их размеры получались огромными, а мощности — малыми.
Доведя к.п.д. регенератора до 98 процентов и заполнив замкнутый контур сжатым до 100 атмосфер водородом или гелием, инженеры наших дней увеличили экономичность и мощность «стирлингов», которые даже в таком виде показали к.п.д. более высокий, чем у двигателей внутреннего сгорания.
Уже одного этого было бы достаточно, чтобы говорить об установке двигателей внешнего сгорания на автомобилях. Но только высокой экономичностью отнюдь еще не исчерпываются достоинства этих возрожденных из забвения машин.

Как работает Стирлинг

Принципиальная схема двигателя внешнего сгорания:
1 — топливная форсунка;
2 — выпускной патрубок;
3 — элементы воздухоподогревателя;
4 — подогреватель воздуха;
5 — горячие газы;
6 — горячее пространство цилиндра;
7 — регенератор;
8 — цилиндр;
9 — ребра охладителя;
10 — холодное пространство;
11 — рабочий поршень;
12 — ромбический привод;
13 — шатун рабочего поршня;
14 — синхронизирующие шестерни;
15 — камера сгорания;
16 — трубки нагревателя;
17 — горячий воздух;
18 — поршень-вытеснитель;
19 — воздухоприемник;
20 — подвод охлаждающей воды;
21 — уплотнение;
22 — буферный объем;
23 — уплотнение;
24 — толкатель поршня-вытеснителя;
25 — толкатель рабочего поршня;
26 — ярмо рабочего поршня;
27 — палец ярма рабочего поршня;
28 — шатун поршня-вытеснителя;
29 — ярмо поршня-вытеснителя;
30 — коленчатые валы.
Красный фон — контур нагрева;
точечный фон — контур охлаждения

В современной конструкции «стирлинга», работающего на жидком топливе, — три контура, имеющих между собой лишь тепловой контакт. Это контур рабочего тела (обычно водорода или гелия), контур нагрева и контур охлаждения. Главное назначение контура нагрева — поддерживать высокую температуру в верхней части рабочего контура. Контур охлаждения поддерживает низкую температуру в нижней части рабочего контура. Сам контур рабочего тела замкнут.
Контур рабочего тела. В цилиндре 8 движутся два поршня — рабочий 11 и поршень-вытеснитель 18. Движение рабочего поршня вверх приводит к сжатию рабочего тела, движение его вниз вызывается расширением газа и сопровождается совершением полезной работы. Движение поршня-вытеснителя вверх выжимает газ в нижнюю, охлаждаемую полость цилиндра. Движение же его вниз соответствует нагреванию газа. Ромбический привод 12 сообщает поршням перемещение, соответствующее четырем тактам цикла ( Такт I — охлаждение рабочего тела. Поршень-вытеснитель 18 движется вверх, выжимая рабочее тело через регенератор 7, в котором запасается тепло нагретого газа, в нижнюю, охлаждаемую часть цилиндра. Рабочий поршень 11 находится в НМТ.
Такт II — сжатие рабочего тела. Энергия, запасенная в сжатом газе буферного объема 22, сообщает рабочему поршню 11 движение вверх, сопровождающееся сжатием холодного рабочего тела.
Такт III — нагревание рабочего тела. Поршень-вытеснитель 18, почти примкнув к рабочему поршню 11, вытесняет газ в горячее пространство через регенератор 7, в котором к газу возвращается тепло, запасенное при охлаждении.
Такт IV — расширение рабочего тела — рабочий такт. Нагреваясь в горячем пространстве, газ расширяется и совершает полезную работу. Часть ее запасается в сжатом газе буферного объема 22 для последующего сжатия холодного рабочего тела. Остальное снимается с валов двигателя.
Контур нагрева. Воздух вентилятором нагнетается в воздухоприемник 19, проходит через элементы 3 подогревателя, нагревается и попадает в топливные форсунки. Получившиеся горячие газы нагревают трубки 16 нагревателя рабочего тела, обтекают элементы 3 подогревателя и, отдав свое тепло воздуху, идущему на сжигание топлива, выбрасываются через выпускной патрубок 2 в атмосферу.
Контур охлаждения. Вода через патрубки 20 подается в нижнюю часть цилиндра и, обтекая ребра 9 охладителя, непрерывно охлаждает их.

«Стирлинги» вместо ДВС

Первые же испытания, проведенные пол-века назад, показали, что «стирлинг» почти идеально бесшумен. У него нет карбюратора, форсунок с высоким давлением, системы зажигания, клапанов, свечей. Давление в цилиндре, хотя и повышается почти до 200 атм, но не взрывом, как в двигателе внутреннего сгорания, а плавно. На двигателе не нужны глушители. Ромбовидный кинематический привод поршней полностью уравновешен. Никаких вибраций, никакого дребезжания.
Говорят, что, даже приложив руку к двигателю, не всегда удается определить, работает он или нет. Эти качества автомобильного двигателя особенно важны, ибо в крупных городах остро стоит проблема снижения шума.
А вот другое качество — «всеядность». По сути дела, нет такого источника тепла, который не годился бы для привода «стирлинга». Автомобиль с таким двигателем может работать на дровах, на соломе, на угле, на керосине, на ядерном горючем, даже на солнечных лучах. Он может работать на теплоте, запасенной в расплаве какой-нибудь соли или окисла. Например, расплав 7 литров окиси алюминия заменяет 1 литр бензина. Подобная универсальность не только сможет всегда выручить водителя, попавшего в беду. Она разрешит остро стоящую проблему задымления городов. Подъезжая к городу, водитель включает горелку и расплавляет соль в баке. В черте города топливо не сжигается: двигатель работает на расплаве.
А регулирование? Чтобы сбавить мощность, достаточно выпустить из замкнутого контура двигателя в стальной баллон нужное количество газа. Автоматика сразу же уменьшает подачу топлива так, чтобы температура оставалась постоянной независимо от количества газа. Для повышения мощности газ нагнетается из баллона снова в контур.
Вот только по стоимости и по весу «стирлинги» пока уступают двигателям внутреннего сгорания. На 1 л. с. у них приходится 5 кг, что намного больше, чем у бензинового и дизельного моторов. Но не следует забывать, что это еще первые, не доведенные до высокой степени совершенства модели.
Теоретические расчеты показывают, что при прочих равных условиях «стирлинги» требуют меньших давлений. Это — важное достоинство. И если у них найдутся еще и конструктивные преимущества, то не исключено, что именно они окажутся самым грозным соперником двигателей внутреннего сгорания в автомобилестроении. А вовсе не турбины.

«Стирлинг» от компании GM

Серьезная работа по усовершенствованию двигателя внешнего сгорания, начавшаяся через 150 лет после его изобретения, уже принесла свои плоды. Предложены различные конструктивные варианты двигателя, работающего по циклу Стирлинга. Есть проекты моторов с наклонной шайбой для регулирования хода поршней, запатентован роторный двигатель, в одной из роторных секций которого происходит сжатие, в другой — расширение, а подвод и отвод тепла осуществляется в соединяющих полости каналах. Максимальное давление в цилиндрах отдельных образцов доходит до 220 кГ/см 2 , а среднее эффективное давление — до 22 и 27 кГ/см 2 и более. Экономичность доведена до 150 г/л.с./час.
Наибольшего прогресса достигла компания General Motors, которая в 1970-е годы построила V-образный «стирлинг» с обычным кривошипно-шатунным механизмом. Один цилиндр у него рабочий, другой — компрессионный. В рабочем находится только рабочий поршень, а поршень-вытеснитель — в компрессионном цилиндре. Между цилиндрами расположены подогреватель, регенератор и охладитель. Угол сдвига фаз, иначе говоря угол отставания одного цилиндра от другого, у этого «стирлинга» равен 90°. Скорость одного поршня должна быть максимальной в тот момент, когда скорость другого равна нулю (в верхней и нижней мертвых точках). Смещение фаз в движении поршней достигается расположением цилиндров под углом 90°. Конструктивно это самый простой «стирлинг». Но он уступает двигателю с ромбическим кривошипным механизмом в уравновешенности. Для полного уравновешивания сил инерции в V-образном двигателе число его цилиндров должно быть увеличено с двух до восьми.

Принципиальная схема V-образного «стирлинга»:
1 — рабочий цилиндр;
2 — рабочий поршень;
3 — подогреватель;
4 — регенератор;
5 — теплоизолирующая муфта;
6 — охладитель;
7 — компрессионный цилиндр.

Рабочий цикл в таком двигателе протекает следующим образом.
В рабочем цилиндре 1 газ (водород или гелий) нагрет, в другом, компрессионном 7 — охлажден. При движении поршня в цилиндре 7 вверх газ сжимается — такт сжатия. В это время начинает двигаться вниз поршень 2 в цилиндре 1. Газ из холодного цилиндра 7 перетекает в горячий 1, проходя последовательно через охладитель 6, регенератор 4 и подогреватель 3 — такт нагревания. Горячий газ расширяется в цилиндре 1, совершая работу, — такт расширения. При движении поршня 2 в цилиндре 1 вверх газ перекачивается через регенератор 4 и охладитель 6 в цилиндр 7 — такт охлаждения.
Такая схема «стирлинга» наиболее удобна для реверсирования. В объединенном корпусе подогревателя, регенератора и охладителя (об их устройстве речь пойдет позже) для этого сделаны заслонки. Если перевести их из одного крайнего положения в другое, то холодный цилиндр станет горячим, а горячий — холодным, и двигатель будет вращаться в обратную сторону.
Подогреватель представляет собой набор трубок из жаростойкой нержавеющей стали, по которым проходит рабочий газ. Трубки нагреваются пламенем горелки, приспособленной для сжигания различных жидких топлив. Тепло от нагретого газа запасается в регенераторе. Этот узел имеет большое значение для получения высокого КПД. Он выполнит свое назначение, если будет передавать примерно в три раза больше тепла, чем в подогревателе, и процесс займет меньше 0,001 секунды. Словом, это быстродействующий аккумулятор тепла, причем скорость теплопередачи между регенератором и газом составляет 30 000 градусов в секунду. Регенератор, КПД которого равен 0,98 единицы, состоит из цилиндрического корпуса, в котором последовательно расположены несколько шайб, изготовленных из проволочной путанки (диаметр проволоки 0,2 мм). Чтобы тепло от него не передавалось холодильнику, между этими агрегатами установлена теплоизолирующая муфта. И наконец, охладитель. Он выполнен в виде водяной рубашки на трубопроводе.
Мощность «стирлинга» регулируется изменением давления рабочего газа. Для этой цели двигатель оборудуется газовым баллоном и специальным компрессором.

Достоинства и недостатки

Чтобы оценить перспективы применения «стирлинга» на автомобилях, проанализируем его достоинства и недостатки. Начнем с одного из важнейших для теплового двигателя параметров, так называемого теоретического КПД Для «стирлинга» он определяется следующей формулой:

где η — КПД, Тх — температура «холодного» объема и Тг — температура «горячего» объема. Количественно этот параметр у «стирлинга» — 0,50. Это значительно больше, чем у самых лучших газовых турбин, бензиновых и дизельных двигателей, у которых теоретический КПД соответственно равен 0,28; 0,30; 0,40.
Как двигатель внешнего сгорания. стирлинг» может работать на различных топливах: бензине, керосине, дизельном, газообразном и даже на твердом. Такие характеристики топлива, как цетановое и октановое числа, зольность, температура выкипания при горении вне цилиндра двигателя, для «стирлинга» не имеют значения. Чтобы он работал на разных топливах, не требуется больших переделок — достаточно лишь заменить горелку.
Двигатель внешнего сгорания, в котором горение протекает стабильно с постоянным коэффициентом избытка воздуха, равным 1.3. выделяет значительно меньше, чем двигатель внутреннего сгорания, окиси углерода, углеводородов и окислов азота.
Малая шумность «стирлинга» объясняется низкой степенью сжатия (от 1,3 до 1,5). Давление в цилиндре повышается плавно, а не взрывом, как в бензиновом или дизельном двигателе. Отсутствие колебаний столба газов в выпускном тракте определяет бесшумность выхлопа, что подтверждено испытаниями двигателя, разработанного фирмой «Филлипс» совместно с фирмой Ford для автобуса.
«Стирлинг» отличается малым расходом масла и высокой износостойкостью благодаря отсутствию в цилиндре активных веществ и относительно низкой температуре рабочего газа, а надежность его выше, чем у известных нам двигателей внутреннего сгорания, так как в нем нет и сложного газораспределительного механизма.
Важное преимущество «стирлинга» как автомобильного двигателя — повышенная приспособляемость к изменениям нагрузки. Она, например, на 50 процентов выше, чем у карбюраторного мотора, за счет чего можно уменьшить число ступеней в коробке передач. Однако совсем отказаться от сцепления и коробки передач, как в паровом автомобиле, нельзя.
Но почему же двигатель с такими очевидными достоинствами до сих пор не нашел практического применения? Причина проста — у него немало еще неустраненных недостатков. Главнейшие среди них — большая сложность в управлении и регулировке. Существуют и другие «рифы», которые не так просто обойти и конструкторам и производственникам.— в частности, поршням нужны очень эффективные уплотнения, которые должны выдерживать высокое давление (до 200 кГ/см2) и препятствовать попаданию масла в рабочую полость. Во всяком случае, 25-летняя работа фирмы «Филлипс» по доводке своего двигателя пока не смогла сделать его пригодным для массового применения на автомобилях. Немаловажное значение имеет характерная особенность «стирлинга» — необходимость отводить с охлаждающей водой большое количество тепла. В двигателях внутреннего сгорания значительная часть тепла выбрасывается в атмосферу вместе с отработавшими газами. В «стерлинге» же в выхлоп уходит только 9 процентов тепла, получаемого при сгорании топлива. Если в бензиновом двигателе внутреннего сгорания с охлаждающей водой отводится от 20 до 25 процентов тепла, то в «стирлинге» — до 50 процентов. Это значит, что автомобиль с таким двигателем должен иметь радиатор примерно в 2—2.5 раза больше, чем у аналогичного бензинового мотора. Недостатком «стирлинга» является и его высокий удельный вес по сравнению с распространенным ДВС. Еще довольно существенный минус — трудность повышения быстроходности: уже при 3600 об/мин значительно возрастают гидравлические потери и ухудшается теплообмен. И наконец. «стирлинг» уступает обычному двигателю внутреннего сгорания в приемистости.
Работы по созданию и доводке автомобильных «стирлингов», в том числе для легковых машин, продолжаются. Можно считать, что в настоящее время принципиальные вопросы решены. Однако еще много дел по доводке. Применением легких сплавов можно понизить удельный вес двигателя, но он все равно будет выше. чем у мотора внутреннего сгорания, из-за более высокого давления рабочего газа. Вероятно, двигатель внешнего сгорания найдет применение в первую очередь на грузовых автомобилях, особенно военных — благодаря своей нетребовательности к топливу.