Сделать двигатель: Как сделать двигатель лучше. Новые поршневые кольца

Содержание

Когда нужно мыть двигатель и как правильно это сделать

Разберёмся, в каких случаях есть смысл тратить время и деньги на то, чтобы вымыть двигатель, и о чем нужно помнить, чтобы такая мойка не стала для мотора последней

Редакция

Сомнения в целесообразности такого мероприятия порождают объявления на каждой второй автомойке – извините, но за последствия мойки мотора мы не отвечаем. Откуда растут ноги, понятно: в бандитские 90-е годы после того, как автомобиль с вымытым мотором отказывался заводиться, в ход немедленно шло оружие. А мотор начинал дурить из-за того, что вода – а это хороший проводник электричества! – проникала в многочисленные блоки и разъемы, порождая непредсказуемые нарушения.

Понятно, что любой нормальный мойщик всеми силами начал отказываться лазить с «керхером» под капот. Да и сами автовладельцы, прикидывая возможные последствия, предпочитали не расстраивать себя созерцанием подкапотных внутренностей: работает – и ладно.

Аргументы понятны. Однако если горожанин действительно может махнуть на подобную мойку рукой, то любителю полазить по бездорожью такой подход не годится. Мотор после таких поездок может испачкаться так, что толстенный слой глины или иной грязи начнет способствовать его перегреву. Да и та же электроника, ощутив присутствие грязи в разъемах, может задурить. Впрочем, есть и другой повод «вылизать» мотор – он называется «предпродажная подготовка». Сверкающая машинка должна выглядеть аппетитнее, чем такая же грязнуля. А под капотом после мойки на время исчезнут следы всяческих протечек, о которых покупателю лучше не знать.

Абсолютно безопасный способ вымыть мотор – обратиться к авторизованному дилеру. Тот сообразит, как и что надо мыть, да и мотор после мойки гарантированно запустит. Но это стоит денег, а потому многие все-таки берутся за такую работу самостоятельно. Как ни крути, а неочищенный мотор должен работать хуже за счет ухудшенной теплоотдачи. Да и вовремя заметить какие-либо утечки технических жидкостей при этом сложнее. Поэтому мойка мотора все-таки нужна.

Чтобы ничего не портить, лучше ограничиться минимумом «инструментов» – пусть это будут пылесос и тряпки.

Для начала попробуем убрать легкосъемные подкапотные детали – различные крышки, а также накладку под стеклоочистителями. Уже будет ясно, что труд не напрасен: мы гарантированно обнаружим перегной из прошлогодних листьев, веточек, тополиного пуха и прочих даров природы. Собираем, удаляем, протираем, моем… Со снятыми крышками вообще нет проблем: вдали от электроники их можно чистить любыми способами – хоть кухонными средствами. А все поверхности кузова, до которых можно дотянуться, чистим влажными тряпками. То же относится к проводке и шлангам. А вот поверхность радиаторов самому лучше не трогать – безопаснее доверять это сервисменам хотя бы раз в 2-3 года.

Напомним, что в современном автомобиле радиаторов очень много: радиатор охлаждения мотора, масляный радиатор, радиатор коробки передач, радиатор гидроусилителя руля, интеркулер и конденсатор. Пусть их моют те, кто умеет это делать.

При мойке подкапотного пространства примите меры к тому, чтобы не оцарапать снаружи кузов! Это происходит сплошь и рядом, особенно на габаритных автомобилях. Владелец сгибается в три погибели, пытаясь добраться до какого-то загрязненного участка, а при этом атрибуты его одежды, от молний до пуговиц, безжалостно уродуют лакокрасочное покрытие машины. На серьезных сервисах применяют различные чехлы, закрывающие крылья и прочие кузовные части, а сами мастера работают в спецодежде без торчащей наружу «фурнитуры».

И пару слов насчет АКБ. Часто встречается совет отключать ее на время мойки – этого лучше не делать. Даже в автомобилях дешевого сегмента это приведет к обнулению разнообразных сведений в оперативной памяти. А в более серьезных машинах возможны проблемы с последующим пуском мотора, если система сочтет ваши действия несанкционированным вторжением. Помните об этом.

Редакция рекомендует:

Хочу получать самые интересные статьи

Почему не надо промывать двигатель автомобиля перед заменой масла

Промывать двигатель перед заменой масла или нет? Споры об этом не утихают уже много лет, и даже более того — обострились с появлением на рынке новых моделей лубрикантов, равно как химикатов для экспресс-промывок — так называемых «пятиминуток». Давайте и мы разберемся в этом вопросе.

Почему промывку двигателя рекомендовали раньше

В стародавние времена, к коим условно отнесем года до «миллениума», заливка промывочного масла после слива «отработки», а уж тем более при переходе с одного вида смазки на другой, настоятельно рекомендовалась.

Дело в том, что после стандартного слива масла, скажем на ТО, в двигателе остается как минимум 15% отработки, а это микропыль, несгоревшие частицы топлива, лаки и продукты износа.

Весь этот мусор задерживается в скрытых полостях двигателя и после заливки свежего масла моментально ухудшает его состав. Кроме того, рекомендации по промывке основывались на том, что большая часть автопарка страны активно использовала «минералку» и «полусинтетику», что во многом объяснялось соображениями экономии. Между тем в таких, назовем их условно, бюджетных смазках был крайне низок процент чистящих и моющих присадок. Отсюда, собственно, и многочисленные рекомендации по промывке, которые давали пару десятков лет назад.

Способы промывки двигателя

Экономы практиковали следующие бюджетные способы выгнать остатки «отработки» — после слива основного объема масла — отворачивали фильтр и «трогали» мотор стартером, после чего из магистрали выходило еще какое-то количество масла. Для удаления остатков «отработки» использовали также специальные шприцы с присоединенной к ним капельницей и даже продувочный пистолет.

Что же касается собственно промывки, промывочное масло заливали в мотор уже после слива «отработки», давали силовому агрегату поработать на такой смазке четверть часа, после чего промывочный материал сливался, ставился новый фильтр и заливалось уже новое масло. Кроме того, практиковался и такой способ — в двигатель заливалось обычное моторное масло, на котором можно было проехать несколько десятков километров, после чего оно сливалось, унося с собой остатки отложений.

Особая статья — использование «пятиминуток». Такие средства заливают в мотор перед заменой масла, после чего двигатель работает на холостом ходу пять — десять минут. Минус «пятиминуток» состоит в том, что их остатки с агрессивными моющими свойствами остаются в моторе, ухудшают характеристики уже нового масла и вредят прокладкам и сальникам.

Почему классическая промывка в большинстве случаев не нужна, а может быть и вредна

Современные моторные масла, в особенности синтетические, от ведущих производителей, отличаются хорошими моющими свойствами уже по умолчанию. Поэтому, если вы по регламенту льете в ваш двигатель качественную «синтетику», этим и ограничьтесь. В тех случаях, когда происходит замена определенного типа смазки на аналогичный, промывать двигатель также нет необходимости.

Более того, любое промывочное масло, прямо скажем, инородная для двигателя субстанция. В его состав входят присадки, растворяющие грязь и выводящие шлак, а также компоненты для устранения дефектов и царапин на поверхности мотора. Теперь представьте — вы промыли мотор, извините за тавтологию «промывкой», и слили ее.

Но при этом в скрытых полостях мотора опять-таки останется 10-15% промывочного масла, и оно смешается с уже новым, свежим, которое вы зальете после. Потому уж если занялись промывкой, озаботьтесь тщательным удалением ее остатков. Как это сделать, — читай выше — «трогание» мотора стартером, специальные шприцы и продувочный пистолет.

Когда в промывке двигателя есть прямой смысл

Промывка двигателя по-прежнему рекомендована, если вы решили сменить минеральное моторное масло на полусинтетику или синтетику. Дело в том, что после слива «минералки» большая часть внутренних поверхностей мотора покрыта тягучей, плохо растворимой масляной пленкой. По сути это аналог лака.

Промывочная жидкость имеет ингредиенты, которая растворяет и убирает этот налет. Прямой смысл в промывке имеется также, когда вы меняете марку или производителя масла, когда есть подозрения, что в двигатель могло попасть некачественное топливо, антифриз или контрафактный лубрикант. Промывайте также моторы с изношенной цилиндропоршневой группой, когда имеет место повышенный расход масла на угар.

Рекомендована промывка также после любого ремонта двигателя, связанного с вскрытием головки блока цилиндров. И, наконец, это стоит сделать, когда вы приобрели машину с пробегом и не уверены, какое масло залито в мотор и как давно оно там находится. И в заключение — главный совет: меняйте масло примерно на пробеге 7,5 тыс. км, то есть в два раза чаще, чем рекомендует большинство автопроизводителей, и никакая промывка вам точно не понадобится.

Как сделать капитальный ремонт двигателя

Расскажем как определить состояние двигателя автомобиля до капитального ремонта — что для этого необходимо, какие сроки и гарантия на ремонт.

Как определить состояние

Степень изношенности мотора и цилиндропоршневой группы в частности, оценивают замером компрессии и остаточного вакуума, а также другими техническими методами диагностики (при помощи эндоскопа, мотор-тестера). Но есть косвенный показатель — расход масла. Предельным для двигателя современного автомобиля принято считать расход 1 л на 1000 км пробега. Если больше — значит идёт износ внутри мотора. Пробег двигателя до капитального ремонта колеблется у разных машин в довольно широких пределах и зависит от долговечности конструкции и условий эксплуатации.

У многих отечественных машин пробег до «капиталки» в среднем составляет 150-180 тысяч километров, у большинства иномарок — 200 тысяч. Например, у BMW мотор до капремонта может ходить до 180 000 км, у Ford — 200 000 км, а у многих японских производителей — до 250 000 км.

Что понимается под пробегом авто до капитального ремонта? Это пробег, выше которого в двигателе наступают необратимые последствия в виде разрушения его деталей. Например, на стенках цилиндров появляются зазоры, изнашиваются другие детали. После этого эксплуатация мотора без дальнейшего ремонта невозможна. Кстати, узнать состояние мотора можно по анализу моторного масла. Если в нем есть частички металла и их количество увеличивается с пробегом — значит идёт сильный износ.

На сроке службы двигателя сказывается качество и своевременность технического обслуживания. Применение неоригинальных моторных масел и плохих фильтров может уменьшить ресурс в десятки раз. В таких случаях приходится капитально ремонтировать двигатель даже на новом автомобиле.

Выбор запчастей

Качество запчастей должно быть гарантированным, иначе время и деньги окажутся потраченными зря. Не менее важно, чтобы ремонт не получился выборочным: в порядок должны быть приведены все изношенные детали и узлы, чтобы потом они не ограничивали ресурс и надежность двигателя. У отечественных моторов своя специфика, у многих иностранных — своя. К нашим двигателям можно купить все — от блока цилиндров до последнего болта и по доступным ценам. К сожалению, с качеством деталей можно промахнуться: отечественные изделия иной раз оказываются откровенным браком, а импортные — подделкой под знаменитую фирму. Поэтому без опыта делать покупку не стоит, лучше предоставить это дело тем, кто будет ремонтировать двигатель.

Кстати, уважающие мастерские никогда не требуют от клиентов самостоятельно искать запчасти — у них надежные и проверенные поставщики.

С ремонтом деталей сложнее: не так-то легко найти место, где с высоким качеством сделают станочный ремонт коленчатого вала или блока цилиндров.

Не хватает специального инструмента и приспособлений. Литературы по ремонту мало, и не читают её: большинство мастеров варятся в собственном соку, добиваясь результатов путем проб и ошибок.

Какие сроки

Не стоит забывать, что капремонт мотора — один из наиболее сложных и не делается быстро. Поэтому, выбирая мастерскую для восстановления двигателя, не следует искать, где срок ремонта минимален. Некоторые ориентировочные сроки приведены в таблице.

Вид ремонта двигателя	Капитальный			Средний и мелкий
Условия	Поставка запчастей на заказ	Все запчасти, но нет оборудования	Все запчасти и оборудование	Все запчасти, инструмент и приспособления
Сроки ремонта	15-20 дней	5-8 дней	3-4 дня	1-2 дня

Какая гарантия

При выборе СТО не следует упускать вопрос гарантии. Гарантию на выполненную работу дают практически все, но не все правильно понимают, что это такое.

Современный двигатель — сложный механический агрегат с большим количеством деталей. Как бы хорошо его ни ремонтировали, всегда существует вероятность, что позже обнаружится какой-нибудь дефект.

Существует оптимальный срок гарантии. Отремонтированный двигатель в начальный период эксплуатации наиболее подвержен поломкам, но после пробега 10—15 тыс. км вероятность их становится незначительной. Многие СТО определяют гарантию пробегом 20—40 тыс. км, считая, что эксплуатационный ресурс двигателя несравненно больше.

Вечный двигатель: возможно ли? Все попытки создать Perpetuum Mobile | Наука, Прошлое

Представьте, что ваш телефон никогда не разряжается, автомобилисты не знают слова «заправка», а искусственные органы работают дольше настоящих… Конечно, сегодня даже дети знают, что за все нужно платить, а в школе учат, что ничто не возникает из ничего. Но несколько сотен лет назад ученые утверждали, что пассажиры поездов непременно умрут от удушья в разреженном воздухе, а при виде автомобилей у коров случатся выкидыши.

Времена меняются. Что такое вечность? Время существования Вселенной? Энергии в ней хоть отбавляй. Неужели нельзя построить двигатель, использующий скрытые резервы мироздания, с гарантийным сроком «до следующего Большого взрыва?»

Недостижимая мечта любого инженера. Философский камень механики. Инструмент ловких мошенников и атрибут множества фантастических произведений. Знакомьтесь: вечный двигатель.

Игрушка «Пьющая птичка», наклоняющаяся к бокалу с водой. Действие основано на испарении жидкости в бокале и охлаждении головы птички. С высыханием бокала движение прекращается.

Вечное движение возможно. По крайней мере, оно не противоречит квантовой механике и первому закону Ньютона (материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного движения до тех пор, пока внешние воздействия не изменят этого состояния). Не так давно астрономы университета Миннесоты обнаружили в космосе «великое ничто» — пустое пространство протяженностью около миллиарда световых лет. Если представить себе, что в нем отсутствуют всякие взаимодействия, то камень, брошенный там, двигался бы с постоянной скоростью вплоть до смерти Вселенной. То есть фактически вечно.

Однако когда речь заходит о вечном двигателе, обычно имеется в виду система, вырабатывающая больше энергии, чем потребляющая (теряющая ее на трении, сопротивлении воздуха и т. п.), благодаря чему ее можно использовать для каких-либо бытовых нужд. До изобретения паровых или электрических приводов единственным универсальным и мобильным источником энергии были мускулы. Пружинные и маятниковые механизмы годились лишь для приложения малой силы в течении длительного времени (часы). Самыми мощными стационарными двигателями были водяные и ветряные мельницы.

Это сильно ограничивало механиков. Например, в средние века не составляло труда соорудить потолочный вентилятор или эскалатор, но кто бы смог безостановочно крутить их сутки напролет? Вполне логично, что люди мечтали о «халявном» источнике энергии. Их фантазия была ограничена технологиями того времени, поэтому по нынешним меркам вечные двигатели древности выглядели трогательно и примитивно.

Бхаскара II: ртуть в колесе.

Первый вечный двигатель был придуман почти 9 веков назад. Индийский математик и астроном Бхаскара II предложил крепить к колесу сосуды с ртутью, изогнутые таким образом, чтобы во время вращения она перетекала из одного конца емкости в другой. По его замыслу колесо крутилось бы постоянно. Вероятнее всего, для ученого это был лишь символ вечного круговорота бытия (сансары, «протекания»).

Бхаскара вряд ли считал свою философскую модель вечным двигателем, однако арабские и европейские исследователи отнеслись к этому вопросу абсолютно серьезно. Несбалансированное колесо стало классикой «вечного двигателестроения». В 13 веке французский архитектор Виллар де Оннекур воспользовался той же схемой, заменив ртуть молоточками. На практике такое колесо найдет точку равновесия и остановится, не сделав даже полного оборота.

Вечные двигатели да Винчи (кодекс Форстера II, стр.90-91) и их современные модели

Леонардо да Винчи заинтересовался идеей вечного двигателя, создал несколько чертежей… и объявил о том, что ни один такой аппарат работать не будет. Он критиковал все попытки изобретателей создать очередное «волшебное колесо», однако мысль о принципиальной невозможности вечного двигателя стала аксиомой лишь двести лет спустя — когда в 1775 году Парижская академия наук перестала принимать патентные заявки на подобные устройства.

О, исследователи вечного движения, сколько суетных планов создали вы при подобных исканиях! Станьте лучше алхимиками!
Леонардо да Винчи

Вместе с тем Леонардо оставил чертежи водяной мельницы, вращаемой поднимаемой ею же водой, не снабдив их критическими комментариями. Считал ли он возможным вечный двигатель на воде — неизвестно.

Мельница Леонардо

Увлечение несбалансированными колесами уступило место моде на замкнутые схемы «устройство А вращает устройство Б, которое двигает устройство А». Философ, астролог и алхимик Марк Антоний Зимара (1460—1523), незнакомый с водяной мельницей да Винчи, описал ветряную мельницу, на которую дули огромные меха, приводимые в движение вращением этой самой ветряной мельницы.

Марк Зимара, как и Дон Кихот, сражался с ветряными мельницами.

В 1610 году нидерландский изобретатель Корнелиус Дреббел построил первые механические часы с автоподзаводом от перепадов атмосферного давления. Машина, представлявшая собой золотой глобус и показывавшая не только часы, но и даты с временами года, по меркам того времени казалась настоящим «вечным двигателем». За Дреббелом закрепилась слава мага и алхимика.

Трудно сказать, насколько качественно она была исполнена (к примеру, часы Atmos разрабатывались лучшими швейцарским инженерами в течение нескольких десятков лет). Но, учитывая, что Дреббел был невероятно талантлив (построил микроскоп с двумя линзами, подводную лодку для английского флота, изобрел инкубатор для цыплят с термостатом, автоматически регулирующим температуру, а также пытался создать воздушный кондиционер), разумно предположить, что его часы могли работать без поломок многие месяцы, если не годы.

Последний, самый яркий период классического вечного двигателестроения пришелся на середину 18 века, а именно — на жизнь Иоганна Эрнста Элиаса Бесслера (1680—1745), придумавшего себе псевдоним Orffyreus (криптограмма Bessler).

Это был очень странный человек — хвастливый, надоедливый, занудный, с дурным характером и замашками параноика. По дошедшим до нас свидетельствам, он работал часовщиком. В 1712 Бесслер заявил, что овладел секретом вечного движения. Вначале он попытался показать безостановочное колесо с небольшим грузом жителям маленького немецкого городка Гера, но провинциалов это зрелище не впечатлило.

Бесслер стал разъезжать по стране, публиковать научные трактаты и строить более крупные модели своего двигателя. По каким-то причинам он не хотел делать компактные модели, а конструировал деревянные колеса диаметром около 4 метров. Его кипучая деятельность привлекла интерес ученых. Демонстрационные образцы мега-колес тщательно исследовались, но никаких признаков шарлатанства не обнаружилось.

Колеса Бесслера, собранные им в замке Вайсенштайн.

Было решено провести полномасштабный эксперимент. 12 ноября 1717 года в присутствии представителей власти одно из вращающихся колес диаметром 3,5 метра было размещено в комнате замка Вайсенштайн, а все окна и двери наглухо заперты. Две недели спустя комнату открыли. Колесо все еще крутилось. Тогда помещение было запечатано вплоть до 4 января 1718 года. Год спустя люди вошли в комнату и увидели, что колесо продолжает вращаться с той же самой частотой.

Это было уже интересно. Лондонское королевское общество захотело купить изобретение. Бесслер с ходу запросил двадцать тысяч фунтов (гигантские по тем временам деньги). Колесо решили проверить еще раз, но Бесслер внезапно впал в ярость и разломал свое творение — якобы для того, чтобы другие ученые не смогли украсть его идеи.

Изобретатель продолжил путешествия по стране, демонстрируя различные модели колес: вращающиеся только в одну сторону и останавливаемые лишь с очень большим усилием, а также вращающиеся в любую сторону и останавливаемые без всякого труда. В 1727 году служанка Бесслера заявила, что его механизмы приводились в движение человеком из другой комнаты. Проверить эти показания так и не удалось, но репутация инженера была навсегда подорвана. Бесслер умер, свалившись с сооружаемой им ветряной мельницы. Он оставил после себя непонятные шифрованные заметки и вынудил потомков гадать — был ли он безумцем, эксцентричным гением или гениальным фокусником?

Жульнический «двигатель» Редхеффера (современная уменьшенная копия)

В 19 веке увлечение вечными двигателями несколько спало — наука шла вперед, поэтому такие устройства все чаще становились инструментом обмана. Так, американец Чарльз Редхеффер из Филадельфии за 1 доллар показывал всем желающим сложную маятниковую машину вечного движения — правда, через зарешеченное окно. Местные жители подкупили одного механика, чтобы тот сделал копию двигателя Редхеффера — но с потайной пружиной внутри.

Увидев клон своего детища в действии, Чарльз запаниковал и бежал в Нью-Йорк, где его разоблачил знаменитый изобретатель Роберт Фултон. Последний заметил, что машина работает прерывисто и нашел ременной привод, ведущий от нее в соседнюю комнату с человеком, крутящим рычаг.

Машина Кили. Ему предлагали сотрудничать с Эдисоном или Тесла, но Кили, естественно, отказывался.

Еще один американец — Джон Кили (1827—1898) — заявил, что энергию можно извлекать из эфира за счет вибраций камертона. Его обвиняли в мошенничестве и даже в колдовстве, но ловкач умудрился 27 лет дурачить инвесторов, выманивая у них деньги на построение промышленного образца двигателя. Лишь после того, как Кили угодил под трамвай, выяснилось, что его макеты работали на сжатом воздухе. Мошенник нарушил много законов — но только не термодинамики.

На протяжении 19 и 20 веков подобные аппараты продолжали кормить своих «изобретателей» и работников желтой прессы — с той лишь разницей, что термины «космические флюиды» и «всепроникающий эфир» сменились на «холодный термояд» или «альтернативная физика». Иногда это заканчивалось не просто плохо, а очень плохо — например, в 1966 году американский венгр Джозеф Папп (самообъявленный создатель реактивной субмарины) испытал двигатель, работавший на смеси инертных газов. Взрыв унес жизнь одного человека и покалечил двоих.

Изобретение Морея. Он, как и Тесла, якобы смог получить энергию из ничего.

Но далеко не все такие случаи имели криминальный характер. Вполне серьезный ученый Томас Генри Морей (1892—1974) неоднократно демонстрировал всем желающим работу прибора, собиравшего «лучистую энергию из вакуума» и преобразовывавшего ее в электричество.

Машина работала несколько дней подряд. Эксперты изучали ее вдоль и поперек, но никто не мог найти источника энергии. Промышленники захотели купить ее, Морей отказался, и единственный рабочий экземпляр был уничтожен. Позднее ученый жаловался, что в него несколько раз стреляли, его семье угрожали, а лаборатории периодически громились. Секрет устройства, собиравшего космическую энергию (в чем бы он ни заключался), изобретатель унес с собой в могилу.

Изобретатель Джозеф Ньюман охотно продает свои машины. Они работают на батарейках и выдают больше электричества, чем получают. Замкнуть цикл (чтобы избавиться от необходимости в батареях) изобретатель почему-то не хочет.

Грань между гениальностью и помешательством провести очень сложно. Другой физик — болгарин Стефан Маринов заявил, что посетил коммуну христианской секты «Метернита» (Линден, Швейцария), члены которой получили «вдохновение свыше» и построили генератор бесконечной электрической энергии под названием «Тестатика». Он работает уже много лет, перекрывая энергетические потребности всей общины. Вскоре после этого откровения Маринов спрыгнул с лестницы в библиотеке университета Граца.

Любители теорий заговора часто вспоминают о Стэнли Мейере, попавшем под суд за попытки продать двигатель, работавший на воде. Если верить махинатору, слабые электрические импульсы особой частоты разлагают воду на водород и кислород, которые потом используются вместо паров бензина, а мощности автомобильного генератора достаточно для продолжения разложения воды. Сколотив на этой афере кое-какое состояние, Стэнли внезапно умер в ресторане в 1998 году. «Знающие люди» не сомневаются, что его отравили нефтяные магнаты и правительственные агенты.

А в 2006 году ирландская компания Steorn объявила о создании принципиально нового двигателя «бесплатной энергии» Orbo, главным элементом которого стали обычные магниты. Один из первых экземпляров пообещали установить на водяном насосе в некоей кенийской деревне. Демонстрация Orbo перед комиссией ученых, намеченная на июль 2007 года, не состоялась «по техническим причинам». Позже компания всё же пыталась выпустить своё чудо-творение на рынок, представляла его на суд учёных (которые объявили, что оно не работает) и закрылась в 2016 году. Многие считают, что эпопея с «вечным двигателем» была просто маркетинговым ходом.

EmDrive — ещё один пример «невозможного» двигателя, с медным резонатором в виде усечённого конуса и магнетроном. В большинстве исследований не удалось обнаружить заявленного эффекта

Подозрительные типы

Физики делят вечные двигатели на два типа.

Любая машина, получившая энергию, производит эквивалентную ей работу и (или) тепло. Если работы или тепла больше, чем энергии, мы имеем дело с вечным двигателем первого типа — самым популярным среди изобретателей. Представим, что какой-то мрачный гений поставил несбалансированное колесо на чудо-подшипник. Достаточно один раз толкнуть его — и оно должно крутиться, ускоряясь до тех пор, пока не разлетится на части. Это называется «нарушением закона сохранения энергии».

Двигатель второго типа полностью преобразует окружающее тепло в работу, игнорируя второе начало термодинамики. Сегодня высказываются предположения о том, что создание некоего подобия такого устройства все же возможно, если речь идет о преобразовании не просто тепла, а темной энергии или темной материи, из которой создана наибольшая часть нашей Вселенной.

Вечные двигатели в фантастике можно тоже поделить на четыре категории.

«Водопад» Эшера (1961). Вода вращает колесо, поднимается наверх и снова участвует в работе.

Самый простой вид вечного двигателя основан на неких магических эффектах. К примеру, в романах Уэллса упоминается чудо-материал «кейворит» с сильными антигравитационными свойствами. Если изготовить колесо, половина которого сделана из кейворита, оно будет крутиться с постоянным ускорением. В мирах фэнтези вечный двигатель не востребован, ведь вместо конструирования громоздкого механизма всегда можно сотворить перманентное заклинание (уборка помещения в диснеевском «Ученике волшебника», либо горшочек, варящий бесконечное количество каши в сказке Андерсена).

Вечный двигатель второго вида — «невозможный механизм» — действует с заведомым нарушением законов природы и имеет чисто умозрительный характер. Хорошим примером такой парадоксальной конструкции служит водяная мельница нидерландского художника Мориса Эшера (1898—1972).

К третьему — «субъективному» виду вечного двигателя относится агрегат, работающий так долго, что для практического опровержения его «вечности» не хватит даже нескольких человеческих жизней. Источником энергии здесь обычно служат какие-либо «вечные» природные явления.

«Атмос». Заплатите свыше тысячи долларов и сэкономьте на батарейках.

Этот вид возможен не только в фантастике. Например, часы «Атмос» швейцарской фирмы Jaeger-LeCoultre работают от суточных колебаний температуры воздуха. Они заполнены этилхлоридом, который расширяется при нагреве и заводит пружину. Для минимизации трения крутильный маятник совершает лишь 1 оборот в минуту (в 150 раз медленнее, чем у обычных часов). Перепада в 1 градус достаточно, чтобы часы шли два дня. Теоретически, эти часы могут пережить не одного владельца. Но на практике гарантийный срок обслуживания разных моделей «Атмоса» составляет 20—30 лет.

Ещё один вид устройств, которые можно принять за вечный двигатель, — преднамеренно усложненные механизмы длительного действия, выполняющие какую-либо примитивную задачу. Обывателю трудно понять цель и принципы их работы.

Столкнувшись с таким «вечным двигателем», можно на 99% быть уверенным, что его «изобретатель» — жулик. Чрезмерные усложнения конструкции нужны лишь для того, чтобы запутать наблюдателя и скрыть реальный источник движения (обычно — мощная пружина, спрятанная в пустотелой оси какой-либо шестеренки).

Бесконечное движение шарика по желобу «вибрационного механизма». «Изобретение» художника Рейдара Финсруда можно увидеть в его галерее в Осло.

Это интересно

Часы Артура Беверли.

В университете Отаго (г. Данидин, Новая Зеландия) находятся механические часы, построенные Артуром Беверли в 1864 году. Они заводятся от перепадов атмосферного давления и суточных температур. Часы работают уже 143 года. Этот эксперимент считается самым длительным в мире, однако термин «субъективный вечный двигатель» здесь неприменим. Их останавливали несколько раз для чистки, устранения поломок, а также в тех редчайших случаях, когда среднесуточная температура и давление были стабильны. Самыми старыми в мире работающими часами считаются куранты собора в Солсбери (Великобритания), установленные примерно в 1386 году.

Айзек Азимов не одобрял идею получения энергии из ничего. Он считал, что человечество будет развиваться, «сжигая» звезды. Вечно это длиться не может, однако писатель вышел из положения с присущей ему элегантностью: в рассказе «Последний вопрос» два пьяных техника задали суперкомпьютеру вопрос о том, как можно обратить энтропию вспять и продлить жизнь Вселенной (получив, таким образом, бесконечную энергию). Суперкомпьютер думал триллионы лет, постоянно эволюционируя, а в конце света, после тепловой смерти Вселенной, нашел ответ и сказал: «Да будет свет». Это можно понять следующим образом: энергия вечна, только вечно использовать ее нельзя. Рано или поздно все придется начинать с начала.

Существуют игры, позволяющие почувствовать себя сумасшедшим ученым, — например, The Incredible Machine (TIM) или Armadillo Run. Последняя якобы более реалистична, однако и в том, и в другом случае программы просчитывают физику таким образом, что умелый игрок может сконструировать вечный двигатель.

TIM и Armadillo Run.

* * *

Ничто не вечно, даже двигатели. Благородные безумцы древнего мира проектировали устройства, принципов действия которых они не понимали, и убеждали себя в том, что их машины будут работать вечно. Им на смену пришли ловкачи, проявлявшие чудеса изобретательности лишь в области сокрытия реальных источников энергии их двигателей. Сегодняшние непризнанные гении стремятся быть «ближе к народу», предлагая самый ходовой ресурс — бесконечное количество электроэнергии. А пока они доводят свои генераторы до ума, вы можете за несколько долларов купить на их сайте видеоролик, показывающий тестовую модель в работе. Раньше это было дешевле — посмотреть на колесо, крутящееся в амбаре, стоило лишь пару медных монет.

Наибольшая часть искренних попыток изобрести вечный двигатель приходится на людей без особых познаний в физике, но обладающих «золотыми руками» и страдающих от «творческого зуда». Интересно, что около трети из них — пенсионеры. В подавляющем большинстве случаев их проекты основаны на идеях вековой давности, причем авторы не ограничиваются одним «изобретением». Озарение приходит к ним чуть ли не каждый день, поэтому революционные чертежи поступают в патентное бюро не единицами, а килограммами.

В каком-то смысле вечный двигатель действительно существует — в виде его вечных поисков. Он работает по замкнутому циклу: то, на чем обожглись средневековые естествоиспытатели, сегодня вновь красуется на испытательных стендах. Но, может быть, это и к лучшему, ведь однажды именно так был придуман паровой насос, а Архимед перед тем, как крикнуть «Эврика!», собирался всего лишь помыться.

назначение, устройство и принцип работы. Как сделать двигатель Бензиновый двигатель для моделей своими руками

Двигатель Стирлинга, некогда известный, был надолго забыт из-за широкого распространения другого мотора (внутреннего сгорания). Но сегодня о нем слышно все больше. Может быть, у него есть шансы стать более популярным и найти свое место в новой модификации в современном мире?

История

Двигатель Стирлинга — это тепловая машина, которая была изобретена в начале девятнадцатого века. Автором, как понятно, был некий Стирлинг по имени Роберт, священник из Шотландии. Устройство представляет собой двигатель внешнего сгорания, где тело движется в замкнутой емкости, постоянно меняя свою температуру.

Из-за распространения другого вида мотора о нем почти забыли. Тем не менее, благодаря своим преимуществам, сегодня двигатель Стирлинга (своими руками многие любители сооружают его дома) снова возвращается.

Основное отличие от двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что энергия тепла приходит извне, а не вырабатывается в самом двигателе, как в ДВС.

Принцип работы

Можно представить замкнутый воздушный объем, заключенный в корпусе, имеющем мембрану, то есть поршень. При нагревании корпуса воздух расширяется и совершает работу, выгибая таким образом поршень. Затем происходит охлаждение, и он вгибается снова. В этом состоит цикл работы механизма.

Немудрено, что термоакустический двигатель Стирлинга своими руками многие изготавливают в домашних условиях. Инструментов и материалов для этого требуется самый минимум, который найдется в доме у каждого. Рассмотрим два разных способа, как легко его создать.

Материалы для работы

Чтобы сделать двигатель Стирлинга своими руками, понадобятся следующие материалы:

жесть;
спица из стали;
трубка из латуни;
ножовка;
напильник;
подставка из дерева;
ножницы по металлу;
детали крепежа;
паяльник;
пайка;
припой;
станок.

Это все. Остальное — дело нехитрой техники.

Как сделать

Из жести готовят топку и два цилиндра для базы, из которых будет состоять двигатель Стирлинга, своими руками изготовленный. Размеры подбирают самостоятельно, учитывая цели, для которых предназначено это устройство. Предположим, что мотор делается для демонстрации. Тогда развертка главного цилиндра составит от двадцати до двадцати пяти сантиметров, не более. Остальные части должны подстраиваться под него.

На верху цилиндра для передвижения поршня делают два выступа и отверстия диаметром от четырех до пяти миллиметров. Элементы выступят в роли подшипников для расположения кривошипного устройства.

Далее делают рабочее тело мотора (им станет обычная вода). К цилиндру, который сворачивают в трубу, припаивают кружочки из жести. В них проделывают отверстия и вставляют трубки из латуни от двадцати пяти до тридцати пяти сантиметров в длину и диаметром от четырех до пяти миллиметров. В конце проверяют, насколько герметичной стала камера, залив ее водой.

Далее приходит черед вытеснителя. Для изготовления берут заготовку из дерева. На станке добиваются, чтобы она обрела форму правильного цилиндра. Вытеснитель должен быть немногим меньше диаметра цилиндра. Оптимальную высоту подбирают уже после того, как двигатель Стирлинга своими руками будет сделан. Потому на данном этапе длина должна предполагать некоторый запас.

Спицу превращают в шток цилиндра. По центру деревянной емкости делают отверстие, подходящее под шток, вставляют его. В верхней части штока необходимо предусмотреть место для шатунного устройства.

Затем берут трубки из меди длиной четыре с половиной сантиметра и диаметром два с половиной сантиметра. Кружок из жести припаивают к цилиндру. По бокам на стенках делают отверстие для сообщения емкости с цилиндром.

Поршень также подгоняют на токарном станке под диаметр большого цилиндра изнутри. Наверху подсоединяют шток шарнирным способом.

Сборку заканчивают и настраивают механизм. Для этого поршень вставляют в цилиндр большего размера и соединяют последний с другим цилиндром меньшего размера.

На большом цилиндре сооружают кривошипно-шатунный механизм. Фиксируют часть двигателя при помощи паяльника. Основные части закрепляют на деревянном основании.

Цилиндр наполняют водой и под низ подставляют свечку. Двигатель Стирлинга, своими руками сделанный от начала и до конца, проверяют на работоспособность.

Второй способ: материалы

Двигатель можно сделать и другим способом. Для этого понадобятся следующие материалы:

консервная банка;
поролон;
скрепки;
диски;
два болта.

Как сделать

Поролон очень часто используют, чтобы сделать дома простой не мощный двигатель Стирлинга своими руками. Из него готовят вытеснитель для мотора. Вырезают поролоновый круг. Диаметр должен быть немного меньше, чем у консервной банки, а высота — чуть более половины.

По центру крышки проделывают отверстие для будущего шатуна. Чтобы он ходил ровно, скрепку сворачивают в спиральку и паяют к крышке.

Поролоновый круг посередине пронизывают тонкой проволокой с винтом и фиксируют его сверху шайбой. Затем соединяют кусок скрепки пайкой.

Вытеснитель вталкивают в отверстие на крышке и соединяют банку с крышкой путем пайки для герметизации. На скрепке делают маленькую петлю, а в крышке — еще одно, более крупное отверстие.

Жестяной лист сворачивают в цилиндр и спаивают, а потом прикрепляют к банке настолько, чтобы щелей не осталось совсем.

Скрепку превращают в коленчатый вал. Разнос при этом должен быть ровно девяносто градусов. Колено над цилиндром делают слегка больше другого.

Остальные скрепки превращаются в стойки для вала. Делается мембрана следующим образом: цилиндр оборачивают в пленку из полиэтилена, продавливают и крепят ниткой.

Шатун изготавливается из скрепки, которую вставляют в кусок резины, и готовую деталь прикрепляют к мембране. Длина шатуна делается такой, чтобы в нижней валовой точке мембрана была втянутой в цилиндр, а в высшей — вытянута. Таким же образом делается и вторая деталь шатуна.

Затем один приклеивают к мембране, а другой — к вытеснителю.

Ножки для банки можно также сделать из скрепок и припаять. Для кривошипа используют CD-диск.

Вот и готов весь механизм. Осталось лишь под него подставить и зажечь свечку, а затем дать толчок через маховик.

Заключение

Таков низкотемпературный двигатель Стирлинга (своими руками сооруженный). Конечно, в промышленных масштабах такие приборы изготавливаются совсем другим способом. Однако принцип остается неизменным: происходит нагрев, а затем охлаждение воздушного объема. И это постоянно повторяется.

Напоследок посмотрите эти чертежи двигателя Стирлинга (своими руками его можно сделать без особых навыков). Может быть, вы уже загорелись идеей, и вам захочется сделать что-либо подобное?

Инструкция

Снимите двигатель с автомобиля. Для этого: слейте масло из картера и охлаждающую жидкость из системы охлаждения, снимите АКБ. Затем открутите 4 болта ключом «на 13» и снимите капот, чтобы в дальнейшем было легче проводить остальные манипуляции. Снимите воздушный фильтр. Открутив четыре болта ключом «на 13», снимите .

Демонтируйте глушитель, начиная с его задней части. Ключом «на 13» открутите четыре гайки, которые крепят «штаны» к выпускному коллектору. Открутите ключом «на 13» заднюю часть карданного вала, который крепится к редуктору заднего моста. Снимите подвесной подшипник, вытащите кардан из КПП. Открутите 4 болта ключом «на 17», которые крепят коробку к двигателю, 3 болта «на 13» а также две гайки «на 13» с заднего держателя КПП. Снимите коробку.

Демонтируйте с двигателя все навесное оборудование: , бензонасос, распределитель зажигания. Открутите на передней балке. Снимите . Торцевой головкой открутите болты головки цилиндров, отметьте каждый к своему мету, чтобы не ошибиться при сборке. Снимите ГБЦ. Вытащите двигатель с помощью лебедки или вручную. Положите его на ровную и чистую поверхность.

Снимите поддон картера, маслонасос. Открутите торцевой головкой «на 14» гайки шатунных болтов, снимите крышки и осторожно через цилиндры выймите поршни с шатунами. Пометьте поршни, шатуны и крышки, чтобы не перепутать при сборке. Зафиксируйте маховик и снимите его с коленвала. Отверните болты крышек коренных подшипников и снимите их вместе с нижними вкладышами; снимите коленвал.

Выпрессуйте поршневые пальцы. Осмотрите поршни, если на них имеется дефект, то замените. Отдайте блок цилиндров на расточку под новый размер поршней. Промерьте коленвал, в случае дефекта или отдайте его на расточку под ремонтный размер, или на наплавку, или замените на новый. Соответственно размерам шеек коленчатого вала подберите размер его . Осмотрите и промерьте шатуны, в случае дефекта – замените. Осмотрите сопряжение ГБЦ с блоком цилиндров. В случае зазора – отшлифуйте. Осмотрите клапана, дефектные – замените, возьмите алмазную смазку и притрите седла .

Запрессуйте поршневые пальцы в поршень и шатуны. Замените маслоотражательные и компрессионные кольца. Вставьте поршни с помощью оправки в блок цилиндров. Вложите вкладыши коленвала в шатуны, поставьте коленвал. Вложите вкладыши в шатунные крышки и прикрутите к шатунам динамометрическим ключом с требуемым усилием. Поставьте масляный насос, поддон.

Установите двигатель на автомобиль. Прикрутите головку блока цилиндров динамометрическим ключом с требуемым усилием. Отрегулируйте клапана щупом. Поставьте клапанную крышку. Прикрутите коробку, глушитель, навесное оборудование. Отрегулируйте момент зажигания. Залейте минеральное масло и пройдите обкатку. Не перегружайте двигатель в первое время. Старайтесь удерживать обороты двигателя в пределах 2500 об/мин.

В повседневной деятельности человеку чаще всего приходится сталкиваться с двигателями внутреннего сгорания. Бензиновые и дизельные моторы получили широкое распространение в автомобилестроении. Но существует также особый класс энергетических установок, имеющих общее название двигателей внешнего сгорания.

Двигатели внешнего сгорания

В двигателях внешнего сгорания процесс сжигания топлива и источник теплового воздействия отделены от рабочей установки. К данной категории обычно относят паровые и газовые турбины, а также двигатели Стирлинга. Первые прототипы подобных установок были сконструированы более двух веков назад и применялись на протяжении почти всего XIX столетия.

Когда для бурно развивающейся промышленности понадобились мощные и экономичные энергетические установки, конструкторы придумали замену взрывоопасным паровым двигателям, где рабочим телом был находящийся под большим давлением пар. Так появились двигатели внешнего сгорания, получившие распространение уже в начале XIX столетия. Только через несколько десятков лет им на смену пришли двигатели внутреннего сгорания. Стоили они существенно дешевле, что и их широкое распространение.

Но сегодня конструкторы все пристальнее присматриваются к вышедшим из широкого употребления двигателям внешнего сгорания. Это объясняется их преимуществами. Главное достоинство состоит в том, что такие установки не нуждаются в хорошо очищенном и дорогом топливе.

Двигатели внешнего сгорания неприхотливы, хотя до сих пор их постройка и обслуживание обходятся достаточно дорого.

Двигатель Стирлинга

Один из самых известных представителей семейства двигателей внешнего сгорания – машина Стирлинга. Она была придумана в 1816 году, неоднократно совершенствовалась, но впоследствии на долгое время была незаслуженно забыта. Теперь же двигатель Стирлинга получил второе рождение. Его с успехом используют даже при освоении космического пространства.

Работа машины Стирлинга основана на замкнутом термодинамическом цикле. Периодические процессы сжатия и расширения здесь идут при разных температурах. Управление рабочим потоком происходит посредством изменения его объема.

Двигатель Стирлинга может работать в качестве теплового насоса, генератора давления, устройства для охлаждения.

В данном двигателе при низкой температуре идет сжатие газа, а при высокой – его расширение. Периодическое изменение параметров происходит за счет использования особого поршня, имеющего функцию вытеснителя. Тепло к рабочему телу при этом подводится с внешней стороны, через стенку цилиндра. Эта особенность и дает право

Чтобы сделать двигатель Стирлинга своими руками, понадобятся следующие материалы:

Это все. Остальное — дело нехитрой техники.

Двигатель можно сделать и другим способом. Для этого понадобятся следующие материалы:

Затем один приклеивают к мембране, а другой — к вытеснителю.

Ножки для банки можно также сделать из скрепок и припаять. Для кривошипа используют CD-диск.

Если тебе скучно и ты не знаешь, чем развлечься, можешь попробовать создать электронный моторчик своими руками . Ты удивишься, подумав, что это практически невозможно сделать в домашних условиях.

Сегодня «Так Просто!» предлагает твоему вниманию простую схему, следуя которой, сделать это будет вовсе не сложно! Такую конструкцию без труда сможет сделать каждый, ведь все необходимые для такого двигателя инструменты найдутся в любом доме. Да и времени на такой эксперимент уйдет совсем немного. Забудь о том, что тебе говорили на уроках физики: вечный двигатель таки существует!

Как сделать простой моторчик своими руками

Изготовление

Возьми проволоку и намотай ее на батарейку. Достаточно будет сделать 10-15 мотков.

Аккуратно вытащи батарейку. У тебя должен получиться вот такой ротор. Зафиксируй концы провода на краях катушки, как показано на фото ниже, для этого можно завязать провод на узел.

У тебя должно получится что-то наподобие этого (для контраста на фото один свободный конец проволоки натерли наждачной бумагой, а второй — нет).

Для следующего этапа тебе понадобится скрепка и простой карандаш.

С помощью карандаша выгни скрепку вот таким образом и прикрепи к батарейке, как показано на фото.

Точно так прикрепи вторую скрепку к другой стороне батарейки и соедини всё в единую конструкцию с помощью липкой ленты.

Положи на верх батарейки магнит, он должен «прилипнуть» к батарейке. Ротор должен быстро закрутиться, если этого не произошло — попробуй немного подтолкнуть его пальцем.

Вот и всё, твое оригинальное изобретение готово. Кстати, будь внимательным: нельзя надолго оставлять ротор в неподвижном состоянии, батарейка и катушка будут очень сильно нагреваться!

Удиви всех друзей — покажи им, как легко создать моторчик своими руками из подручных средств!

Это настоящая творческая лаборатория! Команда истинных единомышленников, каждый из которых специалист в своем деле, объединенных общей целью: помогать людям. Мы создаем материалы, которыми действительно стоит делиться, а источником неиссякаемого вдохновения служат для нас любимые читатели!

Правда ли работает? Есть ли ток?

Сколько нужно проволоки(СМ)

А как можно увеличить скорость вращения проволоки?

а проволоку любую можно? я использовала тонкую медную,но ничего не получилось. не работает, что делать?!

Вечный двигатель здесь не причём. Работает сила Ампера. Двигатель

остановится когда кончится батарейка.

А пальчиковМи можно

У меня не получяется выгнуть скрепку. Покажите как пожалуйста. Мне 12 дет

по ходу ток короткого замыкания движет ротор!

В этой статье я расскажу вам о том, как сделать паровой двигатель своими руками. Двигатель будет небольшой, однопоршневой с золотником. Мощности вполне хватит, чтобы вращать ротор небольшого генератора и использовать этот двигатель в качестве автономного источника электричества в походах.

Как сделать паровой двигатель

Цилиндр и золотниковая трубка.

Отрезаем от антенны 3 куска:

Первый кусок 38 мм длиной и 8 мм диаметром (сам цилиндр).

Второй кусок длиной 30 мм и 4 мм диаметром.

Третий длиной 6 мм и 4 мм диаметром.

Возьмём трубку №2 и сделаем в ней отверстие диаметром 4 мм посередине. Возьмем трубку №3 и приклеим перпендикулярно трубке №2, после высыхания суперклея, замажем все холодной сваркой (например POXIPOL).

Крепим круглую железную шайбу с отверстием посредине к куску №3 (диаметр — чуть больше трубки №1), после высыхания укрепляем холодной сваркой.

Как сделать поршень с шатуном

Берём болт (1) диаметром 7 мм и зажимаем его в тисках. Начинаем наматывать на него медную проволоку (2) примерно на 6 витков. Каждый виток промазываем суперклеем. Лишние концы болта спиливаем.

Проволоку покрываем эпоксидкой. После высыхания, подгоняем поршень шкуркой под цилиндр так, чтобы он свободно там двигался, не пропуская воздух.

Из листа алюминия делаем полоску длиной 4 мм и длиной 19 мм. Придаём ей форму буквы П (3).

Сверлим на обоих концах отверстия (4) 2 мм диаметром, чтобы можно было засунуть кусочек спицы. Стороны П-образной детали должны быть 7х5х7 мм. Клеим её к поршню стороной, которая 5 мм.

Шатун (5) делаем из велосипедной спицы. К обоим концам спицы приклеиваем на два маленьких кусочка трубок (6) от антенны диаметром и длиной по 3 мм. Расстояние между центрами шатуна составляет 50 мм. Далее шатун одним концом вставляем в П-образную деталь и шарнирно фиксируем спицей.

Шатун треугольника делается похожим способом, только с одной стороны будет кусок спицы, а с другой трубка. Длина шатуна 75 мм.

Из листа металла вырезаем треугольник и сверлим сверлим в нем 3 отверстия.

Золотник. Длина поршня золотника составляет 3,5 мм, и он должен свободно перемещаться по трубке золотника. Длина штока зависит от размеров вашего маховика.

Кривошип поршневой тяги должен быть 8 мм, а кривошип золотника — 4 мм.

Паровым котлом будет служить банка из под оливок с запаянной крышкой. Также я впаял гайку, чтобы через неё можно было заливать воду и герметично закручивать болтом. Также припаял трубку к крышке.

Косметическая доработка двигателя. Бак теперь имеет свою собственную деревянную площадку и блюдце для таблетки сухого горючего. Все детали покрашены в красивые цвета. Кстати в качестве источника тепла лучше всего использовать самодельную спиртовую горелку или примус

Испытание финальной версии самодельного парового двигателя

статью о том, как сделать реактивный двигатель своими руками .

Внимание ! Строительство собственного реактивного двигателя может быть опасным. Настоятельно рекомендуем принять все необходимые меры предосторожности при работе с поделкой , а также проявлять крайнюю осторожность при работе с инструментами. В самоделке заложены экстремальные суммы потенциальной и кинетической энергии (взрывоопасное топливо и движущие части), которые могут нанести серьёзные травмы во время работы газотурбинного двигателя. Всегда проявляйте осторожность и благоразумие при работе с двигателем и механизмами и носите соответствующую защиту глаз и слуха. Автор не несёт ответственности за использование или неправильную трактовку информации, содержащейся в настоящей статье.

Шаг 1: Прорабатываем базовую конструкцию двигателя

Начнём процесс сборки двигателя с 3Д моделирования. Изготовление деталей с помощью ЧПУ станка значительно облегчает процесс сборки и уменьшает количество часов, которые будут потрачены на подгонку деталей. Главное преимущество при использовании 3D процессов – это способность видеть, как детали будут взаимодействовать вместе до того момента, как они будут изготовлены.

Если вы хотите изготовить действующий двигатель, обязательно зарегистрируйтесь на форумах соответствующей тематики. Ведь компания единомышленников значительно ускорить процесс изготовления самоделки и значительно повысит шансы на удачный результат.

Шаг 2:

Будьте внимательны при выборе турбокомпрессора! Вам нужен большой «турбо» с одной (не разделенной) турбиной. Чем больше турбокомпрессор, тем больше будет тяга готового двигателя. Мне нравятся турбины с крупных дизельных двигателей.

Как правило, важен не столько размер всей турбины, как размер индуктора. Индуктор – видимая область лопаток компрессора.

Турбокомпрессор на картинке – Cummins ST-50 с большого 18 колесного грузовика.

Шаг 3: Вычисляем размер камеры сгорания

В шаге приведено краткое описания принципов работы двигателя и показан принцип по которому рассчитываются размеры камеры сгорания (КС), которую необходимо изготовить для реактивного двигателя.

В камеру сгорания (КС) поступает сжатый воздух (от компрессора), который смешивается с топливом и воспламеняется. «Горячие газы» выходят через заднюю часть КС перемещаясь по лопастям турбины, где она извлекает энергию из газов и преобразует её в энергию вращения вала. Этот вал крутит компрессор, что прикреплён к другому колесу, что выводит большую часть отработанных газов. Любая дополнительная энергия, которая остаётся от процесса прохождения газов, создаёт тягу турбины. Достаточно просто, но на самом деле немного сложно всё это построить и удачно запустить.

Камера сгорания изготовлена из большого куска стальной трубы с крышками на обеих концах. Внутри КС установлен рассеиватель. Рассеиватель – эта трубка, что сделана из трубы меньшего диаметра, которая проходит через всю КС и имеет множество просверленных отверстий. Отверстия позволяют сжатому воздуху заходить в рабочий объём и смешиваться с топливом. После того, как произошло возгорание, рассеиватель снижает температуру воздушного потока, который входит в контакт с лопастями турбины.

Для расчета размеров рассеивателя просто удвойте диаметр индуктора турбокомпрессора. Умножьте диаметр индуктора на 6, и это даст вам длину рассеивателя. В то время как колесо компрессора может быть 12 или 15 см в диаметре, индуктор будет значительно меньше. Индуктор из турбин (ST-50 и ВТ-50 моделей) составляет 7,6 см в диаметре, так что размеры рассеивателя будут: 15 см в диаметре и 45 см в длину. Мне хотелось изготовить КС немного меньшего размера, поэтому решил использовать рассеиватель диаметром 12 см с длиной 25 см. Я выбрал такой диаметр, прежде всего потому, что размеры трубки повторяют размеры выхлопной трубы дизельного грузовика.

Поскольку рассеиватель будет располагаться внутри КС, рекомендую за отправную точку взять минимальное свободное пространство в 2,5 см вокруг рассеивателя. В моём случае я выбрал 20 см диаметр КС, потому что она вписывается в заранее заложенные параметры. Внутренний зазор будет составлять 3,8 см.

Теперь у вас есть примерные размеры, которые уже можно использовать при изготовлении реактивного двигателя. Вместе с крышками на концах и топливными форсунками – эти части в совокупности будут образовывать камеру сгорания.

Шаг 4: Подготовка торцевых колец КС

Закрепим торцевые кольца с помощью болтов. С помощью данного кольца рассеиватель будет удерживаться в центра камеры.

Наружный диаметр колец 20 см, а внутренние диаметры 12 см и 0,08 см соответственно. Дополнительное пространство (0,08 см) облегчит установку рассеивателя, а также будет служить в качестве буфера для ограничения расширений рассеивателя (во время его нагрева).

Кольца изготавливаются из 6 мм листовой стали. Толщина 6 мм позволит надежно приварить кольца и обеспечить стабильную основу для крепления торцевых крышек.

12 отверстий для болтов, которые расположены по окружности колец, обеспечат надежное крепление при монтаже торцевых крышек. Следует приварить гайки на заднюю часть отверстий, чтобы болты могли просто ввинчиваться прямо в них. Всё это придумано только из-за того, что задняя часть будет недоступна для гаечного ключа. Другой способ– это нарезать резьбу в отверстиях на кольцах.

Шаг 5: Привариваем торцевые кольца

Для начала нужно укоротить корпус до нужной длины и выровнять всё должным образом.

Начнём с того, что обмотаем большой лист ватмана вокруг стальной трубы так, чтобы концы сошлись друг с другом и бумага была сильно натянута. Из него сформируем цилиндр. Наденьте ватман на один конец трубы так, чтобы края трубы и цилиндра из ватмана заходили заподлицо. Убедитесь, что там будет достаточно места (чтобы сделать отметку вокруг трубы), так чтобы вы могли сточить металл заподлицо с отметкой. Это поможет выровнять один конец трубы.

Далее следует измерить точные размеры камеры сгорания и рассеивателя. С колец, которые будут приварены, обязательно вычтите 12 мм. Так как КС будет в длину 25 см, учитывать стоит 24,13 см. Поставьте отметку на трубе, и воспользуйтесь ватманом, чтобы изготовить хороший шаблон вокруг трубы, как делали раньше.

Отрежем лишнее с помощью болгарки. Не волнуйтесь о точности разреза. На самом деле, вы должны оставить немного материала и очистить его позже.

Сделаем скос с обеих концов трубы(чтобы получить хорошее качество сварного шва). Воспользуемся магнитными сварочными зажимами, чтобы отцентровать кольца на концах трубы и убедиться, что они находятся на одном уровне с трубой. Прихватите кольца с 4-х сторон, и дайте им остыть. Сделайте сварной шов, затем повторите операции с другой стороны. Не перегревайте металл, так вы сможете избежать деформации кольца.

Когда оба кольца приварены, обработайте швы. Это необязательно, но это сделает КС более эстетичной.

Шаг 6: Изготавливаем заглушки

Для завершения работ по КС нам понадобится 2 торцевые крышки. Одна крышка будет располагаться на стороне топливного инжектора, а другая будет направлять горячие газы в турбину.

Изготовим 2 пластины того же диаметра что и КС (в моём случае 20,32 см). Просверлите 12 отверстий по периметру для болтов и выровняйте их с отверстиями на конечных кольцах.

На крышке инжектора нужно сделать только 2 отверстия. Одно будет для топливного инжектора, а другое для свечи зажигания. В проекте используется 5 форсунок (одна в центре и 4 вокруг неё). Единственное требование – инжекторы должны располагаться таким образом, чтобы после окончательной сборки они оказались внутри рассеивателя. Для нашей конструкции – это означает, что они должны помещаться в центре 12 см круга в середине торцевой крышки. Просверлим 12 мм отверстия для монтажа форсунок. Сместимся чуть-чуть от центра, чтобы добавить отверстие для свечи зажигания. Отверстие должно быть просверлено для 14 мм х 1,25 мм нити, которая будет соответствовать свече зажигания. Конструкция на картинке будет иметь 2 свечи (одна про запас, если первая выйдет из строя).

Из крышки инжектора торчат трубы. Они изготовлены из труб диаметром 12 мм (внешний) и 9,5 мм (внутренний диаметр). Их обрезают до длины 31 мм, после чего на краях делают скосы. На обеих концах будет 3 мм резьба. Позже они будут свариваться вместе с 12 мм трубками, выступающими с каждой стороны пластины. Подача топлива будет осуществляться с одной стороны а инжекторы будут вкручены с другой.

Для того, чтобы сделать вытяжной колпак, нужно будет вырезать отверстие для «горячих газов». В моем случае, размеры повторяют размеры входного отверстия турбины. Небольшой фланец должен иметь те же размеры, что и открытая турбина, а также, плюс четыре отверстия для болтов, чтобы закрепить его на ней. Торцовый фланец турбины может быть сварен вместе из простого прямоугольного короба, который будет идти между ними.

Переходный изгиб следует сделать из листовой стали. Свариваем детали вместе. Необходимо, чтобы сварные швы шли по наружной поверхности. Это нужно для того, чтобы воздушный поток не имел никаких препятствий и не создавалась турбулентность внутри сварных швов.

Шаг 7: Собираем всё вместе

Начните с закрепления фланца и заглушек (выпускного коллектора) на турбине. Тогда закрепите корпус камеры сгорания и, наконец, крышку инжектора основного корпуса. Если вы всё сделали правильно, то ваша поделка должна быть похожа на вторую картинку ниже.

Важно отметить, что турбинные и компрессорные секции можно вращать относительно друг друга, ослабив зажимы в середине.

Исходя из ориентации частей, нужно будет изготовить трубу, которая соединит выпускное отверстие компрессора с корпусом камеры сгорания. Эта труба должна быть такого же диаметра, как выход компрессора, и в конечном счёте крепиться к нему шлангом соединителем. Другой конец нужно будет соединить заподлицо с камерой сгорания и приварить его на место, как только отверстие было обрезано. Для своей камеры, я использовать кусок согнутой 9 см выхлопной трубы. На рисунке ниже показан способ изготовления трубы, которая предназначена для замедления скорости воздушного потока перед входом в камеру сгорания.

Для нормальной работы нужна значительная степень герметичности, проверьте сварные швы.

Шаг 8: Изготавливаем рассеиватель

Рассеиватель позволяет воздуху входить в центр камеры сгорания, при этом сохранять и удерживать пламя на месте таким образом, чтобы оно выходило в сторону турбины, а не в сторону компрессора.

Отверстия имеют специальные названия и функции (слева направо). Небольшие отверстия в левой части являются основными, средние отверстия являются вторичными, и самые большие на правой стороне являются третичными.

Основные отверстия подают воздух, который смешивается с топливом.
Вторичные отверстия подают воздух, который завершает процесс сгорания.
Третичные отверстия обеспечивают охлаждения газов до того, как они покинут камеру, таким образом, чтобы они не перегревали турбинных лопаток.

Чтобы сделать процесс расчета отверстия легким, ниже представлена , что будет делать работу за вас.

Поскольку наша камера сгорания 25 см в длину, необходимо будет сократить рассеиватель до этой длины. Я хотел бы предложить сделать её почти на 5 мм короче, чтобы учесть расширение металла, во время нагрева. Рассеиватель по-прежнему будет иметь возможность зажиматься внутри конечных колец и «плавать» внутри них.

Шаг 9:

Теперь у вас есть готовый рассеиватель, откройте корпус КС и вставьте его между кольцами, пока он плотно не войдет. Установите крышку инжектора и затяните болты.

Для топливной системы необходимо использовать насос, способный выдавать поток высокого давления (по меньшей мере 75 л/час). Для подачи масла нужно использовать насос способный обеспечить давление в 300 тис. Па с потоком 10 л/час. К счастью, один и тот же тип насоса можно использовать для обеих целей. Мое предложение Shurflo № 8000-643-236.

Представляю схему для топливной системы и системы подачи масла для турбины.

Для надежной работы системы рекомендую использовать систему регулируемого давления с установкой обходного клапана. Благодаря ему поток, который прокачивают насосы всегда будет полным, а любая неиспользованная жидкость будет возвращена в бак. Эта система поможет избежать обратного давления на насос (увеличит срок службы узлов и агрегатов). Система будет работать одинаково хорошо для топливных систем и системы подачи масла. Для масляной системы вам нужно будет установить фильтр и масляный радиатор (оба из них будут установлены в линию после насоса, но перед перепускным клапаном).

Убедитесь, что все трубы, идущие к турбине выполнены из «жесткого материала». Использование гибких резиновых шлангов может закончиться катастрофой.

Ёмкость для топлива может быть любого размера, а масленый бак должен удерживать по меньшей мере 4 л.

В своей масляной системе использовал полностью синтетическое масло Castrol. Оно имеет гораздо более высокую температуру воспламенения, а низкая вязкость поможет турбине в начале вращения. Для снижения температуры масла, необходимо использовать охладители.

Что касается системы зажигания, то подобной информации достаточно в интернете. Как говорится на вкус и цвет товарища нет.

Шаг 10:

Для начала поднимите давление масла до минимума 30 МПа. Наденьте наушники и продуйте воздух через двигатель воздуходувкой. Включите цепи зажигания и медленно подавайте топливо, закрывая игольчатый клапан на топливной системе до тех пор, пока не услышите «поп», когда камера сгорания заработает. Продолжайте увеличивать подачу топлива, и вы начнете слышать рёв своего нового реактивного двигателя.

Спасибо за внимание

Можно, конечно купить красивые заводские модели двигателей Стирлинга, как например, в этом китайском интернет-магазине. Однако, иногда хочется творить самому и сделать вещь, пусть даже из подручных средств. На нашем сайте уже есть несколько вариантов изготовления данных моторов, а в этой публикации ознакомьтесь с совсем простым вариантом изготовления в домашних условиях.

Для его изготовления вам понадобятся подручные материалы: банка из под консервов, небольшой кусок поролона, CD-диск, два болтика и скрепки.

Поролон – одни из самых распространенных материалов, которые используются при изготовлении моторов Стирлинга. Из него делается вытеснитель двигателя. Из куска нашего поролона вырезаем круг, диаметр его делаем на два миллиметров меньше внутреннего диаметра банки, а высоту немного больше ее половины.

В центре крышки просверливаем отверстие, в которое вставим потом шатун. Для ровного хода шатуна делаем из скрепки спиральку и припаиваем ее к крышке.

Поролоновый круг из поролона пронизываем посередине винтиком и застопориваем его шайбой сверху и снизу шайбой и гайкой. После этого присоединяем путем пайки отрезок скрепки, предварительно распрямив ее.

Теперь втыкаем вытеснитель в сделанное заранее отверстие в крышке и герметично пайкой соединяем крышку и банку. На конце скрепки делаем небольшую петельку, а в крышке просверливаем еще одно отверстие, но чуть-чуть больше, чем первое.

Из жести делаем цилиндр, используя пайку.

Присоединяем с помощью паяльника готовый цилиндр к банке, так, чтобы не осталось щелей в месте пайки.

Из скрепки изготавливаем коленвал. Разнос колен нужно сделать в 90 градусов. Колено, которое будет над цилиндром по высоте на 1-2 мм больше другого.

Из скрепок изготавливаем стойки под вал. Делаем мембрану. Для этого на цилиндр надеваем полиэтиленовую пленку, немного продавливаем ее внутрь и закрепляем на цилиндре ниткой.

Шатун который нужно будет приделать к мембране, изготавливаем из скрепки и вставляем его в обрезок резины. По длине шатун нужно сделать таким, чтобы в нижней мертвой точке вала мембрана была втянута внутрь цилиндра, а в высшей – напротив – вытянута. Второй шатун настраиваем так же.

Шатун с резиной приклеиваем к мембране, а другой присоединяем к вытеснителю.

Присоединяем паяльником ножки из скрепок к банке и на кривошип пристраиваем маховик. Например, можно использовать СД-диск.

Двигатель Стирлинга в домашних условиях сделан. Теперь осталось под банку подвести тепло – зажечь свечку. А через несколько секунд дать толчок маховику.

Как сделать простой двигатель Стирлинга (с фотографиями и видео)

www.newphysicist.com

Давайте сделаем двигатель Стирлинга.

Мотор Стирлинга – это тепловой двигатель, который работает за счет циклического сжатия и расширения воздуха или другого газа (рабочего тела) при различных температурах, так что происходит чистое преобразование тепловой энергии в механическую работу. Более конкретно, двигатель Стирлинга представляет собой двигатель с рекуперативным тепловым двигателем с замкнутым циклом с постоянно газообразным рабочим телом.

Двигатели Стирлинга имеют более высокий КПД по сравнению с паровыми двигателями и могут достигать 50% эффективности. Они также способны бесшумно работать и могут использовать практически любой источник тепла. Источник тепловой энергии генерируется вне двигателя Стирлинга, а не путем внутреннего сгорания, как в случае двигателей с циклом Отто или дизельным циклом.

Двигатели Стирлинга совместимы с альтернативными и возобновляемыми источниками энергии, поскольку они могут становиться все более значительными по мере роста цен на традиционные виды топлива, а также в свете таких проблем, как истощение запасов нефти и изменение климата.

В этом проекте мы дадим вам простые инструкции по созданию очень простого двигателя DIY Стирлинга с использованием пробирки и шприца .

Как сделать простой движок Стирлинга – Видео

Компоненты и шаги, чтобы сделать моторчик Стирлинга

1. Кусок лиственных пород или фанеры

Это основа для вашего двигателя. Таким образом, он должен быть достаточно жестким, чтобы справляться с движениями двигателя. Затем сделайте три маленьких отверстия, как показано на рисунке. Вы также можете использовать фанеру, дерево и т.д.

2. Мраморные или стеклянные шарики

В двигателе Стирлинга эти шарики выполняют важную функцию. В этом проекте мрамор действует как вытеснитель горячего воздуха от теплой стороны пробирки к холодной стороне. Когда мрамор вытесняет горячий воздух, он остывает.

3. Палки и винты

Шпильки и винты используются для удержания пробирки в удобном положении для свободного перемещения в любом направлении без каких-либо перерывов.

4. Резиновые кусочки

Купите ластик и нарежьте его на следующие формы. Он используется для того, чтобы надежно удерживать пробирку и поддерживать ее герметичность. Не должно быть утечек в ротовой части пробирки. Если это так, проект не будет успешным.

5. Шприц

Шприц является одной из самых важных и движущихся частей в простом двигателе Стирлинга. Добавьте немного смазки внутрь шприца, чтобы поршень мог свободно перемещаться внутри цилиндра. Когда воздух расширяется внутри пробирки, он толкает поршень вниз. В результате цилиндр шприца перемещается вверх. В то же время мрамор катится к горячей стороне пробирки и вытесняет горячий воздух и заставляет его остывать (уменьшать объем).

6. Пробирка Пробирка является наиболее важным и рабочим компонентом простого двигателя Стирлинга. Пробирка изготовлена из стекла определенного типа (например, из боросиликатного стекла), обладающего высокой термостойкостью. Так что его можно нагревать до высоких температур.

Как работает двигатель Стирлинга?

Некоторые люди говорят, что двигатели Стирлинга просты. Если это правда, то так же, как и великие уравнения физики (например, E = mc2), они просты: на поверхности они просты, но богаче, сложнее и потенциально очень запутаны, пока вы их не осознаете. Я думаю, что безопаснее думать о двигателях Стирлинга как о сложных: многие очень плохие видео на YouTube показывают, как легко «объяснить» их очень неполным и неудовлетворительным образом.

На мой взгляд, вы не можете понять двигатель Стирлинга, просто создав его или наблюдая за тем, как он работает извне: вам нужно серьезно подумать о цикле шагов, через которые он проходит, что происходит с газом внутри, и как это отличается из того, что происходит в обычном паровом двигателе.

Все, что требуется для работы двигателя, – это наличие разницы температур между горячей и холодной частями газовой камеры. Были построены модели, которые могут работать только с разницей температуры 4 ° C, хотя заводские двигатели, вероятно, будут работать с разницей в несколько сотен градусов. Эти двигатели могут стать наиболее эффективной формой двигателя внутреннего сгорания.

Двигатели Стирлинга и концентрированная солнечная энергия

Двигатели Стирлинга обеспечивают аккуратный метод преобразования тепловой энергии в движение, которое может привести в движение генератор. Наиболее распространенная схема состоит в том, чтобы двигатель был в центре параболического зеркала. Зеркало будет установлено на устройство слежения, чтобы солнечные лучи фокусировались на двигателе.

* Двигатель Стирлинга как приемник

Возможно, вы играли с выпуклыми линзами в школьные годы. Сосредоточение солнечной энергии для сжигания листа бумаги или спички, я прав? Новые технологии развиваются день ото дня. Концентрированная солнечная тепловая энергия приобретает все большее внимание в эти дни.

Выше приведен короткий видеофильм о простом двигателе с пробиркой, использующим стеклянные шарики в качестве вытеснителя и стеклянный шприц в качестве силового поршня.

Этот простой двигатель Стирлинга был построен из материалов, которые доступны в большинстве школьных научных лабораторий и может быть использован для демонстрации простого теплового двигателя.

Диаграмма давление-объем за цикл

Процесс 1 → 2 Расширение рабочего газа на горячем конце пробирки, тепло передается газу, и газ расширяется, увеличивая объем и толкая поршень шприца вверх.

Процесс 2 → 3 По мере движения мрамора к горячему концу пробирки газ вытесняется из горячего конца пробирки на холодный конец, а по мере движения газа он отдает тепло стенке пробирки.

Процесс 3 → 4 Из рабочего газа отводится тепло, и объем уменьшается, поршень шприца движется вниз.

Процесс 4 → 1 Завершает цикл. Рабочий газ движется от холодного конца пробирки к горячему концу, поскольку мраморные шары вытесняют ее, получая тепло от стенки пробирки, когда она движется, тем самым увеличивая давление газа.

Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы

Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?

С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.

Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.

История развития рынка водородных двигателей

Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.

Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.

В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.

В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.

Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].

Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.

В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.

В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.

Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.

Toyota Mirai 2016 года выпуска

Как работает водородный двигатель?

На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.

Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.

Схема работы водородного двигателя

По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.

Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai

Где применяют водородное топливо?

В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.

Плюсы водородного двигателя

Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
Бесшумная работа двигателя;
Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.

Минусы водородного двигателя

Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.

Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв. Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили

Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.

Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.

Водородный транспорт в России

В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.

В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.

Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.

Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».

В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.

Перспективы технологии

Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.

Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.

С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.

Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.

Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.

Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].

Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:

Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.

Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.

Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.

Как правильно проверить и долить масло в двигатель?

Одна из обязанностей водителя, прописанная в руководстве по эксплуатации — следить за уровнем масла в двигателе. Что делать, если уровень упал ниже минимального: как срочно нужно доливать, какое именно? Ответы на эти и другие частые вопросы — в нашей статье.

Нормальный уровень масла необходим для максимально эффективной защиты деталей от износа. Для контроля уровня в двигателях предусмотрен щуп, который легко доступен из подкапотного пространства. Проверка осуществляется визуальным способом. На щупе нанесены отметки Min и Max (обычно пространство между ними выделают пластиковой насадкой, рифлением или другими способами). На вынутом щупе масло должно находиться между этими отметками.

На относительно новых автомобилях уровень масла всегда находится в допустимых пределах. Доливать его нет необходимости: достаточно просто заезжать на сервис для своевременной замены. Специалисты ГК «Фаворит Моторс» напоминают, что для каждого транспортного средства установлена своя периодичность: например, для европейских моделей с бензиновыми двигателями она составляет 15 000 км или (при тяжелых условиях эксплуатации автомобиля) 10 000 км. Точный межсервисный интервал можно узнать в руководстве по эксплуатации. Необходимость замены связана с тем, что масло теряет свои свойства: присадки вырабатывают ресурс, накапливаются мельчайшие продукты износа, которые не может задержать фильтр. Даже, если вы ездите на машине редко, следует менять масло раз в год.

«Моя машина сама подскажет, когда долить масло»

Мы привыкли, что во всех автомобилях есть индикаторы на панели приборов с изображением масленки или надписью OIL. Многие водители не утруждают себя проверкой уровня масла, надеясь на помощь бортовой системы диагностики. Но не всегда это оправдано. Дело в том, что тот самый индикатор свидетельствует о проблеме с давлением масла, а не его уровнем. Говоря простыми словами, масляный насос забирает масло практически с самого дна поддона. Соответственно, пока оно в принципе есть, в штатных режимах проблем с давлением не будет. Они могут возникнуть при резких маневрах, движении в гору или с горы, и лишь тогда в насос попадет воздух и загорится лампочка. Так что надеяться на знакомый индикатор в плане контроля уровня неправильно.

Справедливости ради отметим, что в некоторых автомобилях при самодиагностике проверяется, в том числе и количество масла. Это сильно облегчает жизнь водителю.

Как правильно проверять уровень масла?

Хотя такая проверка — элементарная процедура, есть несколько принципиально важных правил ее выполнения. Во-первых, контроль лучше выполнять на холодном двигателе. В этом случае все масло находится в поддоне — в процессе поездки оно прокачивается насосом и разбрызгивается по всему мотору. Если выполнить проверку «на горячем двигателе», уровень может показаться большим, чем на самом деле. Во-вторых, желательно перед оценкой уровня вынуть щуп, протереть его, затем аккуратно погрузить обратно и вынуть еще раз. В противном случае уровень не всегда правильно «читается» на щупе.

Почему уровень масла падает?

В сильно изношенных двигателях смазка утекает через негерметичные уплотнения. Также масло расходуется «на угар», то есть сгорает в цилиндрах двигателя. Чем сильнее изношены масляные кольца на поршнях, тем больше будет уходить масла. Современные двигатели иногда расходуют достаточно большой объем и это прописано в инструкции: например, у немецких авто нормой считается расход масла до 1 л на 1000 км.

Доливка масла в двигатель: как это правильно сделать?

Если вы видите, что уровень масла ниже нормы, его необходимо долить как можно быстрее, иначе силовой агрегат будет испытывать масляное голодание и интенсивно изнашиваться. В идеале доливать такое же масло, что уже залито в ваш двигатель внутреннего сгорания. Тем, кто обслуживается в дилерских центрах ГК «Фаворит Моторс», советуем поискать смазочные материалы на нашем сайте – здесь можно купить емкости как по 1 л, так и по 4-5 л.

Почему не рекомендуют использовать другие масла, даже того же производителя? В каждом наименовании масла используются свои присадки, которые не всегда совместимы с другими. В итоге после долива может образоваться осадок, помутнение, измениться вязкость — словом, масляная смесь будет иметь другие характеристики.

Если вы находитесь далеко от своего сервиса и не можете найти необходимое, руководствуйтесь следующими правилами. В минеральное масло допустимо доливать другое, но на минеральной основе. Аналогично с синтетикой: лучше использовать синтетическое. Полусинтетические масла универсальны: их можно смешивать с любыми другими, а также любое другое можно долить в «полусинтетику». Постарайтесь доливать масло до минимально допустимого уровня, чтобы при возможности купить «родное» и заполнить им полный объем.

В самом крайнем случае, когда масла нет, а ехать надо, можно долить любое в любое. Здесь мы фактически выбираем из двух зол: ехать без масла гораздо хуже. В поездке старайтесь не нагружать двигатель без необходимости, не раскручивать его до высоких оборотом. По возвращении получившаяся «моторная жидкость» должна быть заменена на нормальное масло, желательно с промывкой.

Заливать масло нужно через воронку или из горлышка канистры порциями по 200-300 грамм, ждать несколько минут пока оно дойдет от заливной горловины до картера и только потом проверять уровень.

Можно ли заливать моторное масло «с запасом»?

Если двигатель довольно активно потребляет моторное масло, возникает логичный вопрос: нельзя ли налить его «с запасом», чтобы не так часто залезать под капот? Нет, нельзя. При излишке масла оно будет выдавливаться через все прокладки, к тому же есть риск выдавливания сальников коленвала. Зимой масло густеет, и чем больше его в моторе, тем сложнее прокрутить вал для запуска. Поэтому перелив недопустим.

Можно ли реже менять масло при частом доливе?

Еще один популярный вопрос. Логика такая: если вы периодически доливаете масло, то есть обновляете его, оно должно служить дольше. Но это не совсем так. В масле накапливаются продукты сгорания и износа деталей — не все задерживаются масляным фильтром. Именно поэтому изначально полупрозрачное масло темнеет уже после первой тысячи километров. Когда масло угорает или утекает через прокладки и сальники, продукты износа и сгорания остаются внутри. Избавиться от них можно только полной заменой масла. Если вы добавили 1 л масла, а потом еще 1 л, вам кажется, что вы заменили уже 2 л из, скажем, 4-х. Но это не так: ведь первый литр смешался с «грязным» содержимым смазочной системы. В итоге после долива 2 л нельзя сказать, что вы обновили половину объема: в лучшем случае это будет 20-30%. Поэтому менять масло надо независимо от его качества и частоты долива.

Недостаток масла: причины для беспокойства

Масляное голодание двигателя — опасно! Ресурс мотора при недостаточной смазке сокращается намного быстрее. Это похоже на ядерную реакцию: продукты износа разносятся остатками масла по всему агрегату и повреждают еще не тронутые детали. Добавим сюда повреждения от работы «на сухую» и получим грустный результат. Если вы поняли, что долго ездили без масла, оно быстро «уходит» или заметили странный звук двигателя — записывайтесь на диагностику. Возможно, достаточно будет заменить прокладку поддона или герметик, чтобы забыть о проблеме. Точную причину может установить только специалист.

Как работают автомобильные двигатели | HowStuffWorks

Используя всю эту информацию, вы можете начать понимать, что существует множество различных способов улучшить работу движка. Производители автомобилей постоянно играют со всеми перечисленными ниже параметрами, чтобы сделать двигатель более мощным и / или более экономичным.

Увеличение рабочего объема: Чем больше рабочий объем, тем выше мощность, поскольку вы можете сжигать больше газа за каждый оборот двигателя. Вы можете увеличить рабочий объем, увеличив цилиндры или добавив больше цилиндров.Двенадцать цилиндров кажутся практическим пределом.

Увеличьте степень сжатия: Чем выше степень сжатия, тем больше мощность, до определенного предела. Однако чем сильнее вы сжимаете топливно-воздушную смесь, тем больше вероятность самопроизвольного воспламенения (до того, как свеча зажигания воспламенит его). Бензины с более высоким октановым числом предотвращают такое преждевременное сгорание. Вот почему высокопроизводительным автомобилям обычно нужен высокооктановый бензин — их двигатели используют более высокую степень сжатия, чтобы получить больше мощности.

Добавьте больше в каждый цилиндр: Если вы можете втиснуть больше воздуха (и, следовательно, топлива) в цилиндр заданного размера, вы можете получить больше мощности от цилиндра (точно так же, как если бы вы увеличили размер цилиндр) без увеличения количества топлива, необходимого для сгорания. Турбокомпрессоры и нагнетатели сжимают входящий воздух, чтобы эффективно втиснуть больше воздуха в цилиндр.

Охлаждение входящего воздуха: Сжатие воздуха повышает его температуру. Однако вы хотите, чтобы в цилиндре был как можно более холодный воздух, потому что чем горячее воздух, тем меньше он будет расширяться при сгорании.Поэтому многие автомобили с турбонаддувом и наддувом имеют интеркулер . Интеркулер — это специальный радиатор, через который проходит сжатый воздух, чтобы охладить его перед попаданием в цилиндр.

Пусть воздух поступает легче: Когда поршень опускается на такте впуска, сопротивление воздуха может лишить двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно значительно уменьшить, установив по два впускных клапана в каждый цилиндр. В некоторых новых автомобилях также используются полированные впускные коллекторы для устранения сопротивления воздуха.Большие воздушные фильтры также могут улучшить воздушный поток.

Упростите выход выхлопных газов: Если сопротивление воздуха затрудняет выход выхлопных газов из цилиндра, это лишает двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно уменьшить, добавив второй выпускной клапан к каждому цилиндру. Автомобиль с двумя впускными и двумя выпускными клапанами имеет четыре клапана на цилиндр, что улучшает рабочие характеристики. Когда вы слышите рекламу автомобиля, в которой говорится, что автомобиль имеет четыре цилиндра и 16 клапанов, в рекламе говорится, что двигатель имеет четыре клапана на цилиндр.

Если выхлопная труба слишком мала или глушитель имеет большое сопротивление воздуха, это может вызвать противодавление, которое имеет тот же эффект. В высокоэффективных выхлопных системах используются коллекторы, большие выхлопные трубы и глушители со свободным потоком для устранения противодавления в выхлопной системе. Когда вы слышите, что у автомобиля «двойной выхлоп», цель состоит в том, чтобы улучшить поток выхлопных газов, используя две выхлопные трубы вместо одной.

Сделайте все легче: Легкие детали помогают двигателю работать лучше.Каждый раз, когда поршень меняет направление, он использует энергию, чтобы остановить движение в одном направлении и запустить его в другом. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Это приводит к повышению топливной экономичности и производительности.

Впрыск топлива: Впрыск топлива позволяет очень точно дозировать топливо в каждый цилиндр. Это улучшает производительность и экономию топлива.

В следующих разделах мы ответим на некоторые распространенные вопросы, связанные с двигателем, которые задают читатели.

Посмотрите, как подросток создает функциональный двухтактный двигатель с нуля

С какими хобби вы возились, когда учились в колледже? Может быть, вы были поглощены попытками поддерживать в рабочем состоянии изможденную старую подержанную машину; возможно, вам повезло иметь какой-то проектный автомобиль с высокими характеристиками. Возможно, вы целиком и полностью посвятили себя рекордному потреблению пива и пиццы.

Наверное, никто из вас не строил вручную полнофункциональный двухтактный двигатель внутреннего сгорания из металлолома.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Но это именно то, что молодой Дж. Иоахим Холл делал с собой. Плодовитый мастер и студент колледжа, фантастический канал Холла MakerJ101 на YouTube демонстрирует множество гениальных проектов, над которыми он работал в своей домашней мастерской с 2011 года. И эта серия из шести частей, которая завершается полностью функциональным двухтактным двигателем внутреннего сгорания, работающим на белом газе. — прекрасный пример того, на что способен Холл.

Только подумайте, что входит в подобный проект. Большинство из нас потерялось бы, просто пытаясь набросать все компоненты, необходимые для создания чего-то подобного. Но не используя ничего более сложного, чем сверлильный станок и паяльник, Холл создал одноцилиндровый двухтактный двигатель, который действительно работает и вращается. Единственная имеющаяся в наличии деталь — это свеча зажигания. Мы пропустим это Холлу.

Видеожурнал

Hall из шести частей подробно описывает каждый этап процесса. Предупреждаем: здесь больше часа отснятого материала. Если вы просто хотите увидеть результат, щелкните здесь, чтобы увидеть, как двигатель запускается впервые. Но вы упустите тонну поистине блестящей инженерной мысли, а безудержное волнение, которое Зал не сможет сдержать, когда что-то пойдет правильно.

Серьезно — выделите час или около того и посмотрите все шесть видео на YouTube ниже. Может быть, даже покажи это своим детям. Кто знает? Их можно было просто вдохновить на создание собственного крошечного двухтактного двигателя.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

через Digg

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Из каких частей состоит двигатель автомобиля

Если у вас есть некоторое представление о различных частях вашего автомобиля и о том, как они работают, тогда вам будет удобнее управлять им и брать его для обслуживания и ремонта.Возможно, вы осознали, что вам нужно сдать свою машину в сервисный центр McKinney, но остановились, чтобы задуматься, из каких частей состоит двигатель и как они работают? Эти знания принесут вам только пользу, когда дело доходит до ухода за вашим автомобилем, экономя ваше время, усилия и деньги, а также обеспечивая сохранение стоимости вашего автомобиля.

Двигатель вашего автомобиля

Двигатель — это сердце вашего автомобиля. Это то, что поддерживает его жизнь и работу. В автомобилях с бензиновым и дизельным двигателем используются двигатели внутреннего сгорания.Название происходит от того, как работает двигатель, топливо и воздух работают вместе, чтобы сгорать внутри двигателя, который затем генерирует энергию, которая перемещает поршни. Основная часть вашего двигателя — это цилиндр. Внутри цилиндра поршни двигаются вверх и вниз. Продолжайте читать, чтобы узнать больше об этих частях и о том, как они работают вместе.

Различные части двигателя вашего автомобиля

Различные части, составляющие двигатель вашего автомобиля, состоят из: блока двигателя (блока цилиндров), камеры сгорания, головки цилиндров, поршней, коленчатого вала, распределительного вала, цепь привода ГРМ, клапанный механизм, клапаны, коромысла, толкатели / толкатели, топливные форсунки и свечи зажигания.

Блок цилиндров (блок цилиндров)

Блок цилиндров — это ядро вашего двигателя. Обычно он изготавливается из алюминиевого сплава, а в редких случаях — из железа. Его также называют блоком цилиндров из-за трубок цилиндров, которые помогают его собрать. Блок цилиндров — это дом для поршней (где они двигаются вверх и вниз). Часто автомобили имеют более одного цилиндра (обычно четыре, шесть или восемь). Чем больше цилиндров у двигателя, тем он мощнее.

Камера сгорания

В камере сгорания преобразуется энергия в процессе сгорания.Это область двигателя, в которой топливо, воздух, электричество и давление вызывают взрывную реакцию, заставляющую поршни двигаться вверх и вниз. Движение поршней дает машине возможность двигаться.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров расположена над цилиндрами двигателя, создавая пространство в верхней части камеры сгорания. Здесь также находятся различные другие детали, такие как впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и топливные форсунки.

Поршни

Как объяснялось ранее, когда энергия создается, поршни затем перемещаются вверх и вниз, чтобы дать транспортному средству возможность двигаться. Они похожи на бидоны и соединены с коленчатым валом. Поршни также состоят из компрессионных колец и маслосъемных колец, которые помогают герметизировать камеру сгорания и предотвращают утечку масла в эту область.

Коленчатый вал

Коленчатый вал — это часть двигателя, которая завершает движение поршней вверх и вниз.Он связан с резиновыми ремнями, которые соединены с распределительным валом, что позволяет передавать мощность на различные части автомобиля. Распределительный вал соединен с трансмиссией, которая является частью, которая передает мощность на колеса.

Распределительный вал

Распределительный вал работает с коленчатым валом, соединенным цепью привода ГРМ, позволяя впускным и выпускным клапанам открываться и закрываться в соответствии с определенной временной шкалой.

Цепь ГРМ

Распределительный вал и коленчатый вал, как упоминалось выше, соединены цепью ГРМ.Эти части работают вместе, чтобы обеспечить выполнение определенных действий в определенное время, что жизненно важно для функционирования двигателя.

Клапанный механизм

Клапанный механизм — это часть двигателя, которая контролирует движение клапанов. Он состоит из клапанов, толкателей, подъемников и коромысел. Он связан с головкой блока цилиндров.

Клапаны

Клапаны в двигателе — это впускные и выпускные клапаны.Впускные клапаны работают для переноса воздуха и топлива в камеру сгорания. Выпускные клапаны работают для вывода выхлопных газов, образующихся при сгорании, из камеры.

Коромысла

Коромысла работают с кулачками (от распределительного вала), давя на клапанную систему и позволяя необходимому воздуху попасть в камеру или выйти наружу.

Толкатели / толкатели

В двигателях (двигатели с верхним расположением клапанов), в которых кулачки распределительного вала не касаются коромысел, толкатели / подъемники используются в клапанной системе.

Топливные форсунки

Для процесса сгорания необходимо топливо. Топливные форсунки перемещают топливо в цилиндры. Существует три различных системы впрыска топлива: прямой впрыск, портовый впрыск и впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки.

Свечи зажигания

Свечи зажигания расположены над каждым из цилиндров. Во время процесса сгорания свечи зажигания искры, которые воспламеняют сжатое топливо и воздух, вызывая «взрывной» процесс, который толкает поршень вниз.

Знакомство с различными частями вашего автомобиля и принципами их работы очень полезно для вас как водителя. Это особенно удобно, когда вы берете машину в магазин. Наличие автомагазина McKinney, которому вы можете доверять, имеет решающее значение. Здесь, в Nortex Lube & Tune, вы можете положиться на нас. Мы с радостью поможем объяснить любые услуги, в которых нуждается ваш автомобиль, и почему, поскольку мы гордимся тем, что являемся надежным бизнесом. Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите назначить встречу с нашими опытными механиками, свяжитесь с нами сегодня.

Сделайте простую тележку для двигателя

Отправленный Брайаном Гиллеспи 11 декабря 2017 г. в Wrenchopedia | 0 комментариев

Создайте дешевую и простую тележку для двигателя, чтобы упростить замену двигателя

Брайан Гиллеспи

Easy Peasy

На моей основной работе в Hasport мы используем лифт для замены двигателей. Так устанавливают двигатели на конвейере. Там кузов опускается на двигатель, подрамники и переднюю подвеску и прикручивается на место.В нашем магазине, имея удобный способ поставить двигатель на место и удерживать его ровно, а затем опустить автомобиль на двигатель, задача значительно упростилась. В свое время мы придумали решение для снятия, установки и хранения двигателей с помощью тележки для двигателей. Оригинальные тележки представляли собой сварную стальную конструкцию из квадратных труб с индивидуальными опорами для каждого типа двигателя. Путь перебор. Годы замены двигателей привели к созданию этой тележки стоимостью около 20-25 долларов по частям.

Специальный магазин Swap

Теперь, когда все эти двигатели серии K находятся в гараже VTEC Academy и готовы к реализации проектов (вы завидуете?), Нам нужен способ их перемещать и устанавливать.Здесь мы покажем вам, как сделать тележку и как сделать ваш двигатель красивым и ровным, чтобы он устанавливался быстро и легко. Вы тоже можете сделать это, как профессионалы, с помощью этого простого технического совета.

Мы будем рады вашей поддержке

Нравится нам? Помогите Support VTEC Academy, зайдя в наш магазин за оборудованием на http://vtec.academy/shop/ или помогите нам, поделившись (это бесплатно!) Этим постом или другими с другими крутыми людьми из Honda.

Только Honda. Это именно то, что вы найдете в Академии VTEC.Не потому, что нам утомляли автомобили других автопроизводителей, которые по своей сути истощают жизненный опыт вождения, а потому, что страсть Соитиро Хонда к автоспорту и способность его компании выразить это в машинах, которые они производят, имеют большой смысл.

VTEC Academy — это место для поклонников Honda, которые чувствуют то же самое и которые ищут наиболее точную техническую информацию и комментарии, чтобы продолжить это самое наследие и сделать то, что есть Honda, на которой они ездят, немного лучше.И быстрее.

Редакторы и участники VTEC Academy являются одними из самых опытных и пользующихся доверием специалистов в отрасли, а это значит, что здесь есть все необходимое для информативной и уникальной перспективы. И, как и вы, мы тоже помешаны на Honda.

Итак, подпишитесь на наш канал и напишите нам на vtecacademy.com или, если вы пользуетесь социальными сетями, вы можете получить ежедневную дозу VTEC Academy в Instagram, Facebook и Twitter. Мы всегда в поисках крутых и быстрых автомобилей Honda.

Брайан Гиллеспи влюбился в бренд Honda в 1974 году, когда он владел CR 125 Honda Elsinore и участвовал в гонках.Многие Honda позже он основал Hasport Performance со своим братом Китом. Последние 20 лет были потрачены на разработку всевозможных комплектов опор двигателя, прокладывая путь почти для каждой замены двигателя Honda, которая с тех пор происходила.

Как работает двигатель?

Вы уже знаете, что завести машину так же просто, как повернуть ключ, но задумывались ли вы, что на самом деле происходит под капотом?

Когда вашему телу нужно топливо, вы кормите его пищей.Когда вашему автомобилю требуется топливо, вы «кормите» его бензином. Точно так же, как ваше тело преобразует пищу в энергию, автомобильный двигатель преобразует газ в движение. Некоторые новые автомобили, известные как гибриды, также используют электричество от аккумуляторов для движения автомобиля.

Процесс преобразования бензина в движение называется «внутренним сгоранием». Двигатели внутреннего сгорания используют небольшие контролируемые взрывы для выработки энергии, необходимой для перемещения вашего автомобиля во все места, куда ему нужно ехать.

Если вы создаете взрыв в крошечном замкнутом пространстве, таком как поршень в двигателе, огромное количество энергии выделяется в виде расширяющегося газа.Типичный автомобильный двигатель производит такие взрывы сотни раз в минуту. Двигатель использует энергию для приведения в движение вашего автомобиля.

Взрывы заставляют поршни двигателя двигаться. Когда энергия первого взрыва почти иссякает, происходит еще один взрыв. Это заставляет поршни снова двигаться. Цикл повторяется снова и снова, давая автомобилю мощность, необходимую для движения.

В автомобильных двигателях используется четырехтактный цикл сгорания. Четыре такта — это впуск, сжатие, сгорание и выпуск.Удары повторяются снова и снова, генерируя энергию. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит на каждой фазе цикла сгорания.

Впускной: Во время впускного цикла впускной клапан открывается, и поршень движется вниз. Цикл начинается с подачи воздуха и газа в двигатель.

Сжатие: В начале цикла сжатия поршень перемещается вверх и выталкивает воздух и газ в меньшее пространство. Меньшее пространство означает более мощный взрыв.

Сгорание: Затем свеча зажигания создает искру, которая воспламеняет и взрывает газ. Сила взрыва заставляет поршень снова опускаться.

Выхлоп: Во время последней части цикла выпускной клапан открывается, чтобы выпустить отработанный газ, образовавшийся в результате взрыва. Этот газ перемещается в каталитический нейтрализатор, где он очищается, а затем через глушитель, прежде чем он выходит из автомобиля через выхлопную трубу.

Что делает автомобильные двигатели надежными?

Их около 1.42 миллиарда автомобилей на планете, но не все из них настолько надежны. Некоторые из них — старые загонщики, которые с трудом заводятся, а другие могут пробегать миллион миль. Но что отличает все эти автомобили от других? Почему одна машина едва может пережить свой предполагаемый жизненный цикл, а другие, кажется, переживают своих владельцев?

Реальность того, что делает автомобиль надежным, или, скорее, что делает двигатель надежным, все сводится к тому, как инженеры, разработавшие его, справились и смягчили нагрузки, возникающие при его эксплуатации.Двигатели работают в безумных условиях. С одной стороны, они могут выжить в экстремальных погодных условиях, но то, что происходит внутри, является еще более суровым климатом для инженеров. От огненных взрывов каждые несколько секунд до циклов нагрева и холода с фонтанирующим потоком масла — получить машину с тысячами деталей, способную справиться с этой средой, — нелегкий подвиг.

Что делает двигатели ненадежными?

Чтобы понять, почему некоторые двигатели ненадежны, нам сначала нужно определить ненадежность.В частности, двигатели перестают функционировать, когда они считаются перегоревшими, когда повреждена какая-то часть основного блока двигателя, что требует ремонта либо нового двигателя, либо существующего. Двигатели с пробегом в 1 миллион миль могут продержаться так долго при регулярном техническом обслуживании, что делает их сверхнадежными. Ненадежные двигатели часто прослужат всего несколько сотен тысяч миль до того, как взорвутся.

СВЯЗАННЫЙ: ПОЧЕМУ ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДАЮТ БОЛЬШЕ МОМЕНТА, ЧЕМ БЕНЗИНОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Двигатели обычно перегорают по одной основной причине: перегрев.Когда двигатель нагревается, все его компоненты деформируются и расширяются. Инженеры проектируют такие расширения в определенном диапазоне, но когда двигатель достигает температур, выходящих за пределы предполагаемого диапазона, уплотнения и прокладки могут взорваться — или, что еще хуже, цилиндры и другие компоненты могут катастрофически выйти из строя под воздействием нагрузки.

Как двигатели борются с перегревом

Инженеры борются с перегревом двигателей с помощью систем охлаждения и систем смазки. Охлаждение отводит тепло двигателя от цилиндров и отводит его от радиатора через охлаждающую жидкость двигателя, которая проходит по каналам двигателя.Системы охлаждения — это устройство управления теплом. Системы смазки, с другой стороны, являются устройствами предотвращения перегрева. Правильно смазывая и смазывая автомобиль, можно уменьшить трение в двигателе, тем самым поддерживая его прохладу и температуру в пределах рабочей.

Возвращаясь к системам охлаждения, можно сказать, что двигатель может стать ненадежным, если каналы охлаждающей жидкости не охлаждают эффективно или равномерно весь двигатель. Если в двигателе происходит неравномерное охлаждение, разные части могут иметь разные размеры из-за теплового расширения, что создает потенциальную точку отказа.В некоторых ненадежных двигателях каналы охлаждающей жидкости, которые проходят по всему двигателю, могут быть слишком маленькими, что означает, что охлаждающая жидкость не поглощает и отводит достаточное количество тепла из блока. Это может усугубиться, когда автомобиль с уже плохим охлаждением движется на медленных скоростях. Поскольку системы охлаждения полагаются на радиаторы для рассеивания тепла за счет теплопроводности с воздухом вокруг них, когда автомобиль движется медленнее, через радиатор проходит меньше воздуха и, следовательно, меньше тепла излучается.

Объем двигателей

Все эти разговоры о охлаждающей жидкости и масле подводят нас к одной из первых основных конструктивных особенностей, которые могут сделать двигатель сверхнадежным: большой мощности.Двигатели с высокой емкостью по маслу и охлаждающей жидкости обычно лучше справляются с тепловыми напряжениями в двигателе. Думайте об этом как о наличии большего количества боеприпасов для борьбы с врагом. Когда в двигателях больше места для охлаждающей жидкости и масла, у них появляется больше огневой мощи, чтобы дать отпор двигателям, ну, огневой мощи.

Гифка, демонстрирующая работу четырехтактного двигателя. Источник: Utzonbike / Wikimedia

Тем не менее, важно вести это обсуждение в общих чертах. Небольшие двигатели можно сделать надежными за счет других факторов и корректировок.Большие двигатели, естественно, не более надежны только потому, что они большие, и, наоборот, маленькие двигатели не являются ненадежными по своей природе, потому что они маленькие.

Дизель и бензин

Следующая часть надежности, которую нужно обсудить, — это сравнение дизельного топлива и бензина. Дизельные двигатели по праву считаются надежными двигателями, подходящими для буксировки и дальних путешествий. Но почему? Причина этого кроется в смазке. Дизельное топливо обладает большей смазывающей способностью, чем бензин, а это означает, что когда топливо впрыскивается в цилиндры, оно фактически помогает маслу смазывать двигатель и сводить трение к минимуму.Бензин, с другой стороны, обычно содержит детергенты в топливе, заставляя топливо очищать двигатель от масла и другой грязи, когда оно течет по цилиндру.

Но опять же, разница в смазке дизельного топлива и бензина не решает всех проблем, скорее, разница составляет одну небольшую ступеньку на пути двигателя к сверхнадежности.

Головки и блоки алюминиевые или железные?

Если говорить о конструкции двигателя, то почти все двигатели имеют головку и блок, две основные части двигателя.Между этими двумя частями находится прокладка головки блока цилиндров, что является очень частой причиной выхода из строя двигателей. Прокладка головки герметизирует соединение между головкой и блоком, защищая каналы охлаждающей жидкости и масла от попадания в цилиндры. При взрыве прокладки головки охлаждающая жидкость, масло или даже топливо могут вылиться в места, где этого не должно быть.

Ключевой вывод из этой конструкции заключается в том, что головка и блок представляют собой два разных куска металла, а это означает, что они могут иметь разную степень теплового расширения.Инженеры обычно могут спроектировать блок или головку из алюминия или чугуна. У обоих есть свои плюсы и минусы, и в некоторых двигателях сочетаются металлы. Чугун прочнее и дешевле, но при этом он тяжелый и плохо распределяет тепло. С другой стороны, алюминий легок и имеет очень хорошее распределение тепла, к тому же он более дорогой и имеет тенденцию сильно расширяться при нагревании.

Прокладка головки блока цилиндров с видимыми каналами охлаждения. Источник: Collard / Wikimedia

Некоторые из самых надежных двигателей имеют прочный чугунный блок и алюминиевую головку.Такая конструкция позволяет основной конструкции двигателя быть прочной, в то время как головка двигателя может рассеивать все тепло. Но для работы с этой конструкцией нужно правильно обращаться. Некоторые из наименее надежных двигателей в мире также имеют алюминиевые головки и железные блоки, поскольку они неправильно решают проблемы теплового расширения, которые создает эта конструкция.

Другой фактор, влияющий на надежность двигателей, выходит за рамки тепловых сил и, скорее, связан с кинетическими силами движения поршней.В двигателях есть первичные силы, которые создаются движением поршня в цилиндре внутрь и наружу. Существуют также вторичные силы, которые представляют собой силы от встряхивания или перемещения поршней из стороны в сторону в цилиндре.

Компоновка двигателя

Способ устранения этих сил в первую очередь сводится к компоновке двигателя. Рядные четырехцилиндровые двигатели компенсируют первичные силы за счет того, что пары поршней на противоположных сторонах синхронно движутся вверх и вниз.Однако рядные четырехцилиндровые двигатели страдают дисбалансом вторичных сил. С другой стороны, двигатели Straight 6 способны уравновешивать как свои первичные, так и вторичные силы за счет правильной синхронизации поршней, что делает эту конструкцию одной из наиболее надежных со статистической точки зрения.

Однако все эти разговоры о конкретных характеристиках надежности не раскрывают всей истории. Одним из самых надежных двигателей, когда-либо существовавших, является Toyota 2UZ. Этот двигатель представляет собой V8 с поперечным расположением, требующий дополнительных противовесов для уравновешивания его сил.Он также имеет относительно низкий запас масла по сравнению с другими двигателями аналогичного размера. Наконец, у двигателя есть железный блок и алюминиевая головка. На бумаге этот двигатель кажется не таким надежным, как большой масляный двигатель с полным железным блоком. Так почему это работает? Потому что владельцы автомобилей с этим двигателем, как правило, ездят одновременно дольше. Они подвергают свои автомобили меньшему количеству циклов двигателя.

Циклы двигателя

Эта последняя черта, которая может сделать двигатель надежным, связана не столько с конструкцией двигателя, сколько с тем, как он используется.Цикл двигателя определяется как переход двигателя от холода к горячему, чтобы снова охладиться. Одними из самых долговечных двигателей являются двигатели, которые используются в транспортных средствах, используемых для езды на большие расстояния. Это связано с тем, что движение двигателей на большие расстояния за один проход приводит к меньшему количеству циклов двигателя, чем автомобиль, который делает много остановок, чтобы проехать такое же расстояние.

Именно этот аспект, количество циклов двигателя, действительно является лучшим индикатором «пробега» двигателя или его износа. Например, автомобили, которые проехали миллион миль, как правило, проехали на большие расстояния за свою жизнь.При таком использовании автомобиль с пробегом в 1 миллион миль может иметь такое же количество циклов двигателя, что и автомобиль с чуть более 100 км.

Когда автомобиль проходит цикл двигателя, детали двигателя расширяются, трутся друг о друга и постоянно меняют свое состояние. Это трение может создать точки отказа в двигателе. При одновременной поездке на большие расстояния двигатель остается в постоянном горячем состоянии, избегая постоянного трения и шлифования, которые создают циклы теплового двигателя.

Итак, что делает некоторые двигатели надежными? Все сводится к умной инженерии, позволяющей двигателю правильно выдерживать термические нагрузки с учетом любых возможных конструктивных характеристик.Некоторые инженеры разрабатывают конструкции двигателей, надеясь проявить смекалку и найти следующую методологию, которая может потерпеть неудачу, если будет реализована на практике. Проектирование двигателей — это наука, требующая тщательного баланса множества факторов.

Вот как работает двигатель вашего автомобиля

Для большинства людей автомобиль — это вещь, которую они заправляют бензином, который перемещает их из точки А в точку Б. Но задумывались ли вы когда-нибудь, как на самом деле делает это? Что заставляет его двигаться? Если вы еще не выбрали электромобиль в качестве повседневного водителя, магия в том, как сводится к двигателю внутреннего сгорания — той штуке, которая шумит под капотом.Но как именно работает двигатель?

В частности, двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем в том смысле, что он преобразует энергию тепла горящего бензина в механическую работу или крутящий момент. Этот крутящий момент применяется к колесам, чтобы заставить машину двигаться. И если вы не управляете старинным двухтактным Saab (который звучит как старая бензопила и изрыгает масляный дым из выхлопных газов), ваш двигатель работает по одним и тем же основным принципам, независимо от того, управляете ли вы Ford или Ferrari.

Двигатели имеют поршни, которые перемещаются вверх и вниз внутри металлических трубок, называемых цилиндрами.Представьте, что вы едете на велосипеде: ваши ноги двигаются вверх и вниз, чтобы крутить педали. Поршни соединены стержнями (они похожи на ваши голени) с коленчатым валом, и они перемещаются вверх и вниз, чтобы вращать коленчатый вал двигателя, так же, как ваши ноги вращают велосипед, который, в свою очередь, приводит в действие ведущее колесо велосипеда или ведущие колеса автомобиля. . В зависимости от автомобиля в двигателе обычно бывает от двух до 12 цилиндров, в каждом из которых поршень перемещается вверх и вниз.

Откуда исходит мощность двигателя

Эти поршни движутся вверх и вниз тысячи крошечных контролируемых взрывов, происходящих каждую минуту, создаваемых смешиванием топлива с кислородом и воспламенением смеси.Каждый раз, когда топливо воспламеняется, называется тактом сгорания или силовым ходом. Тепло и расширяющиеся газы от этого мини-взрыва толкают поршень вниз в цилиндре.

Почти все современные двигатели внутреннего сгорания (для простоты, мы сосредоточимся здесь на бензиновых силовых установках) относятся к четырехтактным. Помимо такта сгорания, который толкает поршень вниз из верхней части цилиндра, есть еще три хода: впуск, сжатие и выпуск.

Двигателям необходим воздух (а именно кислород) для сжигания топлива.Во время такта впуска клапаны открываются, позволяя поршню действовать как шприц, когда он движется вниз, втягивая окружающий воздух через систему впуска двигателя. Когда поршень достигает нижней точки своего хода, впускные клапаны закрываются, эффективно уплотняя цилиндр для такта сжатия, который находится в направлении, противоположном такту впуска. Движение поршня вверх сжимает всасываемый заряд.

Четыре такта четырехтактного двигателя

Getty Images

В самых современных двигателях бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры в верхней части такта сжатия.(Другие двигатели предварительно смешивают воздух и топливо во время такта впуска.) В любом случае, непосредственно перед тем, как поршень достигнет верхней точки своего хода, известной как верхняя мертвая точка, свечи зажигания воспламеняют смесь воздуха и топлива.

Возникающее в результате расширение горячих горящих газов толкает поршень в противоположном направлении (вниз) во время такта сгорания. Это ход, при котором колеса вашего автомобиля крутятся, как когда вы нажимаете на педали велосипеда. Когда такт сгорания достигает нижней мертвой точки, выпускные клапаны открываются, позволяя газам сгорания откачиваться из двигателя (как шприц, выталкивающий воздух), когда поршень снова поднимается.Когда выхлоп выходит — он проходит через выхлопную систему автомобиля перед выходом из задней части автомобиля — выхлопные клапаны закрываются в верхней мертвой точке, и весь процесс начинается снова.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

В многоцилиндровом автомобильном двигателе циклы отдельных цилиндров смещены друг от друга и равномерно распределены, так что такты сгорания не происходят одновременно, а двигатель является максимально сбалансированным и плавным.

Getty Images

Но не все двигатели одинаковы. Они бывают разных форм и размеров. В большинстве автомобильных двигателей цилиндры расположены по прямой линии, например, в рядном четырехцилиндровом двигателе, или объединены два ряда рядных цилиндров в виде V-образной формы, как в V-6 или V-8. Двигатели также классифицируются по размеру или рабочему объему, который представляет собой совокупный объем цилиндров двигателя.

Различные типы двигателей

Конечно, существуют исключения и незначительные различия среди двигателей внутреннего сгорания, представленных на рынке.Например, двигатели с циклом Аткинсона изменяют фазы газораспределения, чтобы сделать двигатель более эффективным, но менее мощным. Турбонаддув и наддув, сгруппированные вместе под вариантами принудительной индукции, нагнетают дополнительный воздух в двигатель, что увеличивает доступный кислород и, следовательно, количество топлива, которое можно сжечь, что приводит к увеличению мощности, когда вы этого хотите, и большей эффективности, когда вы надеваете не нужна сила. Все это дизельные двигатели обходятся без свечей зажигания. Но независимо от двигателя, если он относится к типу двигателей внутреннего сгорания, основы его работы остаются неизменными.И теперь вы их знаете.

Пора провести весеннюю уборку? Попробуйте продукты Meguiar, которые мы используем в нашем автопарке

Средство для мытья рук и воск Meguiar’s Ultimate

Ultimate Quik Detailer от Meguiar

Полотенце из микрофибры Meguiar’s Water Magnet

Детальщик интерьера Meguiar’s Ultimate

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.

Разное