Как работают автомобильные двигатели

[Carder]

Двигатель Mercedes-AMG G65 final edition 2018 развивает мощность 621 л.с. и 738 фунт-футов. крутящего момента.
Вы когда-нибудь открывали капот своей машины и задавались вопросом, что там происходит? Для непосвященного автомобильный двигатель может показаться большим сбивающим с толку мешаниной металла, трубок и проводов.

Возможно, вы захотите узнать, что происходит, просто из любопытства. Или, возможно, вы покупаете новую машину и слышите такие вещи, как «2,5-литровая наклонная четверка», «с турбонаддувом» и «технология старт / стоп». Что все это значит?

В этой статье мы обсудим основную идею движка, а затем подробно рассмотрим, как все части сочетаются друг с другом, что может пойти не так и как повысить производительность.
Бензиновый автомобильный двигатель предназначен для преобразования бензина в движение, чтобы ваша машина могла двигаться. В настоящее время самый простой способ создать движение из бензина - это сжечь бензин внутри двигателя. Следовательно, автомобильный двигатель - это двигатель внутреннего сгорания - сгорание происходит внутри.

Обратите внимание на две вещи:

• Есть разные виды двигателей внутреннего сгорания. Дизельные двигатели относятся к одному типу, а газотурбинные двигатели - к другому. У каждого есть свои преимущества и недостатки.
• Также есть двигатель внешнего сгорания. Паровой двигатель в старомодных поездах и паровых катеров является лучшим примером двигателя внешнего сгорания. Топливо (уголь, древесина, масло) в паровом двигателе сгорает вне двигателя, образуя пар, а пар создает движение внутри двигателя. Внутреннее сгорание намного эффективнее внешнего, к тому же двигатель внутреннего сгорания намного меньше.

Давайте рассмотрим процесс внутреннего сгорания более подробно в следующем разделе.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Внутреннее сгорание
2. Основные детали двигателя
3. Проблемы с двигателем
4. Клапанный механизм двигателя и системы зажигания
5. Системы охлаждения, впуска воздуха и запуска двигателя
6. Смазка двигателя, топливная, выхлопная и электрические системы
7. Увеличение мощности двигателя
8. Вопросы и ответы о двигателе
9. Чем отличаются 4-цилиндровые двигатели и двигатели V6?

Внутреннее сгорание​

Принцип, лежащий в основе любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: если вы поместите крошечное количество топлива с высокой плотностью энергии (например, бензина) в небольшое замкнутое пространство и воспламените его, высвободится невероятное количество энергии в виде расширяющегося газа.

Вы можете использовать эту энергию в интересных целях. Например, если вы можете создать цикл, который позволяет запускать подобные взрывы сотни раз в минуту, и если вы можете использовать эту энергию полезным способом, то у вас есть ядро двигателя автомобиля.

Почти каждый автомобиль с бензиновым двигателем использует четырехтактный цикл сгорания для преобразования бензина в движение. Четырехтактный подход также известен как цикл Отто в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867 году. Четыре такта:

• Впускной ход
• Ход сжатия
• Ход горения
• Выпускной ход

Поршень соединен с коленчатым валом посредством соединительного штока. Когда коленчатый вал вращается, он производит эффект «сброса пушки». Вот что происходит, когда двигатель проходит свой цикл:

1. Поршень начинается сверху, впускной клапан открывается, и поршень движется вниз, позволяя двигателю всасывать цилиндр, полный воздуха и бензина. Это такт впуска . Чтобы это сработало, нужно смешать с воздухом лишь самую маленькую каплю бензина.
2. Затем поршень движется обратно вверх, чтобы сжать эту топливно-воздушную смесь. Сжатие делает взрыв более мощным. (Часть 1 рисунка)
3. Когда поршень достигает верхней точки своего хода, свеча зажигания испускает искру для воспламенения бензина. Бензиновый заряд в цилиндре взрывается, толкая поршень вниз. (Часть 2 рисунка)
4. Как только поршень достигает нижней точки своего хода, выпускной клапан открывается, и выхлопные газы выходят из цилиндра и выходят в выхлопную трубу. (Часть 3 рисунка)

Теперь двигатель готов к следующему циклу, поэтому он потребляет еще один заряд воздуха и газа.
В двигателе поступательное движение поршней преобразуется коленчатым валом во вращательное движение. Вращательное движение - это хорошо, потому что мы в любом случае планируем поворачивать (вращать) колеса автомобиля вместе с ним.
Теперь давайте посмотрим на все части, которые работают вместе, чтобы это произошло, начиная с цилиндров.

Основные детали двигателя​

Рисунок 1. Встроенный: цилиндры расположены в линию в один блок.

Ядром двигателя является цилиндр, поршень которого движется вверх и вниз внутри цилиндра. Одноцилиндровые двигатели типичны для большинства газонокосилок, но обычно автомобили имеют более одного цилиндра (обычно четыре, шесть и восемь цилиндров). В многоцилиндровом двигателе цилиндры обычно расположены одним из трех способов: рядный, V или плоский (также известный как горизонтально противоположный или боксерский), как показано на рисунках слева.

Итак, рядный четырехцилиндровый двигатель, о котором мы упоминали в начале, представляет собой двигатель с четырьмя цилиндрами, расположенными в ряд. Различные конфигурации имеют разные преимущества и недостатки с точки зрения гладкости, стоимости изготовления и характеристик формы. Эти преимущества и недостатки делают их более подходящими для определенных транспортных средств.

Рисунок 2. V: Цилиндры расположены в двух рядах, установленных под углом друг к другу.

Рисунок 3. Плоский: Цилиндры расположены двумя рядами на противоположных сторонах двигателя.

Давайте рассмотрим некоторые ключевые детали двигателя более подробно.

Свеча зажигания
Свеча зажигания подает искру, которая воспламеняет воздушно / топливную смесь , так что сгорание может происходить. Искра должна произойти в нужный момент, чтобы все заработало.

Клапаны
Впускной и выпускной клапаны открываются в нужное время, чтобы впустить воздух и топливо и выпустить выхлоп. Обратите внимание, что оба клапана закрыты во время сжатия и сгорания, так что камера сгорания герметична.

Поршень
Поршень - это кусок металла цилиндрической формы, который движется вверх и вниз внутри цилиндра.

Поршневые кольца
Поршневые кольца обеспечивают скользящее уплотнение между внешним краем поршня и внутренним краем цилиндра. Кольца служат двум целям:

• Они предотвращают попадание топливовоздушной смеси и выхлопных газов из камеры сгорания в поддон во время сжатия и сгорания.
• Они предотвращают утечку масла из поддона в зону сгорания, где оно сгорает и теряется.

Большинство автомобилей, которые «сжигают масло» и которым нужно добавлять кварту каждые 1000 миль, сжигают его, потому что двигатель старый, а кольца больше не герметизируют должным образом. Во многих современных автомобилях для изготовления поршневых колец используются более современные материалы. Это одна из причин, по которой двигатели служат дольше и могут дольше работать между заменами масла.

Шатун
Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Он может вращаться с обоих концов, так что его угол может изменяться по мере движения поршня и вращения коленчатого вала.

Коленчатый вал
Коленчатый вал превращает движение поршня вверх и вниз в круговое движение, как это делает кривошип на домкрате.

Отстойник
Картер окружает коленчатый вал. Он содержит некоторое количество масла, которое скапливается на дне поддона (масляного поддона).
Далее мы узнаем, что может пойти не так с двигателями.

Проблемы с двигателем​

У автомобильных двигателей могут быть всевозможные проблемы, связанные с топливом или аккумулятором.

Итак, однажды утром вы выходите на улицу, и ваш двигатель заводится, но не заводится. Что могло быть не так? Теперь, когда вы знаете, как работает двигатель, вы можете понять основные вещи, которые могут препятствовать его работе.

Могут произойти три основные вещи: плохая топливная смесь, недостаточная компрессия или отсутствие искры. Помимо этого, тысячи мелких вещей могут создать проблемы, но это «большая тройка». Основываясь на простом движке, который мы обсуждали, вот краткое изложение того, как эти проблемы влияют на ваш движок:
Плохая топливная смесь может возникнуть по нескольким причинам:

• У вас закончился бензин, поэтому в двигатель поступает воздух, но нет топлива.
• Впускной воздухозаборник может быть забит, поэтому есть топливо, но недостаточно воздуха.
• Топливная система может подавать слишком много или слишком мало топлива для смеси, что означает, что сгорание не происходит должным образом.
• В топливе может быть примесь (например, вода в вашем бензобаке), которая препятствует горению топлива.

Отсутствие сжатия: если заряд воздуха и топлива не может быть сжат должным образом, процесс сгорания не будет работать должным образом. Отсутствие сжатия может возникнуть по следующим причинам:

• Поршневые кольца изношены (что позволяет воздушно-топливной смеси просачиваться мимо поршня во время сжатия).
• Впускные или выпускные клапаны не уплотнены должным образом, что опять же дает утечку во время сжатия.
• В цилиндре есть отверстие.

Наиболее распространенное «отверстие» в цилиндре возникает там, где верхняя часть цилиндра (удерживающая клапаны и свечу зажигания, также известная как головка цилиндра) прикрепляется к самому цилиндру. Как правило, цилиндр и болт головки цилиндра вместе с тонкой прокладкой, зажатой между ними, чтобы обеспечить хорошее уплотнение. Если прокладка сломается, между цилиндром и головкой цилиндра образуются небольшие отверстия, которые вызывают утечки.

Отсутствие искры: искра может отсутствовать или быть слабой по нескольким причинам:

• Если ваша свеча зажигания или провод, ведущий к ней, изношены, искра будет слабой.
• Если провод оборван или отсутствует, или если система, которая посылает искру по проводу, не работает должным образом, искры не будет.
• Если искра возникает либо слишком рано, либо слишком поздно в цикле (т. е. если время зажигания выключено), топливо не воспламенится в нужное время.

Многие другие вещи могут пойти не так. Например:

• Если аккумулятор разряжен, вы не можете перевернуть двигатель, чтобы запустить его.
• Если подшипники, которые позволяют коленчатому валу свободно вращаться, изношены, коленчатый вал не может вращаться, и двигатель не может работать.
• Если клапаны не открываются и не закрываются в нужное время или вообще, воздух не может попасть внутрь, а выхлоп не может выйти, поэтому двигатель не может работать.
• Если у вас закончится масло, поршень не сможет свободно перемещаться вверх и вниз в цилиндре, и двигатель закроется.

В правильно работающем двигателе все эти факторы работают нормально. Совершенство не требуется для запуска двигателя, но вы, вероятно, заметите, когда все идет не идеально.
Как видите, у двигателя есть несколько систем, которые помогают ему выполнять свою работу по преобразованию топлива в движение. В следующих нескольких разделах мы рассмотрим различные подсистемы, используемые в движках.

Клапанный механизм двигателя и системы зажигания​

Рисунок 4. Распределительный вал.

Большинство подсистем двигателя могут быть реализованы с использованием различных технологий, а более совершенные технологии могут улучшить производительность двигателя. Давайте посмотрим на все различные подсистемы, используемые в современных двигателях, начиная с клапанного механизма.
Клапанный механизм состоит из клапанов и механизма, который их открывает и закрывает. Система открытия и закрытия называется распределительным валом. Распределительный вал имеет выступы, которые перемещают клапаны вверх и вниз, как показано на рисунке 4.

Большинство современных двигателей имеют так называемые верхние распредвалы. Это означает, что распределительный вал расположен над клапанами, как показано на рисунке 5. Кулачки на валу активируют клапаны напрямую или через очень короткую связь. В старых двигателях использовался распределительный вал, расположенный в поддоне рядом с коленчатым валом.

Зубчатый ремень или цепь ГРМ соединяет коленчатый вал с распределительным валом, так что клапаны находятся в синхронизации с поршней. Распределительный вал вращается с половинной скоростью вращения коленчатого вала. Многие высокопроизводительные двигатели имеют четыре клапана на цилиндр (два для впуска и два для выпуска), и для такой схемы требуется два распределительных вала на группу цилиндров, отсюда и фраза «двойные верхние распредвалы».

Рисунок 5. Система зажигания.

Система зажигания (рис. 5) вырабатывает электрический заряд высокого напряжения и передает его свечам зажигания по проводам зажигания. Заряд сначала поступает к распределителю, который легко найти под капотом большинства автомобилей. Распределитель имеет один провод, идущий по центру, и четыре, шесть или восемь проводов (в зависимости от количества цилиндров), выходящих из него. Эти провода зажигания отправляют заряд на каждую свечу зажигания. Двигатель синхронизируется так, что только один цилиндр получает искру от распределителя одновременно. Такой подход обеспечивает максимальную плавность.
В следующем разделе мы рассмотрим, как двигатель вашего автомобиля запускается, охлаждает и циркулирует воздух.

Системы охлаждения, впуска воздуха и запуска двигателя​

На этой схеме подробно показано, как соединяются система охлаждения и водопровод.

Система охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует по каналам вокруг цилиндров, а затем проходит через радиатор, чтобы охладить его. В некоторых автомобилях (в первую очередь Volkswagen Beetles до 1999 г.в.), а также в большинстве мотоциклов и газонокосилок двигатель имеет воздушное охлаждение (вы можете отличить двигатель с воздушным охлаждением по ребрам, украшающим внешнюю сторону каждого цилиндра, чтобы помочь рассеивать тепло.). Воздушное охлаждение делает двигатель легче, но горячее, что в целом сокращает срок службы двигателя и общие характеристики.

Итак, теперь вы знаете, как и почему ваш двигатель остается холодным. Но почему так важна циркуляция воздуха? Большинство автомобилей безнаддувные, что означает, что воздух проходит через воздушный фильтр прямо в цилиндры. Высокопроизводительные и современные экономичные двигатели имеют либо турбонаддув, либо наддув, что означает, что воздух, поступающий в двигатель, сначала подвергается сжатию (так, чтобы в каждый цилиндр можно было сжать больше воздушно-топливной смеси) для повышения производительности. Количество избыточного давления называется подталкивание. Турбокомпрессора использует небольшую турбин, прикрепленный к выхлопной трубе вращаться сжимающей турбиной в потоке поступающего воздуха. Нагнетатель прикреплен непосредственно к двигателю, чтобы вращать компрессор.

Поскольку турбонагнетатель повторно использует горячий выхлоп для вращения турбины и сжатия воздуха, он увеличивает мощность двигателей меньшего размера. Таким образом, потребляющий топливо четырехцилиндровый двигатель может иметь мощность, которую вы могли бы ожидать от шестицилиндрового двигателя, при этом экономия топлива на 10–30 процентов выше.

Повышение производительности вашего двигателя - это здорово, но что именно происходит, когда вы поворачиваете ключ, чтобы запустить его? Система пуска состоит из электрического стартера и соленоида стартера. Когда вы поворачиваете ключ зажигания, стартер раскручивает двигатель на несколько оборотов, чтобы можно было начать процесс сгорания. Чтобы раскрутить холодный двигатель, нужен мощный мотор. Стартер должен преодолеть:

• Все внутреннее трение, вызванное поршневыми кольцами
• Давление сжатия любого цилиндра (ов), находящегося в такте сжатия.
• Энергия, необходимая для открытия и закрытия клапанов с распределительным валом
• Все остальное, что непосредственно связано с двигателем, например, водяной насос, масляный насос, генератор и т. д.

Поскольку требуется так много энергии и поскольку в автомобиле используется 12-вольтовая электрическая система, на стартер должны поступать сотни ампер электричества. Соленоид стартера - это, по сути, большой электронный переключатель, способный выдерживать такой большой ток. Когда вы поворачиваете ключ зажигания, он активирует соленоид для питания двигателя.
Далее мы рассмотрим подсистемы двигателя, которые поддерживают то, что входит (масло и топливо), а что выходит (выхлоп и выбросы).

Смазка двигателя, топливная, выхлопная и электрические системы​

Выхлопная система вашего автомобиля включает выхлопную трубу и глушитель.

Когда дело доходит до повседневного обслуживания автомобиля, ваша первая проблема, вероятно, - это количество бензина в вашем автомобиле. Как газ, который вы вводите в действие, приводит в действие цилиндры? Топливная система двигателя перекачивает газ из бензобака и смешивает его с воздухом, так что соответствующая воздушно-топливная смесь может поступать в цилиндры. Топливо в современных автомобилях доставляется двумя распространенными способами: впрыск топлива через порт и прямой впрыск топлива.
В двигателе с впрыском топлива необходимое количество топлива впрыскивается индивидуально в каждый цилиндр либо прямо над впускным клапаном (впрыск топлива в порт), либо непосредственно в цилиндр (прямой впрыск топлива). Старые автомобили были карбюраторными, где газ и воздух смешивались карбюратором, когда воздух поступал в двигатель.
Нефть также играет важную роль. Система смазки гарантирует, что каждая движущаяся часть двигателя получает масло, чтобы он мог легко двигаться. Две основные части, нуждающиеся в масле, - это поршни (чтобы они могли легко скользить в своих цилиндрах) и любые подшипники, которые позволяют таким вещам, как коленчатый вал и распределительные валы, свободно вращаться. В большинстве автомобилей масло всасывается из масляного поддона масляным насосом, проходит через масляный фильтр для удаления песка, а затем разбрызгивается под высоким давлением на подшипники и стенки цилиндра. Затем масло стекает в поддон, где оно снова собирается, и цикл повторяется.
Теперь, когда вы знаете о некоторых вещах, которые вы кладете в машину, давайте посмотрим, что из этого выходит. Выхлопная система включает в выхлопную трубу и глушитель. Без глушителя вы бы услышали звук тысяч небольших взрывов, вырывающихся из выхлопной трубы. Глушитель заглушает звук.

Система контроля выбросов в современных автомобилях состоит из каталитического нейтрализатора, набора датчиков и исполнительных механизмов, а также компьютера, который все контролирует и регулирует. Например, каталитический нейтрализатор использует катализатор и кислород для сжигания неиспользованного топлива и некоторых других химикатов в выхлопных газах. Датчик кислорода в потоке выхлопных газов проверяет, достаточно ли кислорода для работы катализатора, и при необходимости корректирует ситуацию.

Что еще, кроме газа, приводит в действие вашу машину? Электрическая система состоит из аккумулятора и генератора. Генератор соединен с двигателем ремнем и вырабатывает электричество для подзарядки аккумулятора. Батареи составляет 12 вольт питания доступны всем в автомобиле нуждаясь электроэнергии (система зажигания, радио, фары, стеклоочистителей, электрические стеклоподъемники и сиденья, компьютеры и т.д.) через проводку автомобиля.

Теперь, когда вы знаете все о подсистемах основного двигателя, давайте посмотрим, как можно повысить производительность двигателя.

Увеличение мощности двигателя​

Добавление турбонагнетателя к двигателю автомобиля может помочь увеличить его общую мощность и производительность.

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.

Увеличьте рабочий объем: больший рабочий объем означает большую мощность, потому что 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 большую мощность.

Заполните 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 цилиндра) без увеличение количества топлива, необходимого для сгорания. Турбокомпрессоры и нагнетатели сжимают входящий воздух, чтобы эффективно втиснуть больше воздуха в цилиндр.

Охлаждение поступающего 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.

Позвольте воздуху поступать 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 более новых автомобилях также используются полированные впускные коллекторы для устранения там 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 объявление об автомобиле, в котором 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.
Впрыскивание топлива: впрыск топлива позволяет очень точно дозировать топливо в каждый цилиндр. Это улучшает характеристики и экономию топлива.
В следующих разделах мы ответим на некоторые распространенные вопросы читателей, связанные с движком.

Вопросы и ответы о двигателе​

Вот набор вопросов читателей, связанных с движком, и их ответы:

• В чем разница между бензиновым двигателем и дизельным двигателем? В дизельном двигателе свечи зажигания нет. Вместо этого в цилиндр впрыскивается дизельное топливо, а тепло и давление такта сжатия вызывают воспламенение топлива. Дизельное топливо имеет более высокую плотность энергии, чем бензин, поэтому дизельный двигатель имеет больший пробег. См. «Как работают дизельные двигатели» для получения дополнительной информации.
• В чем разница между двухтактным и четырехтактным двигателем? Большинство цепных пил лодочных моторов используют двухтактные двигатели. Двухтактный двигатель не имеет движущихся клапанов, и свеча зажигания срабатывает каждый раз, когда поршень достигает вершины своего цикла. Отверстие в нижней части стенки цилиндра пропускает газ и воздух. Когда поршень движется вверх, он сжимается, свеча зажигания воспламеняет горение, и выхлопные газы выходят через другое отверстие в цилиндре. В двухтактном двигателе масло необходимо смешивать с газом, потому что отверстия в стенке цилиндра препятствуют использованию колец для уплотнения камеры сгорания. Как правило, двухтактный двигатель вырабатывает большую мощность для своего размера, потому что на один оборот приходится в два раза больше циклов сгорания. Однако двухтактный двигатель потребляет больше бензина и сжигает много масла, поэтому он намного более загрязняет окружающую среду. См. «Как работают двухтактные двигатели» для получения дополнительной информации.
• Вы упомянули паровые двигатели в этой статье - есть ли преимущества перед паровыми двигателями и другими двигателями внешнего сгорания? Главное преимущество паровой машины в том, что в качестве топлива можно использовать все, что горит. Например, паровой двигатель может использовать в качестве топлива уголь, газету или древесину, в то время как двигатель внутреннего сгорания нуждается в чистом высококачественном жидком или газообразном топливе. См. Дополнительную информацию в теме « Как работают движки Steam».
• Почему в двигателе восемь цилиндров? Почему бы вместо этого не использовать один большой цилиндр того же объема, что и восемь цилиндров? Есть несколько причин, по которым большой 4,0-литровый двигатель имеет восемь полулитровых цилиндров, а не один большой 4-литровый цилиндр. Основная причина - плавность хода. Двигатель V-8 намного более плавный, потому что он имеет восемь равномерно распределенных взрывов вместо одного большого взрыва. Другая причина - пусковой момент. Когда вы запускаете двигатель V-8, вы управляете только двумя цилиндрами (1 литр) через их ход сжатия, но с одним большим цилиндром вам придется сжать 4 литра вместо этого.

Чем отличаются 4-цилиндровые двигатели и двигатели V6?​

Fusion V6 Sport 2017 года стандартно поставляется с 2,7-литровым двигателем EcoBoost мощностью 380 фунт-фут. крутящий момент и 325 л.с.

Количество цилиндров, которое содержит двигатель, является важным фактором в общей производительности двигателя. Каждый цилиндр содержит поршень, который качает внутри него, и эти поршни соединяются с коленчатым валом и вращают его. Чем больше поршней накачивают, тем больше воспламенений происходит в любой момент. Это означает, что можно произвести больше энергии за меньшее время.

Четырехцилиндровые двигатели обычно имеют «прямую» или «рядную» конфигурацию, в то время как 6-цилиндровые двигатели обычно имеют более компактную V-образную форму и поэтому называются двигателями V6. Двигатели V6 были предпочтительным двигателем для американских автопроизводителей, потому что они мощные и тихие, но технологии турбонаддува сделали четырехцилиндровые двигатели более мощными и привлекательными для покупателей.

Исторически сложилось так, что американские автопотребители обращали внимание на четырехцилиндровые двигатели, считая их медленными, слабыми, неуравновешенными и не способными ускоряться. Однако, когда японские автопроизводители, такие как Honda и Toyota, начали устанавливать высокоэффективные четырехцилиндровые двигатели на свои автомобили в 1980-х и 90-х годах, американцы по-новому оценили компактный двигатель. Японские модели, такие как Toyota Camry, начали быстро продавать сопоставимые американские модели.

В современных четырехцилиндровых двигателях используются более легкие материалы и технология турбонаддува, такая как двигатель Ford EcoBoost, чтобы повысить производительность V-6 по сравнению с более эффективными четырехцилиндровыми двигателями. Усовершенствованная аэродинамика и технологии, такие как используемые Mazda в ее конструкциях SKYACTIV, снижают нагрузку на эти небольшие двигатели с турбонаддувом, что еще больше повышает их эффективность и производительность.

Что касается будущего V6, то в последние годы разница между четырехцилиндровыми двигателями и двигателями V6 значительно уменьшилась. Но двигатели V-6 все еще находят применение, и не только в автомобилях с высокими характеристиками. Грузовикам, которые используются для буксировки прицепов или перевозки грузов, требуется мощность двигателя V-6 для выполнения этих задач. Мощность в таких случаях важнее эффективности.

Автомобильный двигатель FAQ​

Какой тип двигателя используется в автомобилях?
Автомобильный двигатель - это двигатель внутреннего сгорания. Есть разные виды двигателей внутреннего сгорания. Дизельные двигатели относятся к одному типу, а газотурбинные двигатели - к другому.

Какова функция автомобильного двигателя?
Бензиновый автомобильный двигатель предназначен для преобразования бензина в движение, чтобы ваша машина могла двигаться.

Какие части автомобильного двигателя?
Ядром двигателя является цилиндр, поршень которого движется вверх и вниз внутри цилиндра. Другие ключевые детали включают свечу зажигания, клапаны, поршень, поршневые кольца, шатун, коленчатый вал и поддон.

Как работает двигатель автомобиля, шаг за шагом?
Почти каждый автомобиль с бензиновым двигателем использует четырехтактный цикл сгорания для преобразования бензина в движение. Это такт впуска, такта сжатия, такта сгорания и такта выпуска.

Почему мой двигатель не запускается?
Могут произойти три основные вещи: плохая топливная смесь, недостаточная компрессия или отсутствие искры. Помимо этого, тысячи мелких вещей могут создать проблемы, но это «большая тройка».