Бензиновый двигатель

Преимущества и недостатки бензиновых двигателей.

Первый шаг для создания двигателя внутреннего сгорания был сделан французским инженером Филиппом Лебоном в 1799 году. Он занимался проблемой получения светильного газа, который будучи смешанным с воздухом при сгорании выделял большое количество энергии. У инженера возникла идея использовать энергия расширения продуктов горения. Двигатель Лебона состоял из двух компрессоров подающих воздух и газ и смесительной камеры. Патент на него был получен в 1801 году.

Этот двигатель заложил технологическую основу, но первый коммерчески успешный двигатель был создан Ленуаром, который дополнил конструкцию системами охлаждения и смазки. В 1864 году Ленуар заработал значительную сумму денег продав более 300 таких двигателей, которые успешно заменяли паровую машину. Патент на четырехтактный двигатель был получен Августом Отто в 1877 году. До сих пор все двигатели внутреннего сгорания работают по этому принципу.

Основными преимуществами двигателя внутреннего сгорания являются значительная мощность на единицу объема, больший ресурс, простота выхлопной системы, отсутствие необходимости в стартере и незначительная шумность. Такой двигатель, по сравнению с дизельным, может достичь гораздо больших оборотов, что позволяет успешно применять его в небольших автомобилях и обеспечивает возможность агрессивной динамики езды.К недостаткам двигателя внутреннего сгорания относят небольшой КПД (20-30%), большую требовательность к качеству впрыскиваемой смеси, крайне низкую эффективность при малых оборотах, значительное количество окиси углерода (CO) в выхлопных газах и взрывоопасность топлива.

Большинство современных двигателей внутреннего сгорания можно форсировать. Основными методами тюнинга двигателей являются замена распредвала для использования двигателя в основном режиме в наиболее удачном диапазоне оборотов, увеличение рабочего объема путем удлинения рабочего хода или расточки цилиндров, увеличение степени сжатия для повышения КПД, снижение механических потерь, а именно трения и насосных потерь, и увеличение наполняемости цилиндров для повышения мощности.

Существует оригинальная реализация классического двигателя внутреннего сгорания – роторно-поршневой двигатель Ванкеля. Он был разработан в 1957 году. Особенностью двигателя является применение единого поршня в виде треугольного ротора в цилиндре, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде. Достоинствами такого двигателя являются крайне низкие вибрации и возможность достигать значительных оборотов при высокой удельной мощности.

Перспективными направлениями в разработке двигателей внутреннего сгорания являются системы полностью контролируемые электроникой. Оптимизация систем впрыска и зажигания. Еще одним интересным направление развития двигателей внутреннего сгорания является применение так называемого "альтернативного" топлива. Сейчас получает распространение топливо на основе маслянистых сельскохозяйственных культур, таких, как рапс.

Следующим шагом, недостижимым в массовом производстве при современном уровне технологий могут стать двигатели на основе водородного топлива. Такие двигатели будут полностью безвредны для окружающей среды, так как продуктом окисления водорода является обычная вода. Проблема в их массовом использовании в том, что водород весьма взрывоопасен, что требует дополнительных мер предосторожности при его использовании. Кроме того, его добыча в промышленных масштабах имеет пока слишком большую себестоимость.

Метки: бензиновый двигатель