Форкамерный двигатель 402: Форкамерный двигатель 402 характеристики

Содержание

Форкамерный двигатель 402 характеристики

Форкамера (предкамера) представляет собой специальную полость, которая расположена в головке цилиндров ДВС. Данная полость конструктивно сообщается с основной камерой сгорания в надпоршневом пространстве посредством одного и более каналов. Предкамерный (форкамерный) двигатель может быть как бензиновым, так и дизельным.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что будет, если в дизельный автомобиль залить бензин. Из этой статьи вы узнаете о возможных последствиях такой заправки для дизельного мотора

ДВС подобного типа представляет собой конструкцию, в которой смесеобразование и наполнение цилиндров происходит следующим образом:

топливно-воздушная смесь подается в предкамеру;
далее происходит частичное воспламенение смеси;
в результате сгорания давление в форкамере нарастает;
под действием такого давления разогретые пары топлива и газы от частичного сгорания в форкамере проникают в основную камеру сгорания в надпоршневом пространстве;

Форкамерно-факельное зажигание в Ф1.

Как у «Волги» ГАЗ-3102.

Фото: LAT Photographic
Необходимость извлекать максимальное количество мощности при минимально потраченной энергии побудила инженеров Формулы 1 обратиться к технологии, используемой на больших грузовиках. Технический эксперт AUTOSPORT Крэг Скарборо описал принцип работы форкамерно-факельного зажигания, который применили в Mercedes и Ferrari, и который ранее использовался на… правительственных «Волгах» в СССР.

Были времена, когда гонщика Ф1 запросто могли уволить за одно лишь сравнение машин Больших Призов с грузовиками. Но ирония состоит в том, что сейчас как минимум половина пелотона пользуется технологией повышения эффективности сгорания топлива, которая применяется на большегрузах…

С момента введения в гонках Гран При нового турбированного регламента в 2014 году вступило ограничение и на максимально доступное количество топлива на гонку – сейчас это 100 кг, а со следующего года будет 105 кг.

Это, в свою очередь, ограничило максимально допустимый мгновенный расход горючего и предельное давление, под которым топливо подается в камеру сгорания. Для инженеров подобные жесткие рамки стали настоящим вызовом – им необходимо было придумать способ в условиях этих ограничений добиться прежней выходной мощности силовых установок.

Но придумывать ничего не пришлось – специалисты вовремя вспомнили, что на больших грузовиках уже давно применяется технология форкамерно-факельного зажигания, позволяющая поджигать очень обедненную топливную смесь – практически неподжигаемую. Сегодня всё говорит о том, что именно к этой технологии обратились в Mercedes и Ferrari, а на подходе и остальные производители…

Традиционное зажигание

В двигателе с традиционной системой зажигания топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания внутри цилиндра. По окончании сжатия и воспламенения топливно-воздушной смеси возникает эффект расширения объема, что обеспечивает ход поршня и очередной рабочий такт.

Этому принципу уже много десятков лет, и работает он прекрасно до тех пор, пока смесь можно поджечь свечой зажигания, то есть пока она в достаточной степени обеспечена топливом. Если же смесь становится обедненной, поджечь при помощи традиционной свечи ее становится проблематично, и двигатель теряет мощность.

Нынешние требования технического регламента ограничивают топливный поток в пределах 100 кг/час, а давление впрыска горючего не должно превышать 500 бар. А с учетом высоких оборотов и давления наддува современных силовых агрегатов Ф1 просто не хватает времени, чтобы естественным путем получить топливно-воздушную смесь, необходимую для эффективного сгорания.

Таким образом, требуется какой-то способ эффективного воспламенения смеси в рамках нынешних ограничений регламента, включающих в себя также наличие лишь одной свечи на цилиндр и единственной форсунки.

В какой-то момент показалось, что выходом в этой ситуации может быть использование технологии компрессионного воспламенения однородной смеси (HCCI). Это метод, при котором воспламенение топливной смеси осуществляется не только за счет искры от свечи зажигания, но и от высокой температуры и давления, подобно дизельным двигателям.

И хотя эта технология вполне применима в условиях Формулы 1, нашелся более легкий и простой способ увеличить КПД силовой установки. Всего три слова – форкамерно-факельное зажигание.

Что же такое форкамерно-факельное зажигание?

Форкамерно-факельное зажигание обычно используется на моторах большого объема. Эффективное заполнение богатой топливно-воздушной смесью больших цилиндров там затруднено, в связи с чем было решено разделить проблему надвое.

Была создана дополнительная маленькая камера сгорания, в которой и были установлены форсунка и свеча зажигания. В свою очередь эта камера была связана узким каналом с основной камерой сгорания цилиндра. Именно эта небольшая предварительная камера и получила название форкамеры.

А теперь разберемся, при чем тут факел.

В момент первого такта двигателя – впуск – значительно обедненная топливно-воздушная смесь впрыскивается при помощи форсунки в цилиндр, заполняя его слабовоспламеняемыми парами.

После этого небольшой объем форкамеры заполняется обогащенной смесью, достаточной для воспламенения свечой зажигания – непосредственно перед тактами сжатия и рабочего хода цилиндра.

Само воспламенение, как вы уже поняли, происходит не в основной камере, а во вспомогательной форкамере. Эту обогащенную смесь благодаря ее характеристикам поджечь не так сложно, а в результате этой реакции образуются языки пламени (а вот вам и факел!), которые проникают через отверстие в основную камеру и эффективно поджигают обедненную смесь.

Это можно сравнить с эффектом воспламенения обедненной смеси при помощи сразу нескольких свечей зажигания. Важно также и то, что при таком методе зажигания топливная смесь в основном цилиндре сгорает быстрее, увеличивая общий КПД двигателя.

Таким образом, форкамерно-факельное зажигание позволяет инженерам работать с обедненной топливно-воздушной смесью и не выходить за жесткие рамки технического регламента: форсунка одна, свеча зажигания одна – все правила соблюдены.

Применение технологии в Формуле 1

С учетом того, что эта технология довольно широко распространена, ни о каком грифе секретности здесь можно не говорить. За последние три года в Формуле 1 потребление топлива было снижено более чем на 30%, но инженерам этого мало, и они готовы покорять все новые и новые вершины технологической мысли.

И тогда как практически все специалисты сходятся во мнении, что в современных моторах Ф1 применяется технология форкамерно-факельного зажигания, никаких подтверждений этого факта в командах не давали.

Известно, что Ferrari сотрудничает с компанией Mahle и пользуется технологиями этого бренда, среди которых числится и форкамерное зажигание. Есть предположения о том, что значительный шаг в плане мощности итальянского двигателя в этом году обусловлен именно применением упомянутой технологии.

Команда Mercedes отказалась от комментариев по поводу использования обсуждаемой системы зажигания, отметив при этом, что они не пользуются наработками компании Mahle.

Но у Mercedes достаточно и своего опыта строительства больших коммерческих двигателей, так что они вполне могли справиться и своими силами. На прошлогоднем Гран При Италии команда не отрицала, что ей удалось сделать серьезный шаг в области работы двигателя, и есть предположение, что они намекали именно на применение системы форкамерно-факельного зажигания.

Теперь слово за мотористами Renault и Honda, которые в настоящий момент вряд ли используют нетрадиционную систему зажигания в своих силовых установках. К тому же, оба производителя заявили о готовящихся обновлениях мотора.

При этом французские мотористы опробовали новый силовой агрегат уже на прошедших на этой неделе тестах в Барселоне – и вполне вероятно, что они испытывали именно эту новинку. А японцы собираются представить обновленный двигатель уже в Канаде…

А ВЫ ЗНАЛИ, ЧТО.

. в советском легковом автопроме технология форкамерно-факельного зажигания впервые была применена на автомобиле «Волга» ГАЗ-3102? Разработанный на основе автомобиля ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102 должен был стать её преемником.

Однако по целому ряду политических и экономических причин данный автомобиль выпускался мелкой серией (около трех тысяч машин в год), вместо массового производства, исключительно как служебная машина советской номенклатуры среднего звена – для заместителей министров, директоров крупных трестов и предприятий, руководителей известных театров, генералов, видных академиков-лауреатов, редакторов изданий и режиссёров.

Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько

Маркетинг или реальная польза?

Многие водители верят, что правильно подобранные свечи зажигания смогут прибавить мотору мощности и снизить расход топлива. Вот именно для таких автомобилистов и были придуманы плазменно-форкамерные свечи зажигания. Если верить рекламе, форкамерные свечи намного превосходят своих искровых собратьев, так как воспламеняют топливную смесь плазменным факелом. Эта особенность свечей выдаётся за преимущество, которое позволяет двигателю работать эффективнее. Но так ли это на самом деле?

Фото: https://renault-atlas.ru/

Характеристика двигателя ЗМЗ-402: описание, фото и видео

Одним из самых легендарных моторов Советского союза остается — двигатель ЗМЗ 402 (сокращенно — дв. 402). Изготовитель силового агрегата — ООО «Заволжский моторный завод», именно от этого двигатель получил такое название — ЗМЗ 402. Еще одной модификацией стал ЗМЗ 24Д, но он не прижился в связи с частыми ремонтами и дорогим обслуживанием.

История

Разрабатывался он не менее легендарным конструктором Гарри Вольдемаровичем Эвартом специально для Волги. Этот силовой агрегат должен был прийти на смену устаревшего мотора ГАЗ-21. В последующей разработке был сделано много модификаций, таких как — ЗМЗ-24Д и ЗМЗ 4021.

Еще этот мотор называют ЗМЗ 24, поскольку изначально он предполагался для установки тольку на 24-ю Волгу, но как показала практика и история, движок получил достаточно широкое распространение на другие модели автомобилей.

Двигатели ЗМЗ-24Д/2401 и ЗМЗ-402/4021 автомобилей «Волга» основные различия и характеристики

Сначала разберемся какие автомобили какими двигателями комплектовались с завода С 1970 по 1986 год: Автомобиль Волга ГАЗ-24 комплектовался двигателем ЗМЗ-24Д — степень сжатия 8,2, мощность 95 л.с. Автомобиль Волга ГАЗ-24-01 комплектовался двигателем ЗМЗ-2401 — степень сжатия 6,7, мощность 85 л.с. С 1986 года по 1992-й год: Автомобиль Волга ГАЗ-24-10 комплектовался двигателем ЗМЗ-402. 10 — степень сжатия 8,2, мощность 100 л.с. Автомобиль Волга ГАЗ-24-11 комплектовался двигателем ЗМЗ-4021.10 — степень сжатия 6,7, мощность 90 л.с. С 1992 года и до конца выпуска карбюраторных Волг автомобили комплектовались двигателями ЗМЗ-402.10 и 4021.10. без сколь либо значимых изменений в конструкции.

Основными характеристики и конструктивные отличия двигателей ЗМЗ-24Д, ЗМЗ-2401, ЗМЗ-402.10, змз-4021.10:

ЗМЗ-24Д	ЗМЗ-2401	ЗМЗ-402.10	ЗМЗ-4021.10
Рабочий объем, куб.см.	2445	2445	2445	2445
Максимальная мощность при 4500 об/мин	95	85	100	90
Степень сжатия	8,2	6,7	8,2	6,7
Максимальный крутящий момент при 2400 об/мин, Н*м	186,3	171,6	182	172
Топливо	АИ-93	А-76	АИ-93	А-76
Удельный расход топлива г/кВт,ч(г/л. с.ч)	306(225)	312(230)	292,4(215)	299,2(220)
Диаметр цилиндра и ход поршня,мм	92х92	92х92	92х92	92х92
Размещение водяного насоса	ГБЦ	ГБЦ	блок цилиндров	блок цилиндров
Диаметр выпускных клапанов, мм	36	36	39	39
Диаметр впускных клапанов, мм	47	47	47	47
Водораспре-делительная трубка в ГБЦ	есть	есть	нет	нет
Штатный карбюратор	К-126Г	К-126Г	К-151	К-151
Порядок работы цилиндров	1-2-4-3	1-2-4-3	1-2-4-3	1-2-4-3
Двойные пружины клапанов	нет	нет	да	да
Количество стоек оси коромысел	4	4	6	6

Исходя из таблицы и заводских отчетов мы видим, что основные отличия ЗМЗ-402 от ЗМЗ-24Д такие:

система охлаждения с помпой на блоке цилиндров без водораспределительной трубки с измененной циркуляцией жидкости
увеличенный диаметр выпускных клапанов
установлены двойные пружины клапанов (выше надежность)
установлены две дополнительные стойки для краев оси коромысел
штатный карбюратор заменен с К-126Г на К-151 (и модификации в т. ч. К-151-С)
шпильки крепления ГБЦ увеличенного диаметра и иной резьбы (вместо М11х1 на М12х1.25)
увеличена масса шкива-демпфера коленчатого вала
изменен профиль кулачков распределительного вала
распределительный вал стал чугунным вместо стального
масляный насос с алюминиевым маслозаборником вместо стального и с увеличенной производительностью
изменена конструкция масляного радиатора

p.s. Характеристики двигателей приведены из заводских руководств по эксплуатации автомобилей ГАЗ-24 и ГАЗ-24-10 соответственно. Следует учитывать, что по нынешним методам измерения мощности и крутящего момента моторы показывают более скромные показатели нежели заявлено (в среднем на 5 л.с. и 5Нм меньше). В любом случае разница между ЗМЗ-24Д и ЗМЗ-402 четко прослеживается по таблице. Мы видим, что старик ЗМЗ-24Д имеет несколько более тяговую характеристику нежели ЗМЗ-402. Это обусловлено вышеописанными изменения в конструкции.

Некоторые аспекты форсировки двигателей ЗМЗ-24д и ЗМЗ-402 рассмотрены в статье: «Форсировка двигателя Волги».

Текст

220672 Союз Советоких Социалиотических РеопубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 29.ЧН,1964 ( 914376/24-6)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 07,Х,1971, Бюллетень3Дата опубликования описания ЗО.Х 1.1971 1 ПК Е 020 19/02Г 02 тп 21/02 Г 02 п 17/08 Комитет ио делай изобретений и открытий при Совете Миииотрое СССР21,433.3-3888.8) Авторыизобретени К, И, Генкин, Б, Н. Струнге, М. И. Лубченко и Д. Т. Аксен Заявители Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газо Харьковский завод транспортного машиностроения им. Малыш ТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА ГАЗОВОГО ДВИГАТ С ФОРКАМЕРНО-ФАКЕЛЪНЪМ ЗАЖИГАНИЕМ 2 Извести двигателя нием, соде топливную вающий д висим ости коллекторь ы устройства для запу с форкамерно-факельнь ржащие регулятор числ аппаратуру и редуктор авление форкамерного от давления продувочн т форкамерного и цили тора ет в апан газося в аясь бра- няюаз из коллек н 10 поступа а б через кл иод сжатия ра 11 подает атия, смешив клапан 12, о ко воспламе да свечи 14 ет тягу 9. Г скной клапа з коллектор ру 13. В пер ь из цплинд к концу сж вшим через ю смесь, ле на электро ска га 1 м з а об , под газа ого во ндров зовогоажигаротов,держив заздуха,го гаедмет изобретени за.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что на входе в коллектор цилиндрового газа установлен редуктор, поддерживающий давление цилиндрового газа в зависимости от давления продувочного воздуха, в то время как регулятор числа оборотов полностью открывает проходное сечение клапана, В результате устраняется переобогащение газовой системы в цилиндре двигателя.На чертеже показано предлагаемое устройство.При достижении двигателем 1 пусковыоборотов включается зажигание, открывается вентиль 2 и газ, проходя через редуктор- регулятор 3 и 4 поступает в коллекторы 5 и б под необходимым давлением. В это время дозирующие органы 7 полностью открыты, так как всережимный регулятор оборотов 8 полностью вытягива 5 через газовпу цилиндр 11, а и 12 — в форкаме5 воздушная смес форкамеру 13 и с газом, поступ зует обогащенну щуюся от пскрь10 Устройство для запуска газового двигателя 1 ч с форкамерно-факельным зажиганием, содержащее регулятор числа оборотов, топливную аппаратуру и редуктор, поддерживающий давление форкамерного газа в зависимости от давления продувочного воздуха, коллекто ры форкамерного и цилиндрового газа, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью устранения переобогащения газовой смеси, на воде в коллектор цилиндрового газа установлен редуктор, поддерживающий давление цилиндрово 25 го газа в зависимости от давления продувочного возд а. 220672 Составитель ф. ЛевинТехред Т. Т, Ускова Редактор И. Грузова Корректор В. П, федулова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3414/8 Изд.1436 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5

О первом поколении двигателей ГАЗ 31105 Волга (2004 — 2009)

Характеристики двигателя ЗМЗ-402

* — для двигателей ЗМЗ 4021.10 и 4025.10 ** — вес двигателя для Газели

Особенности эксплуатации

В повседневной эксплуатации мощные Волги были сложнее обычных. В связи с тем, что на передние колеса приходилась значительно большая нагрузка, управляемость на дороге ухудшилась. Изменилась и развесовка. После установки мощного двигателя большая часть веса теперь приходилась на передние колеса, задние были постоянно разгружены. Даже на асфальте при резком открытии дроссельной заслонки задние колеса срывались в пробуксовку. На скользких покрытиях эта проблема преследовала водителей постоянно. Особенно опасен был срыв колес в пробуксовку при прохождении поворотов, машину сразу заносило. Частично эту проблему решал балласт — бетонные или металлические балки, укладывавшиеся в багажник. В багажном отделении сохранившихся экземпляров можно встретить чугунные или свинцовые плиты массой 90 кг, иногда дополняемые бордюрными камнями или крышками от водопроводных люков. Двигатель волги 24 v8

Дополнительная тяжесть несколько ухудшала динамику, зато позволяла более-менее контролировать машину на дороге. Проблему управляемости усугублял гидроусилитель руля. Уплотнения постоянно текли, из-за чего и так невысокий коэффициент усиления постоянно падал. Водители на многих машинах самостоятельно отключали гидроусилитель. На ровной прямой Волга легко разгонялась до 160 км/час. Но стандартные тормоза не справлялись с нагрузкой и остановить машину было проблематично.

Кстати, вопрос максимальной скорости такого автомобиля до сих пор достоверно не выяснен. Завод-изготовитель гарантировал максимальную скорость 160 км/час, но известно, что Волга V8 могла идти 170 и даже 180 км/час.

Также нет точных данных о количестве выпущенных Волг-«догонялок». В официальной статистике ГАЗа они не учитывались, но примерно их должно было быть произведено от 1000 до 2000 экземпляров.

Двигатель и коробка передач ГАЗ 24 v8

Существенным недостатком мощного мотора был и расход топлива (до 30 л на 100 км). С такой прожорливостью бензобака хватало на 100-200 км пути. Двигатель питался только бензином сорта «Экстра» АИ-95. В Советском Союзе его не производили, а закупали в Финляндии. Распределялся он по специальным талонам среди чиновников, которым по рангу были положены ЗИЛы или Чайки. Некоторое количество продавали спортсменам. Рядовым советским гражданам приобрести подобную Волгу было почти невозможно. А те, кому это удавалось, сталкивались с рядом проблем при ее эксплуатации. Прежде всего, с невозможностью достать бензин нужного качества. И бензин — это всего лишь верхушка айсберга.

Волга с двигателем V8 объемом 5.53 литра

Для коробки передач требовалось специальное масло, для двигателя — расходные материалы и запчасти, которые тоже просто так в магазинах не продавались. Со временем у ГАЗ-24-24 проявлялся и еще один недостаток. Тяжелый силовой агрегат и плохое качество дорожного покрытия преждевременно изнашивали переднюю подвеску и лонжероны, даже несмотря на то, что они были усилены. Поэтому многие переделывали машину своими силами под родной двигатель. В настоящее время из оригинальных Волг с «чайковским» мотором остались единицы. Сказался их мелкосерийный выпуск, жесткая и безжалостная эксплуатация в органах госбезопасности. В 80-е и 90-е годы много машин было переделано гражданами в обычные Волги.

История создания ( ЧАСТЬ V )

Особенности

Главной технической новинкой был форкамерно-факельный двигатель ЗМЗ-4022.10.
Первые разработки форкамерных двигателей на ГАЗ-е относятся к пятидесятым годам, и велись в целях повышения топливной экономичности. Были созданы двигатели с форкамерным зажиганием для автомобилей ГАЗ-51 (ГАЗ-51Ф, было выпущено некоторое количество)

и ГАЗ-21 (опытный, ставился на прототипы).

Поджиг рабочей бензовоздушной смеси в них осуществлялся не непосредственно искрой на свече зажигания, а факелом раскалённых газов, вырывающимся из специальной форкамеры (предкамеры) — частично отделённой от остального объёма камеры сгорания полости, в которой располагалась свеча (по одной на цилиндр).
В форкамеры через небольшие дополнительные клапаны в головке двигателя (то есть всего у двигателя было 12 клапанов — 8 впускных и 4 выпускных) подавалась обогащённая смесь, которая поджигалась искрой и инциировала горение непосредственно в цилиндре, куда подавалась, наоборот, относительно бедная рабочая смесь. Соответственно, карбюратор был трёхкамерным — первичная, вторичная и третья, подающая обогащённую смесь в форкамеры.
Однако, в ходе испытаний выяснились и недостатки — в первую очередь, недостаточное улучшение экономичности (не более 3-5 %), что, в сочетании с отмечавшейся неустойчивостью работы на переходных режимах, не окупало существенного сложнения конструкции форкамерного двигателя. Как результат, в крупносерийное производство такие моторы тогда не пошли.
Тем временем, работы продолжались. Для автомобиля ГАЗ-24 также готовился двигатель с форкамерной системой зажигания (ГАЗ-24Ф), однако разработчики столкнулись с теми же проблемами, и до серийного производства он допущен также не был.
К идее вернулись при разработке модели, предназначенной на смену «двадцать четвёртой» «Волге», имея в виду уже не только повышение топливной экономичности, но и необходимость снижения вредных выбросов в атмосферу — форкамерный механизм позволял достичь этого за счёт обеспечения работы двигателя на обеднённой бензовоздушной смеси.
Однако, прорыв в разработке наступил только после того, как за рубежом появились работоспособные серийные модели с форкамерным зажиганием. В середине семидесятых на заводе тщательно изучили силовой агрегат автомобиля «Хонда Сивик» CVCC (1975 г.), найдя в японской разработке недостающие ответы на многие из имевшихся вопросов.

Результатом многолетних разработок стал серийный двигатель модели ЗМЗ-4022. 10.

Мощность его возросла до 105 л.с. (по сравнению с 95 л.с. у обычного ЗМЗ-24)

при этом топливная экономичность, по данным производителя, существенно улучшилась (расход топлива снизился с 10,5 л. на 100 км пробега при постоянной скорости 80 км/ч — до 8,5 л. на 100 км в тех же условиях, то есть, почти на 20 %).
Динамика «Волги» ГАЗ-3102 с таким двигателем также существенно улучшилась — разгон с места до 100 км/ч занимал теперь 16,2 с. против 21 с. у ГАЗ-24 — то есть, почти столько же, сколько у считавшегося в то время весьма динамичным ВАЗ-2106.

Кроме того, благодаря использованию обеднённой смеси новый двигатель оказался существенно экологичнее своего предшественника.
Тем не менее, будучи вполне работоспособной и доведённой конструкцией, серийный форкамерный двигатель имел и существенные недостатки. В первую очередь, следует отметить проблемы с перегревом: несмотря на радиатор увеличенной ёмкости, температурный режим двигателя был довольно напряжённым. Кроме того, система оказалась чувствительной к настройке и квалификации обслуживающего персонала. Довольно сложным и трудоёмким было и обслуживание трёхкамерного карбюратора К-156.
В результате, двигатель приобрёл у ремонтников довольно плохую репутацию, и впоследствии в процессе длительной эксплуатации на большинстве машин форкамерные двигатели были заменены на обычные, модели ЗМЗ-402. В настоящее время «Волги» ГАЗ-3102 в раннем кузове (с расположенным за задним сидением бензобаком и, соответственно, его лючком под задней стойкой крыши) с родными форкамерными двигателями достаточно редки, нечасто встречаются и запчасти.
Панель приборов ГАЗ-3102 первого выпуска (1981—1997 гг.) была внешне во многом схожа с более поздней моделью ГАЗ-24-10, но выполнена из более качественного мягкого пластика. Дизайн и приборы напоминали «Чайку» ГАЗ-14.
На модель 3102 впервые в семействе «Волга» начали устанавливать передние дисковые тормоза (четырёхпоршневые, с суппортами от АЗЛК-2140 и вентилируемыми дисками) и форкамерный карбюраторный двигатель ЗМЗ-4022. 10 мощностью 105 л.с.

( Материал из Википедии )

Дизельные двигатели

Ханну Яаскеляйнен, Магди К. Хайр

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Ранняя история дизельного двигателя

Abstract : Дизельный двигатель, изобретенный в конце 19 ^го века доктором Рудольфом Дизелем, является наиболее энергоэффективной силовой установкой среди всех известных сегодня типов двигателей внутреннего сгорания. Такой высокий КПД обеспечивает хорошую экономию топлива и низкий уровень выбросов парниковых газов. Другие характеристики дизеля, которые не были сравнимы с конкурирующими машинами для преобразования энергии, включают долговечность, надежность и топливную безопасность. К недостаткам дизелей относятся шум, низкая удельная выходная мощность, выбросы NOx и твердых частиц, а также высокая стоимость.

Что такое дизельный двигатель?
Типы дизельных двигателей
Эффективность и выбросы парниковых газов
Характеристики дизельных двигателей

В большинстве современных дизельных двигателей используется обычное расположение цилиндров и поршней, приводимое в действие кривошипно-шатунным механизмом, характерным для других двигателей внутреннего сгорания, таких как бензиновый двигатель. Учитывая этот базовый механизм, между базовой структурой дизельных и бензиновых двигателей очень мало различий.

Концептуально дизельные двигатели работают, сжимая воздух до высокого давления/температуры, а затем впрыскивая небольшое количество топлива в этот горячий сжатый воздух. Высокая температура вызывает испарение небольшого количества сильно распыленного впрыскиваемого топлива. Смешиваясь с горячим окружающим воздухом в камере сгорания, испаряющееся топливо достигает температуры самовоспламенения и сгорает, высвобождая энергию, запасенную в этом топливе [391] .

Определение дизельного двигателя развивалось с годами. Например, в начале 20 9В 0016-м -м веке было проведено различие между «настоящим дизельным двигателем» и двигателем, который разделял некоторые аспекты дизельного цикла, но не охватывал все аспекты, считавшиеся частью дизельного цикла, как это предполагалось. Одним из первых определений «настоящего дизельного двигателя» является наличие следующих характеристик [2959] :

Сжатие, достаточное для создания температуры, необходимой для самовозгорания топлива.
Впрыск топлива струей сжатого воздуха.
Максимальное давление цикла (достигаемое при сгорании), не превышающее значительно давление сжатия, т. е. отсутствие выраженного взрывного эффекта.

В то время как первый пункт вышеперечисленных характеристик соответствует современному дизельному двигателю, последние два — нет. В течение 1920-х и 1930-х годов две другие характеристики утратили свое значение.

Впрыск топлива на твердом топливе начал появляться примерно в 1910 году, но только в конце 19 века. 20-х годов, что он начал быстро получать признание. Интересно отметить, что сам Дизель выбрал впрыск воздушной струи скорее по необходимости, чем по собственному желанию. Дизель предусмотрел топливную систему с твердым впрыском, а не систему воздушного дутья.

Дизель довольно строго придерживался режима сгорания при постоянном давлении, пункт 3. Однако это было возможно только в больших относительно тихоходных дизельных двигателях, которые были распространены до 1920-х годов. В небольших высокоскоростных двигателях, появившихся в 19 в.20-х годов практические соображения означали, что сгорание было ближе к процессу постоянного объема, как в цикле Отто, а не к постоянному давлению, как в цикле Дизеля.

Краткий обзор ранней истории дизельного двигателя обсуждается в другом месте.

###

Лаборатория передовых систем сжигания и энергии

Ниже приводится список публикаций лаборатории (имена членов группы выделены жирным шрифтом):

Ruinan Yang, Zhongnan Ran и Димитрис Ассанис , «Оценка параметров функции Вибе для сжигания синтез-газа и анодных отходящих газов в двигателях с искровым зажиганием», ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, GTP-22-1568, 2022, Принято.
Амр Шаалан , Мднайер Насим, Хантер Мак, Ноа Ван Дам, Димитрис Ассанис , «Понимание моделирования сжигания аммиака/водородного топлива в спокойной среде», ICEF2022-91185, ASME ICE Forward, 2022.
Димитрис Ассанис , Ави Хаим Мерски, Джихун Хан, Тереза Лангер, Джеффри Лидикер, Рик Михелик, Габор Орос, Марина Софос, «Ратуша автоматизированных транспортных средств по топливной эффективности», Автоматизация дорожного транспорта 9, стр. 53-70, Springer Nature, 2022 , дои.:10.1007/978-3-031-11112-9_6.
Ruinan Yang, Zhongnan Ran, Rodrigo Ristow Hadlich и Dimitris Assanis , «Функция Double-Wiebe для сжигания с воспламенением от сжатия с регулируемой реактивностью с использованием дизельного риформата», ASME Journal of Energy Resources Technology, JERT-21-1808, 2022, doi. : 10.1115/1.4053981.
Родриго Ристоу Хадлич, Чжуннань Ран, Руйнан Ян, Димитрис Ассанис , Университет Стоуни-Брук; Офей Манте, Дэвид Дейтон, RTI International, «Экспериментальное исследование и сравнение нафтенового био-смесевого топлива на основе декалина/бутилциклогексана в двигателе с воспламенением от сжатия», Технический документ SAE 2022-01-0513, SAE International Journal of Advances and Current Practices в мобильности, 2022.
Иоаннис Никифоракис, Гаурав Гулерия, Махмуд Кораем, Димитрис Ассанис , Университет Стони Брук; Кертис Колли, Тиаго Коста, Пиюш Куте, Алек Школьник, LiquidPiston Inc, «Понимание характеристик форкамерного сгорания в модели замкнутого цикла нового роторного двигателя», Технический документ SAE 2022-01-0396, 2022.
Джон П. Лонгтин, Джон Бриттелли, Димитрис Ассанис , Кристофер Р. Пейдж и Серджио Бергезе, «CoreVent 2020: Аварийный вентилятор с открытым исходным кодом для быстрого проектирования, сборки и тестирования для COVID-19», технологии и инновации, Национальная академия изобретателей, 2021, doi:10.21300/22.2.2021.9.
Zhongnan Ran , Rodrigo Ristow Hadlich , Ruinan Yang , Дэвид Дейтон, Ofei Mante и DiMitris Assanis , «Экспериментальное исследование Napthenic Biofuel Sourrog Sourgate Combore в комплексе зажигатель». , doi:10.1016/j.fuel.2021.1228680.
Иоаннис Никифоракис , Чжуннань Ран , Майкл Шпренгель, Джон Брэкетт, Гай Бэббит и Димитрис Ассанис , «Исследование реалистичного сжигания анодных отходящих газов в гибридных системах ТОТЭ/ДВС: мини-обзор и экспериментальная оценка», Международный журнал исследований двигателей, 2021 г., doi: 10.1177/14680874211058324.
Ruinan Yang, Zhongnan Ran и Dimitris Assanis, «Оценка параметров функции Вибе для сжигания синтез-газа и анодных отходящих газов в двигателях с искровым зажиганием», осенняя техническая конференция отдела двигателей внутреннего сгорания, технический документ ICEF2021-67863, Том. 85512, с. V001T06A009, Американское общество инженеров-механиков, 2021 г., doi: 10.1115/ICEF2021-67863.
Махмуд Корайем и Димитрис Ассанис , «Моделирование и имитация горения дровяной печи: технический обзор и рекомендации», Международные коммуникации в области тепломассообмена, 2021 г. , том 127:105423, doi:10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105423
Гаурав Гулерия , Дарио Лопес-Пинтор, Джон Э. Дек и Димитрис Ассанис , «Сравнительное исследование скелетных механизмов бензина в условиях частичного расслоения топлива с использованием моделирования больших вихрей», Международный журнал исследований двигателей, 2021, doi :10.1177/14680874211031370.
Zhongnan Ran , Jon Longtin и Dimitris Assanis , «Гибридные твердооксидные топливные элементы и системы двигателей: исследование использования анодных отходящих газов в качестве топлива для сжигания с искровым зажиганием», International Journal of Engine Research, 2021, дои: 10.1177/14680874211016987.
Zhongnan Ran, Dimitris Assanis, Deivanayagam Hariharan и Sotirios Mamalis, «Экспериментальное исследование искрового зажигания с использованием анодного газа из твердооксидного топливного элемента», Технический документ SAE 2020-01-0351, 2020, doi : 10. 4271/2020-01-035.
Чжуннан Ран, Дейванаягам Харихаран, Бенджамин Лоулер и Сотириос Мамалис, «Экспериментальное исследование сжигания обедненной смеси с искровым зажиганием с использованием бензина, этанола, природного газа и синтетического газа», Топливо, том 235, 2019 г., страницы 530-537, ISSN 0016-2361, doi:10.1016/j.fuel.2018.08.054.
Ruinan Yang, Deivanayagam Hariharan, Steven Zilg, Benjamin Lawler и Sotirios Mamalis, «Эффективность и характеристики выбросов двигателя HCCI, работающего на первичном эталонном топливе», Технический документ SAE 2018-01-1255, 2018 г., doi: 10.4271/ 2018-01-1255.
Димитрис Ассанис , инженер Nayan, Пол Нойман и Маргарет Вулдридж, «Расчетная разработка концепции двигателя с двумя предкамерами для сжигания обедненной смеси», Технический документ SAE 2016-01-2242, 2016 г., doi: 10.4271/2016- 01-2242.
Димитрис Ассанис , Скотт Вагнон и Маргарет Вулдридж, «Экспериментальное исследование взаимодействия пламени и самовоспламенения смеси изо с октаном и воздухом», Горение и пламя, Том 162, Выпуск 4, 2015 г. , doi: 10.1016/j .combustflame.2014.10.012.

Публикации выпускников

Можган Рахими Болдаджи, Эмилиос Софианопулос, Сотириос Мамалис, Бенджамин Лоулер, «Расчетные гидродинамические исследования влияния времени впрыска воды на термическую стратификацию и выделение тепла при термически расслоенном сгорании», воспламенение при стратифицированном сжатии Международный журнал исследований двигателей, 2018 г., doi: 10.1177/1468087418767451.
Софианопулос, А., Рахими Болдаджи, М . , Лоулер Б. и Мамалис С., «Анализ эффектов теплового расслоения в двигателях HCCI с использованием моделирования больших вихрей и подробной химической кинетики», Технический документ SAE 2018-01-0189, 2018 г., doi: 10.4271/2018-01 -0189.
Рахими Болдаджи, М., Софианопулос, А., Мамалис, С., и Лоулер, Б., «Влияние массы, давления и времени впрыска на характеристики эффективности и выбросов при сжигании TSCI с прямым впрыском воды», SAE Технический документ 2018-01-0178, 2018,
дои: 10. 4271/2018-01-0178.
Бенджамин Лоулер, Джошуа Лейси, Оргун Гуральп, Пол Найт, Зоран Филипи, «Горение HCCI с активно контролируемой свечой накаливания: влияние на тепловыделение, термическое расслоение, эффективность и выбросы», Applied Energy, том 211, 2018 г., страницы 809-819, ISSN 0306-2619, doi:10.1016/j.apenergy.2017.11.089.
Можган Рахими Болдаджи, Эмилиос Софианопулос, Сотириос Мамалис, Бенджамин Лоулер, «Исследование CFD влияния топливной фракции на усовершенствованное низкотемпературное сгорание: сравнение основной эталонной топливной смеси и этанола», Frontiers in Machine Engineering, Volume 4, 2018 , ISSN 2297-3079, doi:10.3389/fmech.2018.00006.
Можган Рахими Болдаджи, Эмилиос Софианопулос, Сотириос Мамалис, Бенджамин Лоулер, «CFD-моделирование влияния характеристик впрыска воды на TSCI: новая, гибкая под нагрузкой, усовершенствованная концепция сгорания», Осенняя техническая конференция ASME 2017 Отдела двигателей внутреннего сгорания, Сиэтл , Вашингтон, США.
Эмилиос Софианопулос, Инконг Чжоу, Бенджамин Лоулер, Сотириос Мамалис, Процессы газообмена в небольшом поршневом двигателе без HCCI — вычислительное исследование, Прикладная теплотехника, том 127, 2017 г., страницы 1582-1597, ISSN 1359-4311, doi:10.1016/j.applthermaleng.2017.08.089.
Бенджамин Лоулер, Дерек Сплиттер, Джеймс Шибист, Брайан Каул, Воспламенение от сжатия с термическим разделением: новый усовершенствованный режим низкотемпературного сгорания с гибкостью нагрузки, Applied Energy, том 189, 1 марта 2017 г., страницы 122–132, ISSN 0306-2619, doi :10.1016/j.apenergy.2016.11.034.
Бенджамин Лоулер, Сотириос Мамалис, Сатьюм Джоши, Джошуа Лейси, Оргун Гуралп, Пол Найт, Зоран Филипи, Понимание влияния условий эксплуатации на тепловую стратификацию и выделение тепла в двигателе с воспламенением от сжатия с однородным зарядом, Прикладная теплотехника, том 112, 5 Февраль 2017, стр. 392-402, ISSN 1359-4311, doi:10.1016/j.applthermaleng.2016.10.056.
Каул Б. , Лоулер Б. и Задех А., «Диагностика двигателя с использованием датчиков акустической эмиссии», SAE Int. J. Engines 9(2):684-692, 2016, doi:10.4271/2016-01-0639.
Амин Юсефи, Маджид Бирук, Бенджамин Лоулер, Аяталла Гарегани, Характеристики и выбросы двухтопливного пилотного дизельного двигателя с зажиганием, работающего на различных предварительно смешанных видах топлива, Преобразование энергии и управление, Том 106, декабрь 2015 г., страницы 322–336, ISSN 0196-8904, doi:10.1016/j.enconman.2015.09.056.
Марк А. Хоффман, Бенджамин Дж. Лоулер, Оргун А. Гюральп, Пол М. Найт, Зоран С. Филипи, Влияние термобарьерного покрытия из цирконата магния на эксплуатационную изменчивость воспламенения от сжатия гомогенного заряда и образование отложений в камере сгорания, 2015 г., Международный журнал Исследование двигателей, с. 968–981, том 16, выпуск 8, doi: 10.1177/1468087414561274.
Devinder Mahajan, David J. Tonjes, Sotirios Mamalis, Rebecca Boudreaux, Julia K. Hasty, Xin Danhui, Zhao Youcai, Cao Jianglin, Zhao Wentao и Chai Xiaoli, «Эффективные стратегии управления свалочным газом для контроля метана и технологии повторного использования», Журнал возобновляемых и устойчивых источников энергии, 2015 г. , doi: 10.1063/1.49.29383.
Софианопулос, А., Ассанис, Д. Н., и Мамалис, С., Влияние добавления водорода на автомобильные двигатели, работающие на обедненной смеси, работающие на природном газе: критический обзор, Journal of Energy Engineering
Vol. 142, выпуск 2 (июнь 2016 г.), doi:10.1061/(ASCE)EY.1943-7897.0000319.
Лоулер Б., Джоши С., Лейси Дж., Гуральп О., Найт П., Филипи З. Понимание влияния состояния стенок и геометрии двигателя на термическое расслоение и горение HCCI. Осенняя техническая конференция подразделения двигателей внутреннего сгорания ASME 2014, том 1: Двигатели большого диаметра; Топливо; Усовершенствованное сгорание; Системы контроля выбросов ():V001T03A020. doi: 10.1115/ICEF2014-5687.
Каул Б., Лоулер Б., Финни К., Эдвардс М. и др., «Влияние снижения качества данных на показатели обратной связи для усовершенствованного управления горением», Технический документ SAE 2014-01-2707, 2014 г., дои: 10.4271/2014-01-2707.
Хоффман М. А., Лоулер Б.Дж., Филипи З.С., Гюральп О.А., Найт П.М. Разработка устройства для неразрушающего определения температуропроводности отложений в камере сгорания и тонких покрытий. КАК Я. J. Теплопередача. 2014;136(7):071601-071601-10. дои: 10.1115/1.4026908.
Лоулер, Б., Лейси, Дж., Дронниу, Н., Дернотт, Дж. и др., «Уточнение и проверка анализа термической стратификации: методология постобработки для определения температурных распределений в экспериментальном HCCI-двигателе». Технический документ SAE 2014-01-1276, 2014 г., номер документа: 10.4271/2014-01-1276.
Мамалис, С., и Ассанис, Д.Н., Анализ второго закона двигателей HCCI с наддувом: исследование моделирования, Journal of Energy Engineering, Vol. 142, выпуск 2 (июнь 2015 г.), doi: 10.1061/(ASCE)EY.1943-7897.0000251.
Сотириос Мамалис, Аристотелис Бабахимопулос, Деннис Ассанис, Клаус Боргнакке, Модельная основа для анализа второго закона низкотемпературных двигателей внутреннего сгорания, 2014 г., Международный журнал исследований двигателей, с. 641–653, том 15, выпуск 6, doi: 10.1177/1468087413512312.
Сотириос Мамалис, Аристотелис Бабаджимопулос, Оргун Гуральп, Пол М. Найт, Деннис Н. Ассанис, Взаимодействие между степенью сжатия, наддувом и приводом регулируемого клапана для воспламенения от сжатия гомогенного заряда с высокой нагрузкой: исследование моделирования, 2014 г., Международный журнал исследований двигателей, стр. . 460–470, том 15, выпуск 4, doi: 10.1177/1468087413492528.
Лоулер Б.Дж., Филипи З.С. Интеграция двухрежимного двигателя SI-HCCI в различные архитектуры транспортных средств. КАК Я. Дж. Инж. Мощность газовых турбин. 2013;135(5):052802-052802-8. дои: 10.1115/1.4022990.
Лоулер Б., Хоффман М., Филипи З., Гюральп О., Найт П. Разработка методологии постобработки для изучения термической стратификации в HCCI-двигателе. КАК Я. Дж. Инж. Мощность газовых турбин. 2012;134(10):102801-102801-7. дои: 10.1115/1.4007010.
Мамалис, С., Бабаджимопулос, А., Гуралп, О. и Найт, П.