Двигатели типы: 8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

Содержание

После прочтения нашего обзора вы будете понимать, как работают восемь типов двигателей в мире.

Двигатель – это агрегат, который может преобразовать одну энергию в механическую. В эту категорию входит множество видов двигателей, начиная от паровых (двигатели внешнего сгорания) и электрических и заканчивая двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные моторы и т. д.). Мы покажем вам восемь самых известных в мире двигателей, а также просто и интуитивно понятно расскажем вам, как они работают, описав принципы их работы.

1. Оппозитный двигатель

В горизонтально противоположном двигателе (оппозитном) поршни двигаются по обеим сторонам коленчатого вала влево и вправо в горизонтальном направлении. В этом случае высота двигателя уменьшена. За счет использования оппозитного двигателя уменьшается центр тяжести транспортного средства – автомобиль движется более плавно. Крутящий момент, создаваемый поршнями с обеих сторон, компенсирует друг друга, значительно уменьшая вибрацию транспортного средства во время движения.

Также подобная конструкция позволяет сделать двигатели высокооборотистыми. Но, несмотря на высокие обороты, оппозитные моторы имеют меньше шума, чем обычные ДВС.

Двигатели с горизонтальным ходом поршней использует компания Porsche почти во всех моделях. Но, например, в Porsche Cayenne и Panamera оппозитные двигатели не применяются.

2. Рядный двигатель

В рядном двигателе все его цилиндры расположены рядом друг с другом в одной плоскости. Конструкция цилиндров и коленвала довольно-таки проста. Головка блока цилиндров имеет небольшую стоимость при изготовлении. Также рядные двигатели отличаются высокой стабильностью, характеристиками крутящего момента на низких оборотах, низким расходом топлива и компактным размером. Рядные двигатели обычно обозначаются латинской буквой «L-n», где n – количество цилиндров рядного двигателя. Современные автомобили в основном имеют двигатели с обозначением L3, L4, L5, L6.

3. Двигатель V-типа (V-образный силовой агрегат)

V-образный двигатель разделяет все цилиндры на две группы друг напротив друга под определенным углом. В итоге мотор образует плоскость под углом. Если посмотреть на этот тип двигателя со стороны, то он будет иметь V-образную форму. V-образные двигатели имеют небольшую высоту и длину. Этот тип моторов удобнее размещать в автомобиле по сравнению с обычными рядными моторами, которые по своим размерам гораздо больше.

В настоящее время во многих автомобилях среднего и люкс-класса используются V-образные двигатели. Чаще всего это 6-цилиндровые силовые агрегаты. Например, такие двигатели стоят на Volkswagen Passat, Audi A6 и Mercedes E-класса AMG.

4. Квазитурбинный двигатель

Квазидвигатель представляет собой модифицированный двигатель, основанный на роторном силовом агрегате. Если в обычном роторном двигателе задействованы три лопасти, то квазидвигатель использует цепной ротор, состоящий из четырех частей. Это беспоршневой роторный мотор с ромбовидным ротором. Преимущество двигателя: это новый тип двигателя небольшого размера, с высокой мощностью, высоким крутящим моментом, который может работать на множестве источников энергии.

В настоящий момент квазидвигатель не используется ни на одном автомобиле, поэтому невозможно проверить, подходит ли он для замены обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания или в качестве лучшей альтернативы обычным роторным моторам. Квазидвигатель все еще находится в стадии создания прототипа.

5. Роторный двигатель

Внутреннее пространство корпуса роторного двигателя всегда разделено на три рабочие камеры. Во время движения ротора объем трех рабочих камер постоянно изменяется. Двигатель также имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск последовательно завершаются в циклоидальном цилиндре.

Роторный двигатель сильно отличается от обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания. Себестоимость производства роторных моторов существенно больше, также как и их последующее обслуживание и ремонт. Кроме того поршневой двигатель по сравнению с роторным эффективней с точки зрения мощности, веса, выбросов и энергопотребления.

В сочетании с этим, а также в связи со странности технологий роторного двигателя, крупные автомобильные компании пришли к выводу, что использование роторных силовых агрегатов в автопромышленности бессмысленно. Так как роторные моторы не показали своих преимуществ перед обычными, у автомобильных компаний не появилось энтузиазма по их дальнейшей разработке. Только компания Mazda до сих пор тратит огромные деньги на разработку новых поколений роторных моторов.

6. Двигатель Green Steam

Green Steam – эффективный, экономичный и простой двигатель, разработанный изобретателем Робертом Грином из Лагуна Вудс, Калифорния, США. Этот мотор преобразует избыточное тепло в водяной пар, который и приводит в движение силовой агрегат. Легкий и компактный двигатель Green Steam преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное. Его основной характеристикой является гибкий вал, который передает возвратно-поступательное движение от поршней к кривошипу «Z», таким образом, совершая вращательное движение, не используя запястья, шатуны или коленчатые валы.

Этот мотор может использоваться для воздушных насосов, генераторов, водяных насосов, воздуходувок горячего воздуха, аппаратов дистилляции воды, тепловых насосов, кондиционеров, модельных самолетов и т. д.

Одним из наиболее уникальных преимуществ двигателя является его способность генерировать энергию из тепла двигателей. По существу, отработанное тепло выхлопных газов от двигателя транспортного средства может быть преобразовано в энергию, используемую для некоторых систем охлаждения и насосов транспортного средства. Этот двигатель повысит уровень эффективности любого транспортного средства или системы машины, на которой он установлен.

7. Двигатель Стирлинга

Двигатель Стирлинга относится к типам силовых агрегатов внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменении давления. Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянном сжатии рабочего цилиндра, в результате чего происходит нагревание его внутренней части, а затем охлаждение. Из-за перепада давления из цилиндра извлекается энергия, образуемая при изменении давления. Обычно в качестве рабочего тела используется водород или гелий. Но чаще в таких моторах используется воздух.

Двигатели Стирлинга отлично подходят для преобразования тепла в электроэнергию. Например, многие специалисты считают, что эти моторы подходят для солнечных электрических установок.

То есть это идеальные силовые агрегаты для преобразования солнечной энергии в электричество.

8. Радиальный двигатель (звездообразный)

8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия

Звездообразный двигатель представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором цилиндры расположены вокруг коленчатого вала. Один поршень соединен с коленвалом через главный шатун. Остальные поршни прикреплены через шатуны к кольцам главного ведущего шатуна.

Двигатель преимущественно создан для использования в самолетах. До появления реактивных двигателей в большинстве поршневых авиационных двигателей использовались подобные звездообразные конструкции силовых агрегатов. Эти моторы, как правило, устанавливались на самолеты небольшой дальности. Остальные самолетные моторы имели V-образную форму.

Некоторые современные легкие самолеты до сих пор оснащаются радиальными моторами.

Ряд компаний продолжает строить радиальные системы сегодня. Например, вот современный авиационный радиальный 9-цилиндровый двигатель Веденеев мощностью 360–450 л. с., который в настоящий момент используется на самолетах Яковлева и Сухого.

Типы автомобильных двигателей

Двигатель – это сердце автомобиля, он является движущей силой машины. Он служит для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая используется для выполнения полезной работы.

Классификация двигателей по типу

Принцип работы силового агрегата основывается на преобразования тепловой энергии в механическую. Повторяющиеся процессы в моторе являют собой рабочий цикл двигателя. Зависимо от того, сколько поршень делает ходов, двигатели делятся на четырехтактные и двухтактные. Двигатели внутреннего сгорания, которые применяются в машинах, работают по 4-тактному циклу. Сюда входит впуск топлива, рабочий ход (туда-назад) и выпуск отработанных газов.

В двухтактном моторе за один цикл происходит всего 2 хода поршня: рабочий ход и сжатие. Наполнение цилиндров и очистка происходит во время этих 2-х тактов. У двигателей этого типа есть существенные недостатки, например высокий уровень выброса выхлопных газов. Главный минус – это высокий расход топлива, из-за чего двухтактные двигатели не используются в современных автомобилях.

Инжекторный тип двигателя

Ижекторный двигатель работает немного иначе: топливо подается в воздушную среду способом мелкого впрыска. Под давлением через форсунку распыляется горючая жидкость, что значительно снижает расход топлива, потому как количество дозируют специальные устройства. По этой причине инжекторные двигатели более экономичные, а оптимальная пропорция горючей смеси позволяет увеличить чистоту выхлопа и повысить КПД силового агрегата.

Инжекторные двигатели делятся на механические и электронные. В механическом двигателе устанавливается дозировка топлива с помощью рычагов, а в электронном силовом агрегате применяется специальная система управления дозировкой топлива. При использовании таких систем более тщательно перегорает топливо и снижаются вредные выбросы.

Тип двигателя карбюраторный

Бензин, который проходит через топливную систему, попадает в карбюратор или впускной коллектор. В него же поступает воздух, который в дальнейшем смешивается с топливом и получается готовая смесь. Она подается в цилиндры и там поджигается искрой, которую дают свечи зажигания.

Автомобили с карбюраторным типом двигателем на данный момент считаются устаревшими. Сейчас широко используются двигатели инжекторного типа. Распыление топлива производится форсунками или через впускной коллектор.

Дизельный тип двигателя

Отдельного внимания достойны дизельные двигатели. Их принцип работы основывается на воспламенении рабочей смеси при сжатии. Когда втягивается воздух, процесс происходит под высоким давлением, в результате чего смесь самовоспламеняется. После воспламенения происходит рабочий ход поршня, который потом вытесняет отработавшие газы.

Данный тип двигателя имеет более низкий расход топлива и небольшое количество вредных веществ в выбросах. КПД этого силового агрегата тоже намного выше. Дизельные двигатели сейчас продолжают совершенствоваться и даже заморозки уже не помеха к запуску мотора.

Разные виды двигателей, работающих на дизельном топливе, отличаются характеристиками, которые зависят от времени года. Эти силовые агрегаты не имеют системы зажигания, потому как топливо загорается из-за высокого давления, что дает движение поршня.

Видео типы двигателей

Виды автомобильных двигателей: описание, характеристики

Мало кто знает, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён ещё 5 веков назад, легендарным инженером и конструктором Леонардо да Винчи. Но, после первого чертежа потребовалось ещё 300 лет, чтобы были созданы первые прототипы, которые могли полноценно работать.

Виды двигателей

Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.

Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.

Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:

Паровая машина
Бензиновый двигатель
Карбюраторная система впрыска
Инжектор
Дизельные двигатели
Газовый двигатель
Электрические моторы
Роторно-поршневые ДВС

Паровая машина

Первым представителем полноценного двигателя внутреннего сгорания следует считать паровую машину, которая устанавливалась на все транспортные средства 19 века, до момента изобретения остальных видов моторов.

На то время паровыми движками оснащались паровозы, автомобили и даже примитивные трёхколёсные самоходные машины (напоминающие мотоциклы). Изобретение такого класса завоевало весь мир, но к концу 19 — начало 20 века стало неэффективное, поскольку транспортные средства на пару не могли развивать достаточно большую скорость.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого является бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического или электрического) на систему впрыска. Итак, рассмотрим, какие бывают типы бензиновых моторов:

С карбюратором.
Инжекторного типа.

Современный мир привык, что большинство автомобилей имеет электронную систему впрыска топлива (инжектор).

Карбюраторная система впрыска

Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с дальнейшим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был разработан в Германии ещё в конце 19 века и имеет почти 100 летнюю историю развития.

Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Кроме этого существует достаточно много прототипов.

Принцип работы карбюратора достаточно простой: бензонасос подаёт топливо в поплавковую камеру, где бензин проходит сквозь жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого топлива регулирует водитель при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недостатком карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а также не соответствует экологическим международным нормам.

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Дизельные двигатели

Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.

На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.

Дизель с турбонаддувом

Одним из подвидов дизельного ДВС считается турбодизель. На этом моторе установлена турбина, которая имеет вид улитки. При помощи турбины в мотор подаётся больше количество сжатого воздуха, который даёт больше детонационный эффект, за счёт чего движок можно быстрее разогнать.

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Электрические моторы

Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.

Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.

Гибриды

Наверное, самые желаемые двигатели на сегодняшний день. Это смесь бензинового двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Существует несколько вариантов работы такого движка.

Мотор может работать на попеременном питании. Сначала движение производится на бензине, пока генератор заряжает батарею, а затем водитель может переключиться на электропитание.
Двигатель и электромотор работают одновременно, что помогает сэкономить расход горючего на одно, и тоже расстояние с другими типами ДВС.

Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.

Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.

Водородный мотор

НОУ-ХАУ современного мира считается водородный двигатель. В автомобиль устанавливается установка водородного типа. Отличие от бензиновых моторов заключается в подаче топлива. Если у бензина топливо подаётся вовремя возврата поршня к ВТМ, то у водородного силового агрегата в момент, когда поршень возвращается к НТМ.

В будущем планируется создать водородный двигатель закрытого типа, когда не будет требоваться выброс отработанных газов, а также на 500 км автолюбитель сможет забить о заправке автомобиле.

Стоит понимать, что автомобили с таким мотором будут стоить весьма не дёшево, пока они полностью не вытеснят бензинового брата.

Вывод

Двигатели внутреннего сгорания имеют достаточно большое количество видов и типов, на любой вкус. Так, самыми популярными, по мировой статистике, считают бензиновые, дизельные и гибридные силовые агрегата. Но, все движется к тому, что человек хочет отойти от использования бензина и его аналогов и перейти полностью на электрику.

Виды ДВС

В нижнеклапанном двигателе (в США известном как L-head или Flathead) клапаны расположены в блоке, по бокам цилиндров в один ряд, тарелками вверх. Распредвал тоже находится в блоке под клапанами, на одном уровне с коленчатым валом. Такая конструкция наиболее простая в изготовлении и обслуживании; двигатель достаточно надёжный, работает тихо и имеет легко съёмную головку блока. В то же время нижнеклапанный мотор из-за длинных подходов для топливной смеси и сложной формы камеры сгорания является низкооборотным и не может иметь высокой степени сжатия (следовательно, бывает только бензиновым). Это существенно снижает его мощность и экономичность в сравнении с верхнеклапанными силовыми агрегатами. Нижнеклапанные ДВС устанавливались на большинство довоенных автомобилей (кроме спортивных), а в 50-е гг. полностью исчезли в связи с появлением топлива с высоким октановым числом.

Разновидностью нижнеклапанного типа ГРМ является схема T-head, когда впускные клапаны расположены с одной стороны блока цилиндров, а выпускные – с другой, при этом распределительных вала два. Также существовали двигатели со смешанным расположением клапанов (F-head), с верхними впускными, боковыми выпускными клапанами и одним распредвалом в блоке.

В верхнеклапанном двигателе типа OHV клапаны находятся в головке блока цилиндров, а распредвал – в самом блоке; привод клапанов осуществляется штангами-толкателями и коромыслами. Как правило, эта схема применяется только с двумя клапанами на цилиндр. В рядных двигателях распредвал установлен сбоку, в V-образных – в зазоре между блоками цилиндров. Преимущества такого ГРМ – в простоте конструкции, долговечности и компактных размерах, недостатки – в низких оборотах, крутящем моменте и мощности двигателя. Традиционно моторы OHV были распространены в США, где недостаток удельной мощности обычно компенсировался большим рабочим объёмом двигателя. В наше время механизм OHV уже практически не используется на легковых автомобилях.

В двигателях типа OHC (Overhead Camshaft) клапаны и распределительный вал расположены в головке блока цилиндров. В качестве привода клапанов используются цилиндрические толкатели, рычаги (рокеры) или коромысла. Из-за удалённости распредвала от коленчатого вала его привод (ременной или цепной) имеет ограниченный ресурс. Схема SOHC предполагает один верхний распределительный вал, который управляет как впускными, так и выпускными клапанами. Применяется на моторах с двумя клапанами на цилиндр. Если двигатель имеет V-образную или оппозитную конфигурацию, он комплектуется двумя распредвалами (по одному на каждый блок).

Разновидность верхнеклапанной системы OHC с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров. Самая сложная и высокотехнологичная схема, обеспечивающая максимальную производительность. Существует несколько вариантов двигателей DOHC: с двумя клапанами на цилиндр, когда один распредвал действует на впускные клапаны, второй – на выпускные; или с тремя, четырьмя, пятью или шестью клапанами на цилиндр, когда каждый распредвал приводит в движение свой ряд клапанов. В V-образных и оппозитных двигателях система DOHC означает наличие четырёх распредвалов (по два на каждый блок), в W-образных – шести или восьми распредвалов. Сегодня большинство легковых автомобилей оснащаются двигателями DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр.

Типы поршневых двигателей внутреннего сгорания: виды

Автопроизводители с каждым годом разрабатывают все больше новых моторов. Они отличаются по размерам, объему и мощности.

Линейки моторов, устанавливающихся на конкретный автомобиль, пестрят ассортиментом. На одну модель производитель может предлагать до 15 вариантов двигателей. Вид топлива, лошадиные силы, количество цилиндров, наличие турбины, тип впрыска, количество клапанов — отличают моторы друг от друга. Но одним из самых главных критериев для различия двигателей является их тип. Именно его чаще всего отмечают дополнительным шильдиком на крышке багажника. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) можно разделить на рядные, V-образные, VR-образные, опозитные и W-образные. Также к ним можно отнести роторный мотор. Авто Информатор разобрался, в чем же характерные различия этих ДВС.

Вкратце о принципе работы самого распространенного четырехтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания. В таком двигателе цикл делится на 4 такта (4 хода поршня):

Поршень идет вниз от верхней мертвой точки, освобождая камеру сгорания (цилиндр) и засасывая смесь из открытого впускного клапана.
Поршень движется к верхней мертвой точке, сдавливая смесь. Когда поршень приближается к ней, в камеру сгорания подается искра.
Свободный ход поршня. После подачи искры смесь детонирует и выдавливает поршень из камеры сгорания.
Когда поршень совершает свой четвертый ход, открывается выпускной клапан, через который поршень выдавливает отработанные газы из камеры сгорания.

4 такта работы одного цилиндра ДВС

Рядный двигатель

Ход поршней в рядном ДВС (R6 — 6 цилиндров)

Один из самых простых типов двигателя. Он обозначается буквой «R» (R3, R4, R5 и так далее). В таком моторе цилиндры расположены в ряд. Их может быть от двух до шести. Самый распространенный из рядных двигателей — 4-х цилиндровый. Но в истории есть автомобили и с рядными 8-ми цилиндровыми моторами. Их перестали устанавливать из-за большой длины. Рядные «четверки» устанавливаются почти на все машины, объем которых находится в диапазоне от 1 до 2,4 литра. «Пятерки» начали устанавливать еще в 1974 году на Mercedes-Benz W123. Позже они начали появляться на Audi, а в конце 80-х — на автомобилях Volvo и Fiat. Касаемо рядной шестерки, самым ярким носителем данного мотора является Volvo S80, с объемом 3,2 литра.

V-образный двигатель

Ход поршней в V-образном двигателе (V8 — 8 цилиндров)

Следующий по популярности после рядного мотора. В таком двигатели цилиндры расположены друг напротив друга под углом от 10° до 120° (наиболее часто 45°, 60° и 90°) в форме латинской буквы «V», с равным количеством «котлов» на обоих сторонах. В таких моторах поршни вращают один общий коленчатый вал. На шильдике буква «V» обозначает тип двигателя, а следующие за ней цифры — количество цилиндров. Такие моторы бывают V6, V8, V10, V12. (не путать с 16V или 20V, в случае когда буква «V» расположена после цифр, она обозначает количество клапанов «Valve»). Почти всегда это машины с объемом двигателя более 3-х литров. Но бывают и меньше, например 2,8 v6 или 2,6 v6.

VR-образный двигатель

Так располагаются поршни в VR-образном двигателе

Знаменитый двигатель VR6 от Volkswagen, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR). На таких двигателях применяется очень маленький развал блока, всего в 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют еще «смещённо-рядным». Самыми известными авто с таким мотором являются Golf VR6 и Passat VR6.

W-образный двигатель.

Ход поршней в W-образном двигателе (W16 — 16 цилиндров)

Этот мотор также разрабатывался компанией Volkswagen. Суть двигателя заключается в слиянии двух VR-образных моторов в один под углом 72°. Мотор W12 был презентован на концепт каре W12 Roadster. Он состоял из двух моторов VR6. Позже Volkswagen презентовал топовую версию Passat B5 с двигателем W8. Он компоновался из тех же двух VR6 моторов, только с «обрезанными» двумя цилиндрами с каждого. Самый известный W-образный мотор установлен на Bugatti Veyron. Его объем достигает 16,4 литра, а сделан он из двух моторов VR8.

Оппозитный двигатель

Ход поршней в оппозитном двигателе

Двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между цилиндрами составляет 180°. Отличается от V-образного с развалом в 180° тем, что стоящие напротив поршни достигают верхней мертвой точки одновременно, а не поочередно. Оппозитный мотор очень активно устанавливается в автомобили марки Subaru.

Рекомендуем посмотреть наш репортаж с чемпионата по дрифту. Он прошел в Киеве на автодроме «Чайка».

Двигатель: описание,виды,устройство,работа,фото,видео. | АВТОМАШИНЫ

Двигатель является главной системой в любом транспортном средстве. Этот компонент автомобиля можно сравнивать с сердцем человека, то есть, человек умрет без сердца – так же и автомобиль без двигателя. Двигательная система отвечает за преобразование топливной энергии в механическую энергию, которая впоследствии выполняет полезную работу. Сегодня в качестве энергии может выступать энергия сгорания топлива, электрическая энергия и т.д. Источник энергии всегда находится в автомобили. Он должен пополняться через определенный промежуток времени, чтобы автомобиль мог в итоге передвигаться. Так, механическая энергия передается на ведущие колеса от двигателя. Эта передача обычно осуществляется при помощи трансмиссии.

Содержание статьи

Принцип работы
Машина с ДВС (двигателем) должна ездить, а для этого ей необходимо совершить механическое усилие. Именно его и производит двигатель, который передает вращательную силу на колеса автомобиля. Те вращаются, и транспортное средство начинает движение. Это очень примитивное объяснение, которое позволит лишь отдаленно понять, что это такое – ДВС в машине. Главная цель двигателя – преобразование бензина (или дизельного топлива) в механическое движение. Сегодня самый простой способ заставить автомобиль двигаться – это сжечь топливо внутри мотора. Именно поэтому двигатель внутреннего сгорания получил соответствующее название. Все они работают по одинаковому общему принципу, хотя есть некоторые разновидности: дизельные, с карбюраторными или инжекторными системами питания и так далее.
Итак, принцип мы поняли: топливо сгорает, высвобождает при этом большие объемы энергии, которые толкают механизмы в двигателе, что приводит к вращению коленчатого вала. Усилия затем передаются на колеса, и машина начинает движение.
Показатели двигателей
Показателями двигателя называют величины, характеризующие его работу. Помимо конструктивных параметров, они зависят от особенностей и настроек систем питания и зажигания, степени износа деталей и пр.
Давление в конце такта сжатия (компрессия) является показателем технического состояния (изношенности) цилиндро-поршневой группы и клапанов.
Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).
Крутящий момент увеличивается с ростом:
рабочего объема . Поэтому двигатели, которым необходим значительный крутящий момент, обладают большим объемом;
давления горящих газов в цилиндрах, которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно называется «стуком поршневых пальцев») или ростом нагрузок в дизелях.
Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в технической документации.
Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) приблизительно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в минуту, умноженное на определенный коэффициент).
Двигатели большей мощности производители получают увеличением:
рабочего объема, что, в свою очередь, приводит к росту габаритов двигателя и ограничению допустимых максимальных оборотов из-за значительных сил инерции увеличившихся деталей;
оборотов коленчатого вала, число которых ограничено инерционными силами и увеличением износа деталей. Высокооборотный двигатель одинаковой мощности (при прочих равных условиях — конструкции двигателя, технологии изготовления, применяемых материалах и т.д.) с низкооборотным обладает меньшим сроком службы, так как в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет совершать больше оборотов;
давления в цилиндре путем повышения степени сжатия либо наддувом воздуха посредством турбо- или механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и снижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув позволяет, например, сохранить мощность при меньшем рабочем объеме.
Номинальная мощность — гарантируемая производителем мощность при полной подаче топлива на определенных оборотах. Именно она, а не максимальная мощность, указывается в технической документации на двигатель.
Удельный расход топлива — это количество топлива, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. Является показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более эффективно используется энергия сгорающего в цилиндрах топлива.
Основные элементы двигателя
Ниже на рисунке показана схема расположения элементов в цилиндре. В зависимости от модели двигателя, их может быть 4, 6, 8 и даже больше. На рисунке обозначены следующие элементы: A – распределительный вал. B – крышка клапанов. C – выпускной клапан. Открывается строго в нужное время для того, чтобы отработанные газы выводились за пределы камеры сгорания. D – отверстие для выхода отработанных газов. E – головка блока цилиндра. F – пространство, заполняемое охлаждающей жидкостью. В процессе работы двигатель сильно нагревается, поэтому его необходимо остудить. Чаще всего для этого используется антифриз. G – корпус двигателя. H – маслосборник. I – поддон. J – свеча зажигания. Обеспечивает искру, необходимую для того, чтобы зажечь топливную смесь, находящуюся под давлением. K – впускной клапан. Открывается и запускает в камеру сгорания воздушно-топливную смесь. L – отверстие для впуска топливной смеси. M – сам поршень. Движется вверх-вниз в результате детонации топливной смеси, передавая механическую нагрузку на коленчатый вал. O – шатун. Соединительный элемент поршня и коленчатого вала. P – коленвал. Вращается в результате движения поршней. Передает усилия на колеса через трансмиссию автомобиля. Все эти элементы принимают участие в четырехтактном цикле.
Виды двигателей
Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.
Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.
Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:
Паровая машина
Бензиновый двигатель
Карбюраторная система впрыска
Инжектор
Дизельные двигатели
Газовый двигатель
Электрические моторы
Роторно-поршневые ДВС
Роторно-поршневые ДВС
Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.
Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.
Газовый двигатель
Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.
Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.
Электрические моторы
Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.
Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.
Инжектор
Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.
С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.
Дизельные двигатели
Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.
На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.
Характеристики двигателей
При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.
Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рис. 4), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.
Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.
Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.
Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.
Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике (см. рис. 4). Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
Как выбрать самый экономичный кроссовер по расходу топлива?
КАК ПРОИЗВОДЯТ АВТОМОБИЛИ В ГЕРМАНИИ — немецкие авто видео.
Новый Audi Q2 2016-2017 описание технические характеристики фото видео
Volkswagen c coupe gte: обзор,описание,фото,видео,комплектация.
Mercedes-Benz Concept седан — видео трейлер
Бмв е39: обзор,описание,фото,видео,комплектация,характеристики
Опель Зафира: обзор,описание,фото,видео,комплектация.
Какую сигнализацию лучше поставить на автомобиль с автозапуском.
Volkswagen Amarok 2017 года фото видео обзор описание комплектация.
Как проверить историю автомобиля перед покупкой
Преимущества фронтального погрузчика LiuGong CLG 856H
Обзор летних шин 2020 года, лучшая резина (топ-10)
Как сделать новый автомобиль еще комфортнее с «PlatinumG»
Самое основное о мотокуртках: виды экипировки и правила выбора
Руководство по покупке подержанных автомобилей на 2020 год
Типы двигателей автомобилей – принципы работы, виды топлива + видео » АвтоНоватор
В настоящее время существуют различные типы двигателей автомобилей, основанные на принципе внутреннего сгорания. По характеру работы они разделяются на карбюраторные и дизельные. Рассмотрим их отличия и поговорим о видах моторов в современных автомобилях.
Цикл работы двигателя – критерий для классификации
Принцип действия двигателя основан на превращении тепловой энергии в механическую с помощью определенных повторяющихся процессов, представляющих собой рабочий цикл. В зависимости от количества ходов поршня, затрачиваемых на осуществление такого цикла, двигатели бывают четырехтактными или двухтактными. Все типы двигателей внутреннего сгорания, используемые в автомобилях, работают по четырехтактному рабочему циклу. Он включает в себя впуск и сжатие топлива, а также рабочий ход и выпуск отработанных газов.
Двухтактный мотор за один цикл осуществляет всего два хода поршня: сжатие и рабочий ход. А вот очистка и наполнение цилиндров происходит во время этих двух тактов, практически в предкритических точках. Эти двигатели имеют некоторые недостатки, например, больший уровень загрязнения выхлопных газов. Но при равных объемах двухтактный мотор мощнее четырехтактного, а также проще его конструкция. Главным минусом, из-за которого они не нашли распространение в автомобилях, является большой расход топлива, оно не сгорает в значительной степени, из-за чего и получаются слишком загрязненные выхлопы.
Инжекторные виды автомобильных двигателей
Инжекторный мотор работает несколько по-другому: не воздух подается в топливо, а топливо дозированно подается в воздушную среду методом мелкого вспрыска. Форсунка под давлением распыляет горючую жидкость, что уменьшает ее расход, потому что это количество дозируется специальными устройствами. По этой же причине такие моторы экономичнее, а за счет оптимальной пропорции компонентов полученной смеси увеличивается чистота выхлопа и КПД двигателя.
Те виды автомобильных двигателей, которые используют инжекторы, разделяются на электронные и механические. В первом случае составление и впрыск топлива происходит с применением специального электронного блока управления. Механическая дозировка топлива осуществляется рычагами плунжерного типа, где саму топливную смесь контролирует электроника. При использовании таких инжекторных систем обеспечивается более тщательное сгорание топлива и до минимума уменьшаются вредные выбросы отработанных продуктов.
Карбюраторные виды двигателей автомобилей – что придет им на смену?
Рассмотрим, какие виды двигателей бывают в современных машинах. Все они различаются между собой по типу используемого топлива, по расположению и количеству цилиндров, по способу образования рабочей смеси и прочим параметрам, характеризующим их работу. Очень многие виды бензиновых двигателей до сих пор устанавливаются на современные модели автомобилей.
Бензин, проходящий через топливную систему, попадает в карбюратор или впускной коллектор. Туда же поступает воздух, под действием его потока происходит активное смешивание, в результате получается смесь. Затем осуществляется подача готовой воздушно-топливной смеси в цилиндры, где она сжимается под действием усилий поршней, после чего поджигается электрической искрой, вырабатываемой свечами зажигания.
Все виды двигателей автомобилей, где используются карбюраторы, считаются устаревшими. В настоящее время широкое применение получила подача топлива при помощи инжектора. В этом случае распыление топлива осуществляется форсунками либо сразу в цилиндр или через специальный впускной коллектор.
Типы двигателей автомобилей: дизель – модно или практично?
Рассматривая виды двигателей внутреннего сгорания, следует выделить отдельно дизельные двигатели внутреннего сгорания, принцип работы которых основан на воспламенении рабочей смеси в процессе сжатия. При втягивании воздуха происходит его сильное сжатие, намного превышающее это же значение в карбюраторных двигателях. В результате высокого давления происходит разогрев воздуха до очень высокой температуры, вызывающий самовоспламенение рабочей смеси. После этого наступает цикл рабочего хода поршня и последующее вытеснение им отработанных газов через выпускной клапан.
Такие типы автомобильных двигателей отличаются более низким расходом топлива и небольшим количеством вредных веществ в отработанных газах. Коэффициент полезного действия дизелей также выше. Сегодня минусов у этого типа моторов становится все меньше, даже заморозки уже не являются преградой к запуску автомобиля. Установка внутреннего подогрева системы решила вечную головную боль владельцев «дизелей».
Различные виды дизельных двигателей работают почти на идентичном топливе, отличающемся только характеристиками, зависящими от времени года. У этих двигателей отсутствует система зажигания, поскольку топливо взрывается под высоким давлением, которое обеспечивает движение поршня. Таким образом, множество видов двигателей внутреннего сгорания обеспечивает производство самых разных моделей автомобилей. Это позволяет использовать их практически во всех областях жизни.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
типов электродвигателей и их применение
Электродвигатель – это электромеханическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую энергию. В основном, есть три типа электродвигателей: двигатели переменного тока (синхронные и асинхронные двигатели), двигатели постоянного тока (щеточные и бесщеточные) и двигатели специального назначения.
Каков принцип работы электродвигателя?
Когда токопроводящий проводник находится во внешнем магнитном поле, перпендикулярном к проводнику, на проводник действует сила, перпендикулярная себе и внешнему магнитному полю.
Правило правой руки для силы на проводнике может использоваться для определения направления силы, действующей на проводник: если большой палец правой руки указывает в направлении тока в проводнике и пальцы силы на проводник направлен наружу от ладони правой руки.
Аналоговые электрические счетчики (то есть гальванометр, амперметр, вольтметр) работают по принципу двигателя. Электродвигатели являются важным применением принципа двигателя.
Конструкция
Электродвигатель состоит из постоянного внешнего полевого магнита (статора) и спирального проводящего амперметра (ротора), который может свободно вращаться внутри полевого магнита. Щетки и коммутатор (сконструированные иначе, если на якорь подается ток переменного или постоянного тока) подключаются к якорю к внешнему источнику напряжения. Скорость вращения двигателя зависит от количества тока, протекающего через него, количества катушек на якоре, силы магнитного поля, проницаемости якоря и механической нагрузки, связанной с валом.
Типы двигателей
Как правило, электродвигатели подразделяются на два типа (двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока).
сейчас!
Мы подробно узнаем о подтипах двигателей переменного тока и двигателей постоянного тока.
Типы двигателей переменного тока
Синхронные двигатели
Существует два типа синхронных двигателей.
Обычная
Супер
асинхронных двигателей
асинхронных двигателей
коллекторных двигателей
Серия
компенсированный
Шунт
отталкивание
Repulsionl стартером индукции
отталкивание индукции
Классификация, основанная на типе тока
Классификация, основанная на скорости работы
Постоянная скорость.
Переменная скорость.
Регулируемая скорость.
Классификация на основе конструктивных особенностей
Открытый
Закрытый
Полузакрытый
Вентилируемый
Вентилируемый трубами
Прямоугольный каркас с проушинами
Типы двигателей постоянного тока Большинство типов двигателей постоянного тока типы –
Двигатели с постоянными магнитами
Двигатель постоянного тока с щеткой
Двигатель с шунтирующим током постоянного тока
Двигатель с последовательным намоткой
Двигатель с постоянным магнитом
Совокупный состав
Двигатель с дифференциальным соединением
Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом Отдельно возбужденный
Бесщеточный двигатель постоянного тока
Двигатели постоянного тока без сердечника или без железа
Двигатели постоянного тока с печатной арматурой или блинчиком
Универсальные двигатели
Двигатель постоянного тока
В общем, двигатели постоянного тока наиболее желательны в двух ситуациях.Во-первых, когда единственным доступным источником питания является постоянный ток, что происходит в автомобилях и небольших устройствах с питанием от батареи. Другой случай, когда кривая крутящего момента должна быть тщательно выровнена. По мере развития технологий и манипуляций в двигателях переменного тока это становится менее важным аспектом, но исторически двигатель постоянного тока был прост в настройке, что делает его пригодным для применения в сервоприводе и тяге. С высоким током и низким напряжением относительной скорости. Вариациями стандартного двигателя постоянного тока являются мощность и бесщеточный двигатель постоянного тока, который является очень сложным устройством по сравнению со стандартным двигателем.Двигатели постоянного тока используются в приложениях, требующих контроля скорости или положения, а также когда требуется высокий пусковой крутящий момент, поскольку двигатели переменного тока испытывают трудности в этой области.
Смотрите также:

Двигатели с постоянными магнитами (PM)
Двигатель с постоянными магнитами (PM) отличается от двигателя постоянного тока с намотанным полем в одном отношении: двигатель PM получает свое поле от постоянного тока магнит, тогда как в двигателе постоянного тока с обмоткой возбуждения поле создается, когда ток поля течет через катушки возбуждения.
В двигателе с обмоткой возбуждения поток постоянен только до тех пор, пока ток поля поддерживается постоянным. Но, напротив, в двигателе с постоянными магнитами поток всегда постоянен.
Мощность, производимая любым двигателем, определяется следующим образом:

где, P _° = выходная мощность (в л.с.)
T = крутящий момент (в фунтах-футах)
N _рт = ротор скорость (об / мин)
Выходная мощность, таким образом, пропорциональна произведению крутящего момента и скорости.
Двигатели с постоянными магнитами можно разделить на 3 типа:
Обычный электродвигатель постоянного тока
Двигатель с подвижной катушкой
Бесщеточный электродвигатель постоянного тока
Обычный электродвигатель постоянного тока
Обычные электродвигатели с постоянными магнитами содержат узел ротора с полюсными постоянными магнитами связан с роторной втулкой и содержится внутри немагнитной металлической втулки. Обычные сборки ротора включают немагнитный материал, такой как, например, пластик, между каждым из постоянных магнитов для поддержания желаемой ориентации постоянных магнитов на ступице ротора.Посадка с натягом между металлической втулкой и постоянными магнитами плотно прилегает к ротору.
Ротор с подвижной катушкой
Двигатель с подвижной катушкой (MCM), хотя и является двигателем с постоянными магнитами, отличается от обычного первичного двигателя с постоянными магнитами в якоре. MCM является результатом технического требования, согласно которому двигатели имеют высокий крутящий момент, низкую инерцию ротора и низкую электрическую постоянную времени. Эти требования выполняются в MCM.
Моментный двигатель
Можно привести пример, когда все двигатели производили крутящий момент.Поэтому все двигатели можно назвать двигателями с крутящим моментом. Однако моментный двигатель отличается от других двигателей постоянного тока тем, что требуется работать в течение длительных периодов в остановленном состоянии или на низкой скорости. Не все двигатели постоянного тока предназначены для этой операции. Низкий cemf означает, что будет протекать большое количество тока якоря. Большинство обычных двигателей постоянного тока не предназначены для отвода тепла, создаваемого этим большим током. Но моментные двигатели предназначены для работы на низких оборотах или в условиях замедления в течение длительных периодов времени и используются в таких приложениях, как намотка или ленточные накопители.В намоточных устройствах натяжение часто контролируется моментным двигателем.
Шаговый двигатель
Шаговый двигатель – это действительно цифровой двигатель.
После того, как ротор делает шаг, он останавливается, пока не получит импульс.
Шаговый двигатель – это электромеханическое устройство, которое преобразует электрические импульсы в дискретные механические движения.
Вал или шпиндель шагового двигателя вращаются с дискретным шагом, когда электрические управляющие импульсы подаются на него в правильной последовательности.
Вращение двигателя имеет несколько прямых связей с этими применяемыми входными импульсами.
Последовательность приложенных импульсов напрямую связана с направлением вращения валов двигателя. Скорость вращения валов двигателя направлена в зависимости от частоты входных импульсов, а длина вращения напрямую связана с количеством приложенных входных импульсов.
Похожие темы
.
Типы Электродвигателей | Блог управления движением
Электродвигатели теперь более разнообразны и адаптируемы, чем когда-либо прежде. При планировании системы управления движением выбор двигателя чрезвычайно важен. Двигатель должен соответствовать цели и общей производительности системы. К счастью, есть дизайн двигателя, подходящий для любой мыслимой цели.
Некоторые из наиболее распространенных электродвигателей, используемых сегодня, включают в себя:
AC Бесщеточные двигатели
Бесщеточные двигатели переменного тока
являются одними из самых популярных в управлении движением.Они используют индукцию вращающегося магнитного поля, генерируемого в статоре, для вращения статора и ротора с синхронной скоростью. Они полагаются на постоянные электромагниты для работы.
DC Brushed Motors
В щеточном двигателе постоянного тока ориентация щетки на статоре определяет ток. В некоторых моделях ориентация щетки относительно сегментов стержня ротора имеет решающее значение. Коммутатор особенно важен в любой конструкции двигателя с щеткой постоянного тока.
Бесщеточные двигатели постоянного тока
Бесщеточные двигатели постоянного тока
были впервые разработаны для достижения более высокой производительности в меньшем пространстве, чем щеточные двигатели постоянного тока, и они меньше, чем сопоставимые модели переменного тока.Встроенный контроллер используется для облегчения работы при отсутствии контактного кольца или коммутатора.
Прямой привод
Прямой привод
– это высокоэффективная технология с низким уровнем износа, которая заменяет обычные серводвигатели и соответствующие коробки передач. Помимо того, что эти двигатели гораздо проще обслуживать в течение более длительного периода времени, они ускоряются быстрее.
Линейный Моторс
Эти электродвигатели имеют развернутый статор и двигатель, создающие линейную силу по всей длине устройства.В отличие от цилиндрических моделей, они имеют плоскую активную секцию с двумя концами. Они, как правило, быстрее и точнее, чем вращающиеся двигатели.
Серво Моторс
Серводвигатель – это любой двигатель, соединенный с датчиком обратной связи для облегчения позиционирования; Таким образом, серводвигатели являются основой робототехники. Используются как поворотные, так и линейные приводы. Недорогие щеточные двигатели постоянного тока распространены, но заменяются бесщеточными двигателями переменного тока для высокопроизводительных применений.
Шаговые двигатели
В шаговых двигателях
используется внутренний ротор с электронным управлением внешними магнитами. Ротор может быть выполнен с постоянными магнитами или из мягкого металла. Когда обмотки находятся под напряжением, зубья ротора совмещены с магнитным полем. Это позволяет им перемещаться от точки к точке с фиксированными приращениями.
Прежде чем начать работу над любой новой системой, тщательно продумайте конкурирующие свойства различных двигателей. Выбор правильного двигателя поможет любому проекту лучше стартовать.
Готовы узнать больше? Ознакомьтесь с курсом «Основы проектирования электродвигателей», который предлагает MCMA Motion & Motor College.
Присоединяйтесь к нам 11-13 октября на TechCon в Новом Орлеане. Нажмите сюда, чтобы узнать больше!
,
Различные типы двигателей и их использование
При покупке мотора часто спрашивают, какая технология лучше, переменного или постоянного тока, но факт в том, что это зависит от применения и стоимости.
AC Motors
Двигатели переменного тока
обладают высокой гибкостью во многих функциях, включая управление скоростью (VSD – приводы с регулируемой скоростью), и имеют гораздо большую установленную базу по сравнению с двигателями постоянного тока. Вот некоторые из ключевых преимуществ:
Низкое энергопотребление при запуске
Контролируемое ускорение
Регулируемая рабочая скорость
Управляемый пусковой ток
Регулируемый предел крутящего момента
Снижение помех в линии электропередачи
Современная тенденция VSD состоит в том, чтобы добавить больше функций и функций программируемого логического управления (ПЛК), которые являются преимуществами для опытных пользователей, но требуют большего технического опыта во время технического обслуживания.
Нажмите здесь для примера двигателя переменного тока от RS
Типы двигателей переменного тока включают в себя:
Синхронный
В этом типе двигателя вращение ротора синхронизировано с частотой тока питания, а скорость остается постоянной при переменных нагрузках, поэтому идеально подходит для движения оборудования с постоянной скоростью и используется в высокоточных устройствах позиционирования, таких как роботы , контрольно-измерительные приборы, машины и управление процессом
Нажмите здесь для примера синхронного двигателя от RS
Индукционная (асинхронная)
Двигатель этого типа использует электромагнитную индукцию от магнитного поля обмотки статора для создания электрического тока в роторе и, следовательно, крутящего момента.Это наиболее распространенный тип электродвигателя переменного тока, который важен в промышленности из-за их грузоподъемности, когда однофазные асинхронные двигатели используются в основном для небольших нагрузок, например, в бытовых приборах, тогда как трехфазные асинхронные двигатели в большей степени используются в промышленности, включая как компрессоры, насосы, конвейерные системы и подъемные механизмы.
Нажмите здесь для примера асинхронного двигателя от RS
DC Motors
Двигатели постоянного тока
были первым широко используемым двигателем, и начальные затраты на системы (двигатели и приводы), как правило, меньше, чем у систем переменного тока для блоков с низким энергопотреблением, но при более высокой мощности общие затраты на техническое обслуживание возрастают, и их необходимо учитывать рассмотрение.Частота вращения двигателя постоянного тока может регулироваться изменением напряжения питания и доступна в широком диапазоне напряжений, однако наиболее популярным типом является 12 и 24 В, с некоторыми из преимуществ:
Простота установки
Контроль скорости в широком диапазоне
Быстрый запуск, остановка, движение задним ходом и ускорение
Высокий стартовый крутящий момент
Линейная кривая скорость-крутящий момент
Двигатели постоянного тока
широко используются и могут использоваться как от небольших инструментов и приборов, так и до электромобилей, подъемников и подъемников.
Нажмите здесь для примера двигателей постоянного тока от RS
Два общих типа:
Матовый
Это более традиционный тип двигателя и обычно используется в чувствительных к затратам приложениях, где система управления относительно проста, например, в потребительских приложениях и более базовом промышленном оборудовании, эти типы двигателей могут быть разбиты как:
Серия Wound – здесь обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой ротора, а регулирование скорости осуществляется путем изменения напряжения питания, однако этот тип обеспечивает плохое управление скоростью, а при увеличении крутящего момента на двигателе скорость падает.Применения включают в себя автомобильные, подъемники, подъемники и краны, поскольку он имеет высокий пусковой момент.
Шунтовая рана – этот тип имеет один источник питания, а обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке ротора и может выдавать повышенный крутящий момент без снижения скорости за счет увеличения тока двигателя. Он имеет средний уровень пускового момента с постоянной скоростью, поэтому подходит для таких применений, как токарные станки, пылесосы, конвейеры и шлифовальные машины.
Составная рана – это совокупность серий и шунтов, где полярность обмотки шунта такова, что она добавляет поля последовательных линий.Этот тип имеет высокий пусковой крутящий момент и работает плавно, если нагрузка незначительно изменяется, и используется для привода компрессоров, центробежных насосов с регулируемой головкой, роторных прессов, дисковых пил, раскройных машин, элеваторов и конвейеров непрерывного действия
Постоянный магнит – Как следует из названия, вместо электромагнита используется постоянный магнит, который используется в приложениях, где требуется точное управление и низкий крутящий момент, например в робототехнике и сервосистемах.
Безщеточный
Бесщеточные двигатели
облегчают некоторые проблемы, связанные с более распространенными щеточными двигателями (короткий срок службы для приложений с высокой нагрузкой), и их конструкция намного проще (без щеток).Контроллер двигателя использует датчики Холла для определения положения роторов, и с его помощью контроллер может точно управлять двигателем посредством тока в обмотках ротора) для регулирования скорости. Преимуществами этой технологии являются длительный срок службы, незначительное техническое обслуживание и высокая эффективность (85-90%), тогда как недостатками являются более высокие начальные затраты и более сложные контроллеры. Эти типы двигателей обычно используются для контроля скорости и положения в таких приложениях, как вентиляторы, насосы и компрессоры, где требуются надежность и прочность.
Примером бесщеточного дизайна являются шаговые двигатели, которые в основном используются в управлении положением в разомкнутом контуре с использованием от принтеров до промышленных применений, таких как высокоскоростное оборудование захвата и размещения.
Бесщеточные двигатели
также поставляются с устройством обратной связи, которое позволяет контролировать скорость, крутящий момент и положение двигателя, а интеллектуальная электроника управляет всеми тремя, поэтому, если для ускорения ускорения до определенной скорости требуется больший крутящий момент, то подается больший ток, они известны как бесщеточные сервомоторы.
Пример щеточного и бесщеточного электродвигателя постоянного тока
,
12 основных типов двигателей, используемых для промышленных электроприводов
Несколько слов об электроприводах
Почти все современные промышленные и коммерческие предприятия используют электрический привод вместо механического привода, поскольку он обладает следующими преимуществами:
12 основных типов двигателей, используемых для промышленных электроприводов (фото: DOE Navigant Master Presentation)
Прост в конструкции и имеет меньшие эксплуатационные расходы.
Легко и плавно регулирует скорость
Чистый, чистый, без дыма и дымовых газов.
Его можно установить в любом удобном месте, что обеспечивает большую гибкость компоновки
.
Может дистанционно управляться
Будучи компактным, он требует меньше места
Может быть запущен сразу, без потери времени.
имеет сравнительно более длительный срок службы.
Однако у системы электропривода есть два присущих им недостатка:
Останавливается, как только происходит сбой электроснабжения и
Не может использоваться в удаленных местах, которые не обслуживаются электроснабжением.
Тем не менее, вышеупомянутые два недостатка могут быть преодолены путем установки дизельных генераторов постоянного тока и трехфазных генераторов с турбинным приводом, которые могут использоваться либо при отсутствии, либо при сбое нормального электроснабжения.

Типы двигателей для промышленных электроприводов
Хорошо, давайте кратко рассмотрим двенадцать основных типов двигателей, используемых для различных промышленных электроприводов:
DC Series Motor
DC Shunt Motor
кумулятивный составной двигатель
Трехфазный синхронный двигатель
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Двигатель с двумя короткозамкнутыми роторами
Кольцо скольжения Асинхронный двигатель
Однофазный синхронный двигатель
Однофазный двигатель серии
Мотор отталкивания
Конденсаторный запуск Асинхронный двигатель Мотор
Конденсатор запуска и запуска двигателя

1.Двигатель серии DC
Поскольку у него высокий пусковой крутящий момент и переменная скорость , он используется для тяжелых условий эксплуатации , таких как электровозы, стальные прокатные станы, подъемники, подъемники и краны.

Вернуться к типам двигателей ↑
2. Шунтирующий двигатель постоянного тока
Имеет средний пусковой момент и почти постоянную скорость.
Шунтирующий двигатель постоянного тока
используется для привода валов с постоянной скоростью, токарных станков, пылесосов, деревообрабатывающих машин, стиральных машин, лифтов, конвейеров, шлифовальных машин, небольших печатных машин и т. Д.

Вернуться к типам двигателей ↑
3. Кумулятивный составной двигатель
Кумулятивный составной двигатель – это двигатель переменной скорости с высоким пусковым моментом , который используется для привода компрессоров, центробежных насосов с переменной головкой, роторных прессов, дисковых пил, раскройных машин, элеваторов, конвейеров непрерывного действия и т. Д.

Вернуться к типам двигателей ↑
4. Трехфазный синхронный двигатель
Поскольку его скорость остается постоянной при различных нагрузках , 3-фазный синхронный двигатель используется для привода постоянно работающего оборудования с постоянной скоростью, такого как аммиачные и воздушные компрессоры, мотор-генераторные установки, непрерывные прокатные станы, бумажная и цементная промышленность.

Вернуться к типам двигателей ↑
5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Этот двигатель довольно простой, но прочный и обладает высокой перегрузочной способностью. Имеет почти постоянную скорость и плохой пусковой момент.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором используется для приводов малой и средней мощности , где управление скоростью не требуется, как для водяных насосов, трубчатых колодцев, токарных станков, сверл, шлифовальных станков, полировщиков, строгальных станков, вентиляторов, воздуходувок, стиральных машин и компрессоров и т. Д. ,

Вернуться к типам двигателей ↑
6. Двигатель с двумя короткозамкнутыми роторами
Обладает высоким пусковым моментом, большой перегрузочной способностью и почти постоянной скоростью.
Двигатель с двойной короткозамкнутой клеткой используется для привода нагрузок, требующих высокого пускового момента, таких как компрессорные насосы, поршневые насосы, большие холодильники, дробилки, расточные станки, текстильные машины, краны, пуансоны и токарные станки и т. Д.
Двигатель вентилятора с двойной короткозамкнутой клеткой – 3 скорости; 110V
Вернуться к типам двигателей ↑
7.Асинхронный двигатель с контактным кольцом
Обладает высоким пусковым моментом и большой перегрузочной способностью. Скорость асинхронного двигателя с контактным кольцом может быть изменена до 50% от его нормальной скорости.
Асинхронный двигатель с контактным кольцом используется для тех промышленных приводов, которые требуют высокого пускового момента и регулирования скорости , таких как подъемники, насосы, намоточные машины, печатные машины, линейные валы, подъемники и компрессоры и т. Д.
Асинхронный двигатель с контактным кольцом 6000 кВт для испытательного стенда компрессора (фото любезно предоставлено emz.де)
Вернуться к типам двигателей ↑
8. Однофазный синхронный двигатель
Благодаря своей постоянной скорости , однофазный синхронный двигатель используется в телепринтерах, часах, всех видах устройств синхронизации, записывающих устройствах, системах записи и воспроизведения звука.
Синхронный двигатель / однофазный / IP65 (фото предоставлено: directindustry.com)
Вернуться к типам двигателей ↑
9. Однофазный двигатель серии
Обладает высоким пусковым моментом, и его скорость может регулироваться в широком диапазоне. Однофазный двигатель серии обычно используется для привода небольших бытовых приборов, таких как холодильники, пылесосы и т. Д.
Однофазный двигатель серии 1,0 кВт; 1000 Вт; 230 В
Вернуться к типам двигателей ↑
10. Двигатель отталкивания
Обладает высоким пусковым моментом и может регулировать скорость вращения.
Кроме того, он имеет высокую скорость при высоких нагрузках. Мотор отталкивания обычно используется для приводов, которые требуют большого пускового момента и регулируемой, но постоянной скорости, как в машинах с намоткой катушки.

Вернуться к типам двигателей ↑
11. Конденсатор запуска двигателя асинхронного запуска
Имеет довольно постоянную скорость и умеренно высокий пусковой момент. Контроль скорости невозможен. Конденсаторный асинхронный двигатель обычно используется для компрессоров, холодильников и небольших переносных подъемников.

Вернуться к типам двигателей ↑
12. Конденсаторный пуск и запуск двигателя
Его рабочие характеристики аналогичны приведенному выше двигателю за исключением того, что он имеет лучший коэффициент мощности и более высокий КПД .Следовательно, конденсаторные пусковые и работающие двигатели обычно используются для приводов, требующих тихой работы.
Hitachi конденсатор пуск конденсаторный двигатель
Вернуться к типам двигателей ↑
Справочник // Справочник ASHRAE: Системы отопления, вентиляции и кондиционирования 2004
,