aliksan.com

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная Полезное и интересное Как сделать мощный но экономичный двигатель (теория)

Как сделать мощный но экономичный двигатель (теория)

В наше время при росте цен на топливо все равно находятся энтузиасты, которые стремятся создать форсированные двигатели. Для увеличения мощности необходимо дополнительное топливо, и чем быстрее ездит автомобиль, тем больше топлива ему требуется. 

Вместе с тем мощность и экономичность не всегда являются взаимоисключающими понятиями. При правильно подобранных деталях и тщательной регулировке можно улучшить и характеристики, и топливную эффективность двигателя. 

Автомобильные конструкции полны различных компромиссов. Автомобильные инженеры должны учитывать большие допуски в процессе изготовления узлов, технологические возможности, нужное октановое число топлива, образование нагара, износ, отсутствие необходимого и регулярного обслуживания, и, в тоже время, добиваться по возможности невысокой цены узла. 

Стандартные легковые и небольшие грузовые автомобили сконструированы как баланс между ежедневными поездками на небольшие расстояния внутри города и движением с высокой скоростью по шоссе. Двигатели и трансмиссии оптимизируются в основном для работы в области низких и средних оборотов, а не в области высоких оборотов. 

Двигатели можно представить себе как воздушные насосы, которые смешивают топливо и воздух и выдают мощность в результате процесса сгорания. Если можно сделать что-то, что увеличивает поток воздуха через двигатель (предполагается, что топливная система способна поставлять достаточно топлива в нужных пропорциях), то мощность двигателя увеличивается. Другими путями увеличения мощности и/или экономичности двигателя является уменьшение веса, трения и нагрузки. 

Каждый двигатель конструируется для работы с наибольшей активностью в определенной области оборотов. Длина и диаметр входных и выходных каналов, впускных и выпускных коллекторов помогают определить диапазон мощности двигателя. Длинные и с небольшими диаметрами выпускные и впускные коллекторы улучшают крутящий момент на нужных оборотах и уменьшают мощность на высоких оборотах. И наоборот, короткие каналы с большими сечениями улучшают мощность на высоких оборотах. 

Тип и пропускная способность впускной и выпускной систем, конструкция распределительного вала, клапанные пружины и толкатели клапанов, система зажигания, головки блоков цилиндров, диаметры клапанов, соотношение диаметр цилиндра/ход поршня подбираются на заводе для обеспечения хорошей комбинации экономичности, мощности, приемистости и низкой концентрации выхлопных газов. Кроме этого, характеристики трансмиссии, передаточное число главной передачи и диаметр шин тоже должны согласовываться с движением и его характеристиками. 

Для движения в городском режиме более подходит высокий крутящий момент в области низких и средних оборотов (более экономичен) чем теоретическая максимальная мощность при высоких оборотах. Двигатели для городской езды, которые выдают высокие крутящий момент в широкой области оборотов, обеспечивают более равномерную мощность при разгоне автомобиля с переключением передач, чем двигатели, которые выдают высокую максимальную мощность в узком диапазоне оборотов. 

Тяжелые автомобили с относительно небольшими двигателями должны иметь более высокие передаточные числа трансмиссии, чем легкие автомобили с относительно большими двигателями. Также двигатель в тяжелом автомобиле должен быть оптимизирован для получения максимального крутящего момента в области низких и средних оборотов, так как он обеспечивает больший крутящий момент для движения и разгона автомобиля. 

Новые легковые автомобили и грузовики имеют низкие передаточные числа главной передачи, гидротрансформаторы с блокировкой и большее число передач в КПП для обеспечения большого пробега и приемистости двигателя. Одним из лучших путей для одновременного улучшения характеристик и экономичности на старых автомобилях является установка КПП с большим числом передних передач и дифференциала с отличным от стандартного передаточным числом. Довольно часто подходят детали от автомобиля более поздних выпусков. 

Большинство гоночных двигателей работают в узком диапазоне высоких оборотов и не нуждаются в экономичности и высоком крутящем моменте на низких оборотах. Многие изготовители подобных двигателей поддаются искушению установить специальный "гоночный" распредвал или большой карбюратор на обычный двигатель. Это увеличивает теоретическую емкость воздушного потока, не изменяя характеристик по потоку других деталей. Так как детали не подобраны друг к другу, скорость поступающего воздуха снизится, и топливо не будет правильно смешиваться с воздухом. Двигатель больше не будет работать в оптимальном диапазоне оборотов. Это приведет к "захлебыванию" двигателя. 

Крутящий момент, измеренный в ньютонах на метр (н"м), килограмм-силах на метр (кгс"м) является мерой крутящей силы, выдаваемой двигателем. Мощность является мерой работы (энергии), вырабатываемой двигателем. 

Двигатели выдают наибольшую мощность отданного количества топлива при своем максимальном крутящем моменте. Это соответствует оптимальным оборотам, заложенным в конструкцию двигателя. Максимальная мощность достигается при раскручивании двигателя до оборотов, превышающих наиболее эффективные. Максимальный крутящий момент всегда достигается при меньших оборотах, чем для максимальной мощности. Мощность повышается, когда прирост полученный от увеличения оборотов, сбалансирован с потерями, вызванными работой с оборотами превышающими оптимальные, на которые настраиваются детали двигателя. 

Можно кое-что сказать о двигателе по данным о его мощности. На форсированном двигателе максимальная мощность обычно будет выше, чем максимальный крутящий момент, а максимальная мощность будет достигаться при относительно высоких оборотах. Как правило, форсированные двигатели выдают примерно 1 л. с. на 16,0 см3. К примеру, стандартный гипотетический двигатель может иметь 4916 см3 рабочего объема, максимальный крутящий момент 373 н*м при 3000 об/мин и мощность 200 л. с. при 4200 об/мин. Форсированная версия двигателя с таким же рабочим объемом может иметь крутящий момент 330 н*м при 3800 об/мин и мощность 325 л. с. при 5600 об/мин. 

Перед подбором деталей для модификации двигателя нужно реально представить себе, чего вы хотите добиться. Перед началом работ двигатель должен быть в хорошем состоянии, иначе он скоро сам выйдет из строя. Тщательно проверьте состояние двигателя. При необходимости произведите ремонт, можно вносить модификации при ремонте, что обойдется дешевле, чем делать это отдельно. Определите, какие мощность и крутящий момент у вашего стандартного двигателя, и при каком числе оборотов достигается их максимальное значение. Затем определите, при каких оборотах работает двигатель при движении автомобиля по шоссе и какая передача включена. Если на вашем автомобиле нет тахометра, временно подсоедините отдельный тахометр с помощью длинных проводов, чтобы тахометр можно было протянуть в салон. Для определения передаточного числа главной передачи прочтите табличку на ведущем мосту. 

После выяснения этих данных можно определить способы модификации. Вообще говоря, если вы модифицируете автомобиль так, чтобы он работал при более высоких оборотах и/ или добиваетесь большого увеличения мощности, то будьте готовы пожертвовать значительной долей топливной экономичности и надежности. 

Некоторыми из наиболее популярных путей увеличения мощности двигателя является турбонаддув, впрыск окиси азота или установка другого двигателя. Каждому из этих методов посвящена специальная литература. 

В зависимости от модели и года выпуска автомобиля можно добиться заметных улучшений в его работе с помощью тщательной настройки, изменением передаточного числа, типа шин, модификации впускных и выпускных коллекторов, замены распред-вала и совершенствованием системы зажигания. Старые автомобили довольно чувствительны к таким изменениям, которые должны быть тщательно спланированы и согласованы. 

Новые управляемые компьютером модели уже имеют многие из этих изменений, и такие двигатели имеют лучшие характеристики, чем их предшественники. Автомобили так чувствительны к изменениям, что даже изменение диаметра шин может повлиять на приемистость их двигателя. 

Существует очень мало модификаций, которые могут быть сделаны на автомобиле с компьютерным управлением без ухудшения характеристик выхлопных газов. Некоторые специализированные фирмы выпускают впускные коллекторы, распределительные валы, выпускные системы и компьютерные "чипы", которые могут увеличить мощность двигателей современных автомобилей. При покупке внимательно читайте инструкции и определите применимость компьютера к модифицируемому двигателю. 

Если вы планируете ремонтировать свой двигатель, то можете сделать при ремонте некоторые модификации. Когда двигатель разобран, можно легко заменить головки блока цилиндров, поршни, шатуны, коленвал и распредвал. Модифицированные головки блока цилиндров могут обеспечить заметное увеличение мощности на высоких оборотах. Для двигателей, работающих в "мягком" режиме качественная обработка клапанов под тремя углами и подбор впускных каналов к выпускному коллектору улучшат работу двигателя без ухудшения его приемистости и надежности. Более старые двигатели могут быть улучшены путем добавления упрочненных седел клапанов и специальных клапанов, что позволяет двигателю работать на малоэтилированном и неэтилированном бензине. 

Поршни для высокой степени сжатия улучшают мощность и эффективность работы при всех оборотах, но если степень сжатия превысит примерно 9:1, то необходимо топливо с высоким октановым числом. Поршни с плоским дном обеспечивают лучший фронт пламени в камере сгорания, чем поршни с выпуклым (вогнутым) дном. Усиленные поршни жестче, чем литые, однако, литые поршни лучше работают в обычных условиях. 

Коленчатые валы с более длинным ходом поршня совместно с соответствующими шатунами и поршнями увеличенного размера могут увеличить мощность без ухудшения приемистости и крутящего момента на низких оборотах. Однако если вы намериваетесь создать высокооборотистый двигатель, то этот способ вряд ли вам подойдет: длинноходные двигатели (с большим ходом поршня) могут ограничить потенциальную мощность на высоких оборотах. 

Перед сборкой двигателя обратитесь в мастерскую и отбалансируйте детали, - это поможет получить дополнительную мощность, для которой не потребуется дополнительного топлива. 

Обычно если вы заменяете одну деталь, вы также должны изменить или заменить другие детали, которые работают совместно с ними. Проверьте расход топлива, а также приемистость автомобиля с помощью секундомера до и после каждой модификации для определения ее эффективности. Для большей точности измерений проводите их в одинаковых условиях и на одной и той же дороге.

 

Случайное из ПДД

8. РЕГУЛИРОВАНИЕ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ

8.1. Регулировка дорожного движения осуществляется с помощью дорожных знаков, дорожной разметки, дорожного оборудования, светофоров, а также регулировщиками.

8.2. Дорожные знаки могут быть постоянными, временными и с переменной информацией. Временные дорожные знаки размещаются на переносных устройствах, дорожном оборудовании или закрепляются на щите с фоном желтого цвета и имеют преимущество перед постоянными дорожными знаками и дорожной разметкой.

8.3. Сигналы регулировщика имеют преимущество перед сигналами светофоров и требованиями дорожных знаков приоритета и являются обязательными для выполнения. 
Сигналы светофоров, кроме желтого мигающего, имеют преимущество приоритета перед дорожными знаками. 
Водители и пешеходы должны выполнять дополнительные требования регулировщика, даже если они противоречат сигналам светофоров, требованиям дорожных знаков и разметки.

8.4.Дорожные знаки (дополнение 1) делятся на группы: 
а) предупредительные знаки. Информируют водителей о приближении к опасному участку дороги и характере опасности. Во время движения по этому участку необходимо принять меры для безопасного проезда; 
б) знаки приоритета. Устанавливают очередность проезда перекрестков, пересечений проезжих частей или узких участков дороги; 
в) запретные знаки. Вводят или отменяют определенные ограничения в движении; 
г) указательные знаки. Показывают обязательные направления движения или разрешают некоторым категориям участников движение по проезжей части или отдельных ее участках, а также вводят или отменяют некоторые ограничения; 
гг) информационно-указательные знаки. Вводят или отменяют определенный режим движения, а также информируют участников дорожного движения о расположении населенных пунктов, разных объектов, территорий, где действуют специальные правила; 
д) знаки сервиса. Информируют участников дорожного движения о расположении объектов обслуживания; 
е) таблички к дорожным знакам. Уточняют или ограничивают действие знаков, вместе с которыми они установлены.

8.5. Дорожная разметка (дополнение 2) делится на горизонтальную и вертикальную и используется в отдельности или вместе с дорожными знаками, требования которых она подчеркивает или уточняет.

8.5.1. Горизонтальная дорожная разметка устанавливает определенный режим и порядок движения. Наносится на проезжую часть или по верху бордюра в виде линий, стрелок, надписей, символов и т.п. краской или другими материалами соответствующего цвета в соответствии с пунктом 1 раздела 34 этих Правил.

8.5.2. Вертикальная разметка в виде полос белого и черного цвета на дорожных сооружениях и элементах оборудования дорог предназначенная для зрительного ориентирования.

8.6. Дорожное оборудование применяется как вспомогательное средство регулирования дорожного движения. 
К нему относится: 
а) ограждение и световое сигнальное оборудование в местах строительства, реконструкции и ремонта дорог; 
б) предупредительные световые круглые тумбы, которые устанавливаются на разделительных полосах или островках безопасности; 
в) направляющие столбики, которые предназначены для обеспечения видимости внешнего края обочин и опасных препятствий в условиях недостаточной видимости. Обозначаются вертикальной разметкой и должны быть оборудованы светоотражателями: по правую сторону - красного цвета, по левую сторону - белого; 
г) выпуклые зеркала для расширения обзорности водителям транспортных средств, которые проезжают перекрестки или другое опасное место с недостаточной обзорностью; 
гг) дорожные ограждения на мостах, путепроводах, эстакадах, насыпях и других опасных участках дорог; 
д) пешеходные ограждения в опасных для перехода проезжей части местах;
е) вставки  разметочные  дорожные  для  улучшения зрительного ориентирования водителей на проездной части;
є) устройства  принудительного  снижения   скорости   транспортных средств;
ж) шумовые  полосы  для  повышения  внимания участников дорожного движения на опасных участках дорог.

8.7. Светофоры (дополнение 3) предназначены для регулирования движения транспортных средств и пешеходов, имеют световые сигналы зеленого, желтого, красного и лунно-белого цветов, которые расположены вертикально или горизонтально. Сигналы светофора могут быть с нанесенной сплошной или контурной стрелкой (стрелок), с силуэтом пешехода, X-подобные. 
На уровне  красного  сигнала  светофора   с   вертикальным расположением   сигналов   может  устанавливаться  табличка  белого цвета с нанесенной на ней стрелкой зеленого цвета.

8.7.1. В светофорах с вертикальным расположением сигналов

Светофор с вертикальным расположением сигналов

сигнал красного цвета - сверху, зеленого - снизу, а с горизонтальным: красного - по левую сторону, зеленого - по правую сторону.

 

8.7.2.

Светофор с дополнительной секцией
Светофор с дополнительной секцией
Светофор с дополнительной секцией
Светофор с дополнительной секцией
Светофор с дополнительной секцией

Светофоры с вертикальным расположением сигналов могут иметь одну или две дополнительных секции с сигналами в виде зеленой стрелки (стрелок), которые располагаются на уровне сигнала зеленого цвета.

 

8.7.3. Сигналы светофора имеют такие значения: 
а) зеленый разрешает движение; 
б) зеленый в виде стрелки (стрелок) на черном фоне разрешает движение в указанном направлении (направлениях). Такое же самое значение имеет сигнал в виде зеленой стрелки (стрелок) в дополнительной секции светофора. 
Сигнал в виде стрелки, которая разрешает поворот по левую сторону, разрешает и разворот, если он не запрещен дорожными знаками. 
Сигнал в виде зеленой стрелки (стрелок) в дополнительной (дополнительных) секции, включенный вместе с зеленым сигналом светофора, информирует водителя о том, что он имеет преимущество в указанном стрелкой (стрелками) направлении (направлениях) движения перед транспортными средствами, которые двигаются с других направлений; 
в) зеленый мигающий разрешает движение, но информирует о том, что в скором времени будет включен сигнал, который запрещает движение. 
Для информирования водителей о времени (в секундах), которое осталось до конца горения сигнала зеленого цвета, могут применяться цифровые табло; 
г) черная контурная стрелка (стрелки), нанесенная на основной зеленый сигнал, информирует водителей о наличии дополнительной секции светофора и указывает другие разрешенные направления движения, чем сигнал дополнительной секции; 
гг) желтый запрещает движение и предупреждает о следующем изменении сигналов; 
д) желтый мигающий сигнал или два желтых мигающих сигнала разрешают движение и информируют о наличии опасного не регулированного перекрестка или пешеходного перехода; 
е) красный сигнал, в том числе мигающий, или два красных мигающих сигнала запрещают движение. 
Стрелка зеленого цвета на табличке,  установленной на уровне красного   сигнала   светофора   с   вертикальным  расположением сигналов,  позволяет движение в  отмеченном  направлении  при  включенном красном  сигнале  светофора  при условии  предоставления преимущества в движении другим его участникам;
Сигнал в виде зеленой стрелки (стрелок) в дополнительной (дополнительных) секции вместе с желтым или красным сигналом светофора информирует водителя о том, что движение разрешается в указанном направлении при условии беспрепятственного пропуска транспортных средств, которые двигаются с других направлений; 
ее) объединение красного и желтого сигналов запрещает движение и информирует о следующем включении зеленого сигнала; 
ж) черные контурные стрелки на красном и желтом сигналах не изменяют значения этих сигналов и информируют о разрешенных направлениях движения при зеленом сигнале; 
з) отключенный сигнал дополнительной секции запрещает движение в направления, указанном ее стрелкой (стрелками).

8.7.4. Для регулирования движения транспортных средств на улицах, дорогах или по полосам проезжей части, направление движения на которых может изменяться на противоположное, применяются реверсивные светофоры с красным X-подобным сигналом и зеленым сигналом в виде стрелки, направленной вниз

Реверсивный светофор

. Эти сигналы запрещают или разрешают движение по полосе, над которой они расположены. 
Основные сигналы реверсивного светофора могут быть дополнены желтым сигналом в виде стрелки, наклоненной по диагонали вниз направо

Дополнительный светофор на дорогах с реверсивным движением

, включение которой запрещает движение по полосе, обозначенной с обоих сторон дорожной разметкой 1.9 (см. дополнение 2) , и информирует об изменении сигнала реверсивного светофора и необходимость перестроиться на полосу движения по правую сторону. 
При отключенных сигналах реверсивного светофора, который расположен над полосой, обозначенной с обоих сторон дорожной разметкой 1.9, въезд на эту полосу запрещен.

 

8.7.5. Для регулирования движения трамваев

Светофор для регулирования движения трамваев
Светофор для регулирования движения трамваев

могут применяться светофоры с четверыми сигналами лунно-белого цвета, расположенными в виде буквы "Т". 
Движение разрешается лишь в случае включения одновременно нижнего сигнала и одного или нескольких верхних, из которых левый разрешает движение по левую сторону, средний - прямо, правый - по правую сторону. Если включены лишь три верхние сигнала - движение запрещено. 
В случае отключения или неисправности трамвайных светофоров водители трамваев должны руководствоваться требованиями светофоров со световыми сигналами красного, желтого и зеленого цветов.

 

8.7.6.

Светофор для регулирования движения через железнодорожные переезды
Светофор для регулирования движения через железнодорожные переезды
Светофор для регулирования движения через железнодорожные переезды
Светофор для регулирования движения через железнодорожные переезды
Светофор для регулирования движения через железнодорожные переезды

Для регулирования движения на железнодорожных переездах используются светофоры с двумя красными сигналами или одним лунно-белым и двумя красными, которые имеют такие значения: 
а) мигающие красные сигналы запрещают движение транспортных средств через переезд; 
б) мигающий лунно-белый сигнал показывает, что сигнализация исправная и не запрещает движения транспортных средств. 
На железнодорожных переездах одновременно с запретным сигналом светофора может быть включен звуковой сигнал, который дополнительно информирует участников дорожного движения о запрете движения через переезд.

 

8.7.7.

Светофор Пешеходный переход

Если сигнал светофора имеет вид силуэта пешехода, его действие распространяется только на пешеходов, при этом зеленый сигнал разрешает движение, красный - запрещает. 
Для слепых пешеходов может быть включен звуковой сигнал, который разрешает движение пешеходов.

 

8.8. Сигналы регулировщика. Сигналами регулировщика является положение его корпуса, а также жесты руками, в том числе с жезлом или диском с красным светоотражателем, которые имеют такие значения: 
а) руки вытянутые в стороны, опущенные или правая рука согнута перед грудью: 
с левой и правой стороны - разрешено движение трамвая прямо, нерельсовым транспортным средствам - прямо и по правую сторону; пешеходам разрешено переходить проезжую часть за спиной и перед грудью регулировщика; 
со стороны груди и спины - движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено; 
б) правая рука вытянута вперед: 
с левой стороны - разрешено движение трамвая по левую сторону, нерельсовым транспортным средствам - во всех направлениях; пешеходам разрешено переходить проезжую часть за спиной регулировщика; 
со стороны груди - всем транспортным средствам разрешено движение только по правую сторону; 
с правой стороны и спины - движение всех транспортных средств запрещено; пешеходам разрешено переходить проезжую часть за спиной регулировщика; 
в) рука поднятая вверх: 
движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено по всем направлениям. 
Жезл используется только работниками подразделений Госавтоинспекции и воинской инспекции безопасности дорожного движения. 
Для привлечения внимания участников дорожного движения используется сигнал, представленный свистком. 
Регулировщик может подавать другие сигналы, понятные водителям и пешеходам.

8.9. Требование об остановке транспортного средства подается работником милиции: 
а) жезлом или рукой, которая указывает на это транспортное средство; 
б) с помощью включенного проблескового маячка синего и красного или только красного цвета и (или) специального звукового сигнала; 
в) с помощью громкоговорящего устройства (громкоговорителя); 
г) с помощью специального табло, на котором отмечается требование об остановке транспортного средства. 
Водитель должен остановить транспортное средство в месте, на которое ему будет указано, с соблюдением правил остановки.

8.10. В случае подачи светофором (кроме реверсивного

Реверсивный светофор

) или регулировщиком сигнала, который запрещает движение, водители должны остановиться перед дорожной разметкой 1.12 (стоп-линия) (см. дополнение 2), дорожным знаком 5.62 "Место остановки"

Дорожный знак Место остановки

(см. дополнение 1), если их нет - не ближе 10 м до ближайшего рельса перед железнодорожным переездом, перед светофором, пешеходным переходом, а если и они отсутствуют и во всех других случаях - перед перекрестка проезжей частью, не создавая препятствий для движения пешеходов.

 

8.11. Водителям, которые в случае включения желтого сигнала или поднятия регулировщиком руки вверх не могут остановить транспортное средство в месте, предусмотренном пунктом 8.10 этих Правил, не прибегая к экстренному торможению, разрешается двигаться дальше при условии обеспечения безопасности дорожного движения.

8.12. Запрещается самовольно устанавливать, снимать, повреждать или закрывать дорожные знаки, технические средства организации дорожного движения (вмешиваться в их работу), располагать плакаты, афиши, рекламные носители и устанавливать устройства, которые могут быть приняты за знаки и прочие устройства регулирования дорожного движения или могут ухудшить их видимость или эффективность, ослепить участников дорожного движения, отвлекать их внимание и ставить под угрозу безопасность дорожного движения.