Еволюція автомобільних двигунів: 6 етапних новацій

Апологети електроприводу пророкують близький кінець двигунам внутрішнього згоряння. Сумніваючись у цьому, “Авто24” пригадав, як розвивалися традиційні автомобільні двигуни протягом своєї тривалої історії.

Типовим автомобільним мотором сьогодні все ще вважається двигун внутрішнього згоряння – тобто той, що має як мінімум один циліндр із поршнем. У тому циліндрі згоряє паливо, і гази згорання штовхають поршень, який через нехитрий кривошипно-шатунний механізм обертає колінчастий вал.

Як не дивно, основні деталі сучасного ДВЗ придумали більше двохсот років тому

Навколо цього циліндра з поршнем, як то кажуть, все і закрутилося – і крутиться по сьогодні. Між тим, ідеї з поршнем вже майже три з половиною століття. Отже, про все по черзі.

Поршень, 1678 – 1680 рр.

Європейські вчені Х. Гюйгенс та Д. Папен винайшли циліндр з поршнем, у якому спалювали порох, щоб циліндр штовхав важіль і виконував корисну роботу. Тоді не все розуміли, яке значення матиме з часом цей винахід для усього людства.

Циліндр з поршнем, на якому базуються сьогодні всі автомобільні двигуни, винайшли 340 років тому

Цикл Отто, 1877 р.

Німець Н. Отто зібрав докупи кілька винаходів, і, додавши трохи своїх, “склав” з них чотиритактний двигун з усіма ознаками нинішнього ДВЗ – з поршнем, шатуном, системами запалення і подання палива. Мотор мав усі шанси стати автомобільним, але автомобіля на той час ще не було – не винайшли. Це зробили через 9 років К. Бенц і Г. Даймлер (незалежно один від одного). Причому саме вони перетворили мотор Ніколауса Отто на автомобільний, додавши йому компактності. Бензиновий ДВЗ закрокував по планеті, далі вдосконалювалися лише його окремі системи, в першу чергу – паливна та запалення.

Чотиритактний двигун внутрішнього згоряння, який ховається сьогодні під капотом більшості авто, спочатку був стаціонарним

Дизель, 1893 р.

Ще один видатний німець, Р. Дизель винайшов двигун, в якому пальне в циліндрі загорялося від стиснення під час руху поршня вгору. Відтоді всі ДВЗ розділилися на два типи – бензинові та дизельні. В дизеля є власні переваги, але останнім часом бензиновий мотор через численні вдосконалення наблизився до дизеля за головним показником – економічністю.

Одним з найважливіших вдосконалень бензинового двигуна стало винаходження впорскування палива – інжектора

Інжектор, 1916 р.

Двоє російських конструкторів, О. Мікулін та Б. Стєчкін, спроектували та випробували двигун із впорскуванням бензину під тиском (замість засмоктування карбюратором). Це відкривало нові широкі можливості для поліпшення характеристик бензинових двигунів. Особливо знадобилися ці властивості інжектора після 1980-90 років, коли розпочалася боротьба екологів з токсичністю відпрацьованих газів.

Перший у світі інжектор працював на авіаційному двигуні

Крім того, відмова від карбюратора підвищила надійність автомобіля та зручність користування ним. А ще у 1995 інжектор дозволив Mitsubishi створити двигун з так званим пошаровим утворенням суміші – славнозвісний GDI. Сьогодні двигуни цього типу з індексами FSI, HPi, SIDI, Ecoboost тощо вважаються найбільш передовими.

Наддув, 1921 р.

Взагалі-то ідея подання повітря в циліндри під тиском була запатентована ще 1885-го, але втілення на автомобілі (між іншим, Mercedes!) відбулося лише у 1921-му. Перший наддув був з механічним приводом, пізніше придумали турбіну, що працювала, розкручуючись у потоці вихлопних газів. Важливість цього дієвого способу підвищити віддачу двигуна мотористи по справжньому оцінили лише в наші дні, але про це трохи нижче.

Перший наддув на автомобільних двигунах був не турбо, а з механічним приводом – так званим компресором

Даунсайзинг

Вибачайте за іншомовне слово, але підібрати точний український аналог непросто. Даунсайзинг означає зменшення розміру. Вже у 2010-ті роки у світових автовиробників з’явилася тенденція будувати двигуни зменшеного літражу при збереженні або збільшенні потужності. Це досягається за рахунок зменшення кількості циліндрів до трьох та навіть двох, застосування турбонаддуву, зменшення фізичного розміру деталей та меншого запасу міцності. Таким чином, двигун почав перетворюватися з головного агрегату, навколо якого будувався весь автомобіль, на майже одноразову деталь, яку замінюють цілком після зносу або серйозної поламки – наприклад, як роблять у майстерні ремпобуттехніки з мотором пилососу. Можливо, це і правильно.

Незважаючи на гучний наступ електроприводу, перспективи двигунів внутрішнього згоряння доволі чіткі на кілька десятиліть

Незважаючи на наступ електроприводу (доцільність якого, між іншим, під великим питанням), конструктори більшості автовиробників не припиняються вдосконалення традиційних силових агрегатів. Це пояснюється почасти тим, що на частині великих ринків електромобілям не буде що робити мінімум ще півстоліття. Але звичні ДВЗ явно мають куди розвиватися, і основні тенденції зрозумілі: наддув, оптимізація кожної окремої системи, нові конструкційні матеріали, вдосконалення електроніки управління. Власне, більшість з нас цей поступ бензино-дизельного прогресу зможе побачити на власні очі.

Джерело: auto.24tv.ua

Схожі статі

GDI: особливості та переваги системи безпосереднього впорскування пального

Надійність і паливна економічність – головні вимоги до автомобілів. Проте сучасні реалії змушують власників замислюватися ще й про екологічну складову. Ось чому виробники шукають і…

GDI: особливості та переваги системи безпосереднього впорскування пального

Надійність і паливна економічність – головні вимоги до автомобілів. Проте сучасні реалії змушують власників замислюватися ще й про екологічну складову. Ось чому виробники шукають і…

Опанувати нову навичку можна в будь-якому віці. Ось чому цьому варто повчитись у немовлят. Уривок з книжки «Початківці» Тома Вандербільта

Одного разу чотирьохрічна донька журналіста Тома Вандербільта запропонувала батькові зіграти в шахи. Він погодився, хоча й мав суттєву проблему: грати в шахи не вмів. Так…

Коментарі та відгуки

ukУкраїнська