Содержание

Двигатели V8 ЗМЗ конструкция, характеристики, история разработки

По состоянию на конец 50-х годов стало понятно, что существующие модели нижневальных двигателей ЗМЗ не могут удовлетворять возрастающие требования автомобильной промышленности СССР. В первую очередь это казалось представительских автомобилей. Именно поэтому первый «газовский» V-образный восьмицилиндровый двигатель появляется на автомобиле ГАЗ-13 «Чайка». 5.5 литровая полностью алюминиевая восьмерка поражала передовой на тот момент конструкцией. Так американцы освоили алюминиевые восьмерки почти на десятилетие позже. С 5,5 литров рабочего объема снималось 195 лошадиных сил, на то время очень солидный результат. Запитывал бензином этот двигатель карбюратор К-113. Появился этот двигатель в 1959 году. Также устанавливался на автомобиль для спецслужб ГАЗ-23 (спецверсия ГАЗ-21). Коробка передач с этим двигателем использовалась 3 ступенчатая автоматическая.

После производства первых двух тысяч двигателей он был модернизирован — внедрен более жесткий блок, иной конструкции водяной насос и другие эволюционные изменения. Так была снижена токсичность выхлопа, степень сжатия была повышена до 8.5 — посему полагался бензин с октановым числом не менее 92. Для правительственных машин это была не проблема. Четырехкамерный карбюратор модернизировали и присвоили ему индекс К-114. Также на двигателе был применен двухсекционный масляный насос для раздельной системы смазки. Также был применен коленчатый вал улучшенной конструкции.

На основе ЗМЗ-13 разработали дефорсированный вариант для работы на бензине А-76, для военной техники — БРДМ-2, экспериментальный грузовик ГАЗ-33. Мотор получил название ЗМЗ-41. Его конструктивными отличиями стали: пониженная степень сжатия 6.7, вакуумный ограничитель оборотов, карбюратор К-126М (двухкамерный с параллельным открытием дросселей).

Технические характеристики двигателей ЗМЗ 13-й серии (диаметр цилиндра 100 мм, ход поршня 88 мм, рабочий объем 5529 см. куб., поршневые пальцы имеют диаметр 28 мм.)

ЗМЗ-13:

максимальная мощность: 195 л.с. при 4400 об/мин

максимальный крутящий момент: 412 Нм при 2000-2500 об/мин

ЗМЗ-41:

максимальная мощность: 140 л. с. при 3400 об/мин

максимальный крутящий момент: 353 Нм при 2000-2500 об/мин


Для массового использования нужна была более экономичная версия с меньшим рабочим объемом в начале 60-х годов разработан двигатель 53-й серии (от индекса грузовика ГАЗ-53 на котором в первую очередь применялся). Данный двигатель отличался уменьшенным до 4.25 литра рабочим объемом и максимальной мощностью соответственно 115 лошадиных сил. Диаметр цилиндра составил 92 мм, рабочий ход поршня 80 мм. В системе питания применялся ограничитель максимальных оборотов. Поршневые пальцы имеют диаметр 25 мм.

В начале 80-х двигатель претерпел серьезную модернизацию, так был установлен одноуровневый впускной коллектор, высокотурбулентные камеры сгорания, повышена степень сжатия до 7.6. Система смазки становится полнопоточной, а маслянный фильтр получает картриджный сменный элемент. Все это повышает КПД двигателя, повышает его мощность и крутящий момент. Карбюратор заменяют на К-135.

Технические характеристики двигателей ЗМЗ 53-й серии:

ЗМЗ-53а:

максимальная мощность: 115 л. с. при 3400 об/мин

максимальный крутящий момент: 284 Нм при 2000-2500 об/мин

степень сжатия 6.7

карбюратор: К-126Б

ЗМЗ-66-06:

максимальная мощность: 120 л.с. при 3400 об/мин

максимальный крутящий момент: 294 Нм при 2000-2500 об/мин

степень сжатия 7.6

карбюратор: К-135

 

В середине 70-х потребовалась модернизация двигателя ЗМЗ-13 для нового лимузина ГАЗ-14, двигатель получает индекс ЗМЗ-14. Созданный на базе ЗМЗ-13 он имеет целый ряд конструктивных отличий. Таких как гидрокомпенсаторы зазоров клапанов, коленчатый вал с демпфером крутильных колебаний, измененный распределительный вал с иными фазами ГРМ, впускной коллектор по два карбюратора, новый выпуск, двухкарбюраторная система питания из двух К-114, экранированная система зажигания с дублирующими узлами, полнопоточная система смазки со сменным фильтрующим элементом.

Технические характеристики двигателей ЗМЗ 14:

ЗМЗ-14:

максимальная мощность: 220 л.с. при 4400 об/мин

максимальный крутящий момент: 450 Нм при 2800 об/мин

степень сжатия 8. 5

октановое число бензина 95-98

Двигатели V8 ЗМЗ конструкция, характеристики, история разработки

История и техническая краткая характеристика ЗМЗ-41

В тяжелых военных автомобилях постсоветского пространства часто можно встретить мотор ЗМЗ-41. Для шестидесятых годов – высокотехнический продукт с довольно хорошими характеристиками. Данный двигатель хорошо показал себя «в деле», за что и получил положительные отзывы.

История создания

К середине прошлого столетия линейный ряд продукции Заволжского моторного завода морально и технический устарел. Конструкция нижневальных двигателей хоть и отличалась надежностью, но требовала замены на более модернизированный тип. Поэтому в данный период на свет появляется V-образный мотор с восьмью цилиндрами ЗМЗ-13. Сделан он был полностью из алюминия, что способствовало уменьшению веса и так тяжелого двигателя. С объемом в 5,5 литров данный агрегат выдавал 195 лошадиных сил. Такой высокий показатель мощности был возможен только с переходом на верхневальную конструкцию.

После некоторого времени мотор был улучшен. Повысилась степень сжатия топлива, что привело к переходу на бензин с числом октанов 92. Улучшилась система охлаждения и смазывания. В общем, технические характеристики ЗМЗ-13 стали намного лучше. Успех этого агрегата был высок, поэтому было принято решение об установке его на военную технику.

ЗМЗ-41 — технический характеристики

ЗМЗ-13 претерпел еще одни, теперь уже коренные изменения, поэтому ему причислили другой индекс. Новый двигатель стал называться ЗМЗ-41. Основные изменения касались перехода на более дешевое топливо А-76. Также для уменьшения износа деталей был добавлен вакуумный ограничитель максимального количества оборотов. Степень сжатия бензина в цилиндре теперь достигала отметки 6,7. Все это повлияло на снижение общей мощности. Но как бы то ни было, характеристики ЗМЗ-41 оставались на хорошем уровне. Как и прототип, этот мотор имеет восемь рядных цилиндров, расположенных под углом в 90 градусов, объем которых составляет 5,5 литров. Номинальная мощность доходит до 140 «лошадей». Максимальное число оборотов в минуту – 2500. Этот двигатель оснащен карбюраторной системой питания, а именно моделью К-126, которая может похвастаться наличием ускорительного насоса и системой холодного запуска. Также аппарат оснащен трехступенчатой коробкой передач.

Область применения

ЗМЗ-41 установлен на военной технике, отличающейся повышенной проходимостью. В частности, на бронированных моделях БРДМ-2. Но этим список не заканчивается. Еще его можно увидеть на некоторых образцах спецтехники. Например, на экспериментальном трехосевом капотном грузовике ГАЗ-33, нуждающемся в мощном моторе.

Плюсы и минусы ЗМЗ-41

Отличительной чертой моторов Заволжского завода является их хорошая ремонтопригодность. Несложную починку можно провести «на месте» с минимальным количеством инструментов. Отсюда же доступность запасных частей. Они стоят дешево, а купить их можно в любом специализированном магазине. Одним из главных минусов ЗМЗ-41 можно считать его неэкологичность и неэкономичность. А именно, большой расход топлива, особенно при поездке по плохим участкам. Но даже этот минус решается на более новых моделях при помощи замены системы подачи топлива на инжекторную. Ее можно встретить в моделях ЗМЗ-5245.

Новые бензиновые двигатели Toyota с тепловым КПД 40 %

Toyota хорошо известна своими достижениями в области технологии электропривода в своих гибридно-электрических моделях Prius, но компания также продолжает добиваться прогресса в области технологий двигателей внутреннего сгорания.

На Женевском автосалоне 2018 года инженеры Toyota представили новое семейство 2,0-литровых четырехцилиндровых бензиновых двигателей, получившее название «Dynamic Force». Изначально будет две версии: одна для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и переработанная версия с циклом Аткинсона для гибридно-электрических приложений. Toyota утверждает, что обычная версия достигает максимальной тепловой эффективности 40%, а гибридный двигатель достигает 41%. Инженеры Toyota более подробно расскажут о двигателях в Техническом документе SAE, который будет представлен на WCX 2018.

Это новейшие бензиновые ДВС Toyota, предлагающие уровни тепловой эффективности тормозов (BTE), приближающиеся к дизельным двигателям малой грузоподъемности. Они следуют за 1,8-литровым VVT в Prius 2015 года, в котором использовалась система рециркуляции выхлопных газов большого объема (EGR), и 2,5-литровым четырехцилиндровым двигателем, используемым в Camry Hybrid.

Hyundai также требует 40% BTE для своего 1,4-литрового цикла Аткинсона семейства Kappa, четвертого, используемого в Elantra Eco, и 1,6-литрового Kappa, используемого в гибриде Ioniq.

Тепловой КПД тепловой машины представляет собой отношение между полезной мощностью устройства и входной мощностью в энергетическом выражении. Тепловой КПД должен быть в пределах от 0% до 100% при выражении в процентах. Из-за таких факторов, как трение, потеря тепла и т. д., тепловой КПД обычно намного меньше 100 %. Типичный автомобильный бензиновый ДВС работает на отметке 25%.

Недавний успех Toyota достигается не за счет прорыва, как в бензиновом двигателе SpCCI Mazda с воспламенением от сжатия, а за счет неустанного поедания отходов.

Значительным улучшением является использование нового седла клапана с лазерной наплавкой, которое сжимает седло до абсолютного минимума поверхности контакта с поверхностью клапана. Это уменьшает взаимодействие сиденья с прямым потоком впускного отверстия в камеру сгорания, что способствует закручиванию всасываемого заряда внутри камеры сгорания.

Клапаны в новой 2,0-литровой четверке также расположены под более широким углом прилегания, чтобы соответствовать меньшему диаметру подквадратного (80,5 x 97,6 мм) отверстия и конструкции хода. Объем каждого цилиндра составляет 496,5 куб. см, что все более характерно для 4-цилиндровых двигателей внутреннего сгорания текущего поколения.

Двигатель оснащен системой двойного впрыска топлива, которая использовалась ранее на двигателях марки Lexus, с прямыми и портовыми форсунками для обеспечения максимальной эффективности при любых нагрузках и оборотах двигателя.

Очень высокая степень сжатия — 13:1 для обычного двигателя и 14:1 для гибрида — аналогична той, которую Mazda использует для своего Skyactiv-G. По словам компании, в сочетании с измененными впускными отверстиями, вызывающими переворот, и схемой двойного впрыска, а также высокой скоростью всасывания, связанной с конструкциями с длинным ходом, двигатель Dynamic Force может похвастаться гораздо более быстрым сгоранием.

Повышенная точность регулирования фаз газораспределения обеспечивается электронными фазовращателями для впускных распределительных валов. Они заменяют гидравлические приводы, как это сделала Toyota на двигателях Lexus. «Преимущество в том, что он быстрее, особенно в холодных условиях», — пояснил Джеральд Киллман, вице-президент по исследованиям и разработкам. Холодное, густое масло приводит к медленному изменению фаз газораспределения, поэтому электрические фазовращатели впускных клапанов имеют решающее значение.

Приводы выпускных кулачков остаются гидравлическими, поскольку выпускная сторона менее чувствительна к быстрой настройке синхронизации, продолжил он. «[Электрические кулачковые фазеры] стоят дороже, так что, если нет явной выгоды, зачем беспокоиться?» — спросил Киллман.

Поршни с низким коэффициентом трения имеют лазерную штриховку на юбках с полимерным покрытием для уменьшения трения. Другие технологии, направленные на повышение эффективности, включают использование электронного термостата для точного контроля температуры охлаждающей жидкости для повышения эффективности в любых условиях, а электрический водяной насос обеспечивает быстрое вращение водяного насоса только тогда, когда это необходимо.

«Во время разминки нужно избегать любого потока воды, — сказал Киллман. Таким образом, в отличие от насоса с ременным приводом, электрический насос просто отключается, когда двигатель холодный.

Масляный насос имеет механический привод, но имеет переменную производительность, что снижает его паразитную нагрузку. «Нам нужно улучшать каждый элемент», — подчеркнул Киллман.

Номинальная мощность для обычного 2,0-литрового двигателя составляет 126 кВт (170 л.с.) при 6600 об/мин и 205 Н·м (151 фунт-фут) при 4800 об/мин. Новый гибридный двигатель развивает мощность 107 кВт (143 л. с.) при 6000 об/мин и 180 Н·м (132 фунт-фут) при 4400 об/мин.

Toyota также недавно объявила об инновациях для вариатора, который будет соответствовать двигателю. Эта трансмиссия, поставляемая Aisin AW, будет использовать обычное передаточное число первой передачи для запуска, а затем переключаться на вариатор при переключении на повышенную передачу с первой передачи. Это позволяет вариатору переключать передаточные числа на движение с более высокой скоростью.

Результатом является повышение эффективности и повышение удовлетворенности клиентов, поскольку реакция больше похожа на знакомую линейность редукторной трансмиссии, сообщил Киллман. «Этот новый вариатор был разработан для удовольствия от вождения, а также для эффективности», — сказал он.

По словам Киллмана, скорость переключения

заявлена ​​на 20% быстрее, потому что угол ремня вариатора составляет 9°, а не 11°, а общий разброс передаточных чисел трансмиссии на 15% больше благодаря добавлению пускового механизма.

Продолжить чтение »

Новый 2,5-литровый рядный 4-цилиндровый бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива

06 декабря 2016 г.

Новый 2,5-литровый рядный 4-цилиндровый бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива

Особенность

Toyota назвала свою новую линейку силовых установок внутреннего сгорания «Dynamic Force Engines». Чтобы максимально раскрыть потенциал новых двигателей, их базовая конструкция была полностью переосмыслена с использованием TNGA, а их общая конструкция и конфигурация были полностью обновлены для достижения высокого уровня ходовых и экологических характеристик. Работа будет продолжена, чтобы сделать новые двигатели еще более совершенными.

Достигает одного из лучших в мире уровней производительности и теплового КПД

*

В новых двигателях используется технология высокоскоростного сгорания и система переменного регулирования. Они также обеспечивают более высокий тепловой КПД, что приводит к высокой производительности, благодаря снижению потерь энергии, связанных, в частности, с системами выпуска и охлаждения, а также с движением механических частей. Их модельный ряд включает 2,5-литровый двигатель с одним из лучших в мире тепловым КПД * — 40 процентов при использовании в автомобилях с бензиновым двигателем и 41 процент при использовании в гибридных автомобилях (HV). Этот новый, тщательно переработанный и значительно усовершенствованный двигатель оснащен многочисленными новыми технологиями, такими как технологии минутного контроля, которые делают его очень отзывчивым и позволяют создавать достаточный крутящий момент на всех скоростях.

По состоянию на ноябрь 2016 г., согласно опросу Toyota

Максимальная тепловая эффективность

40% (обычный двигатель)
41% (двигатель высокого напряжения)

Удельная мощность

60кВт/л

Ключевые технологии / производительность

Низкий расход топлива (высокий тепловой КПД)
Высокая производительность
Высокая скорость отклика

Характеристики двигателя
  Новый двигатель Новый двигатель для HV
Рабочий объем (см3) 2 487 2 487
Диаметр x ход (мм) Φ87,5×103,4 Φ87,5×103,4
Степень сжатия 13 14
Система впрыска Д-4С Д-4С
Макс. Мощность (кВт/об/мин) 151/6600 130/5700
Макс. Крутящий момент (Нм/об/мин) 250/4800
220/3600-5200
Контроль выбросов ЛЕВⅢ (СУЛЕВ30) ЛЕВⅢ (СУЛЕВ30)

Детали новых технологий

Технология высокоскоростного сгорания Впервые в мире

Как усиленный поток в барабане, так и увеличенный объем всасываемого воздуха достигаются за счет изменения конструкции более длинного хода (ход/диаметр ≒ 1,2), расширения угла клапана и высокоэффективного впускного отверстия с клапаном с лазерным покрытием сиденье. Благодаря этим технологиям достигается высокая скорость сгорания.

Прямой инжектор с несколькими отверстиями

Усиленный вихревой поток и высокопроизводительный инжектор улучшают топливно-воздушную смесь, благодаря чему достигается высокая скорость сгорания.