1. Як розвивався ДВС: основні дати Люди виробляють автомобілі вже більше століття, і майже під кожним...
2. 1962 рік: турбонаддув
3. 1964 рік: роторний двигун
4. 1981 рік: технологія дезактивації циліндрів двигуна
5. 2012 рік: двигун з високим ступенем стиснення - займання бензину від стиснення

Як розвивався ДВС: основні дати

Люди виробляють автомобілі вже більше століття, і майже під кожним капотом стоїть двигун внутрішнього згоряння. Протягом останніх 100 років принцип його роботи залишався незмінним: кисень і паливо надходять в циліндри мотора, де відбувається вибух (запалення), в результаті чого всередині силового агрегату утворюється сила, яка і рухає автомобіль вперед. Але з моменту першої появи двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) щороку інженери відточують його, щоб зробити швидше, надійніше, економічніше, ефективніше.

Завдяки цьому сьогодні всі сучасні автомобілі стали потужнішими і економічніше. Деякі звичайні автомобілі сьогодні мають таку потужність, яка ще недавно була тільки в потужних дорогих суперкарах. Але без величезних проривів в конструкції ДВС ми б сьогодні до сих пір володіли малопотужними ненажерливими автомобілями, на яких не заїдеш далеко від заправки. На щастя, час від часу подібні проривні технології вже не раз відкривали новий етап в розвитку двигунів внутрішнього згоряння. Ми вирішили пригадати найважливіші дати в еволюції розвитку ДВС. Ось вони.

1955 рік: уприскування палива

До появи системи упорскування процес потрапляння палива в камеру згоряння двигуна був неточним і погано регульованим, оскільки паливно-повітряна суміш подавалася за допомогою карбюратора, який постійно потребував очищення і періодичної складної механічної регулюванню. На жаль, на ефективність роботи карбюраторів впливали погодні умови, температура, тиск повітря в атмосфері і навіть на якій висоті над рівнем моря знаходиться автомобіль. З появою ж електронного уприскування палива (інжектора) процес подачі палива став більш контрольованим. Також з появою інжектора власники автомобілів позбулися необхідності вручну контролювати процес прогріву двигуна, регулюючи дросельну заслінку за допомогою "підсосу". Для тих, хто не знає, що таке підсмоктування:

Підсос - це ручка управління пусковим пристроєм карбюратора, за допомогою якої на карбюраторних машинах було необхідно регулювати збагачення палива киснем. Так, якщо ви запускаєте холодний двигун, то на карбюраторних машинах необхідно відкрити "підсмоктування", збагативши паливо киснем більше, ніж необхідно на прогрітому моторі. У міру прогрівання двигуна потрібно поступово закривати ручку регулювання пускового пристрою карбюратора, повертаючи збагачення палива киснем до нормальних значень.

Дивіться також: Ось що насправді означає 'ступінь стиснення', і чому це має значення

Сьогодні подібна технологія, природно, виглядає допотопно. Але ще зовсім недавно більшість автомобілів в світі оснащувалися карбюраторними системами подачі палива. І це незважаючи на те, що технологія впорскування палива за допомогою інжектора прийшла в світ в 1955 році, коли інжектор вперше був застосований на автомобілі (раніше ця система подачі палива використовувалася в літаках).

В цьому році було проведено випробування інжектора на спорткарі Mercedes-Benz 300SLR, який зміг проїхати, чи не зламавшись, майже 1600 км. Це відстань автомобіль подолав за 10 годин 7 хвилин і 48 секунд. Випробування проходило в рамках чергової автогонки "Тисяча миль". Ця машина встановила світовий рекорд.

До речі, Mercedes-Benz 300SLR став не тільки самим першим серійним автомобілем з інжекторним уприскуванням палива, розробленим компанією Bosch, але і найшвидшим автомобілем в світі в ті роки.

Два роки по тому компанія Chevrolet представила спорткар Corvette з уприскуванням палива (система Rochester Ramjet). В результаті цей автомобіль став швидше першовідкривача Mercedes-Benz 300SLR.

Але, незважаючи на успіх Chevrolet Corvette з унікальною системою впорскування палива Rochester Ramjet, саме електронні інжекторні системи Bosch (з електронним управлінням) почали свій наступ по світу. В результаті за короткий час впорскування палива, розроблений компанією Bosch, почав з'являтися на багатьох європейських автомобілях. У 1980-і роки електронні системи вприскування палива (інжектор) охопили весь світ.

1962 рік: турбонаддув

Турбокомпресор є одним з найбільш дорогоцінних каменів в двигунах внутрішнього згоряння. Справа в тому, що турбіна, яка подає більше повітря в циліндри двигуна, колись дозволяла

12-циліндровим винищувачам під час Другої світової війни злітати вище, летіти швидше, далі і менше витрачати дороге паливо.

У підсумку, як і багато технологій, система турбін з авіатехніки прийшла в автопромисловість. Так, в 1962 році в світі були представлені перші серійні автомобілі з турбокомпресором. ними стали BMW 2002 , Або Saab 99.

Після чого компанія General Motors спробувала розвинути далі цю технологію турбований двигунів внутрішнього згоряння на легкових автомобілях. Так, на автомобілі Oldsmobile Jetfire з'явилася технологія «Turbo Rocket Fluid», яка крім турбіни використовувала резервуар з газом і дистильовану воду для збільшення потужності двигуна. Це була справжня фантастика. Але потім компанія GM відмовилася від цієї складної і дорогої, а також небезпечної технології. Вся справа в тому, що вже до кінця 1970-х років такі компанії, як MW, Saab і Porsche, зайнявши перші місця у багатьох світових автогонках, довели цінність турбін в автоспорті. Сьогодні ж турбіни прийшли на звичайні автомобілі і в найближчому майбутньому відправлять звичайні атмосферні мотори на пенсію.

1964 рік: роторний двигун

Єдиним двигуном, який по-справжньому зміг зламати форму звичайного двигуна внутрішнього згоряння, став роторний чудо-мотор інженера Фелікса Ванкеля. Форма його ДВС нічого спільного не мала з звичним нам двигуном. роторний мотор являє собою трикутник всередині овалу, що обертається з диявольською силою. За своєю конструкцією роторний двигун легше, менш складний і крутіший, ніж звичайний двигун внутрішнього згоряння з поршнями і клапанами.

Першими роторні двигуни на серійних авто почали використовувати компанія Mazda і нині вже не існуючий німецький автовиробник NSU.

Самим же першим серійним автомобілем з роторним двигуном Ванкеля став NSU Spider, який почав випускатися в 1964 році.

Потім компанія Mazda налагодила виробництво своїх автомобілів, оснащених роторним мотором. Але в 2012 році вона відмовилася від використання роторних двигунів. Останньою з роторним мотором стала модель RX-8 .

Але недавно, в 2015 році, Mazda на Токійському автосалоні представила концепт-кар RX-Vision 2016, який використовує роторний мотор. У підсумку в світі почали з'являтися чутки, що японці планують в найближчі роки відродити роторні автомобілі. Передбачається, що в даний момент спеціалізована група інженерів Mazda десь в Хіросімі сидить за закритими дверима і створює нове покоління роторних моторів, які повинні стати основними двигунами в усіх майбутніх нових моделях Mazda, відкривши нову еру відродження компанії.

1981 рік: технологія дезактивації циліндрів двигуна

Ідея проста. Чим менше циліндрів працює в двигуні, тим менше витрати палива . Природно, що двигун V8 набагато прожорливее, ніж чотирициліндровий. Також відомо, що при експлуатації автомобіля більшу частину часу люди використовують машину в місті. Логічно, що якщо автомобіль оснащено 8- або 6-циліндровими моторами, то при поїздках в місті все циліндри в двигуні в принципі не потрібні. Але як можна просто перетворити 8-циліндровий мотор в чотирициліндровий, коли вам не потрібно задіяти для потужності все циліндри? На це питання в 1981 році вирішила відповісти компанія Cadillac, яка представила двигун з системою дезактивації циліндрів 8-6-4. Цей мотор використовував електромагнітні керовані соленоїди для закриття клапанів на двох або чотирьох циліндрах двигуна.

Ця технологія повинна була підвищити ефективність двигуна, наприклад, при русі по шосе . Але подальша ненадійність і незграбність цього мотора з системою дезактивації циліндрів налякала всіх автовиробників, які протягом 20 років боялися використовувати цю систему в своїх моторах.

Але тепер ця система знову починає завойовувати автомир. Сьогодні вже кілька автовиробників використовують цю систему на своїх серійних автомобілях. Причому технологія зарекомендувала себе дуже і дуже добре. Найцікавіше, що ця система продовжує розвиватися. Наприклад, вже скоро ця технологія може з'явитися на чотирициліндрових і навіть на трьохциліндрових моторах. Це фантастика!

2012 рік: двигун з високим ступенем стиснення - займання бензину від стиснення

Наука не стоїть на місці. Якби наука не розвивалася, то сьогодні ми б досі жили в Середньовіччі і вірили в чаклунів, ворожок і що земля пласка (хоча сьогодні все одно є чимало людей, які вірять в подібну нісенітницю).

Не варто на місці наука і в автопромисловості. Так, в 2012 році в світі з'явилася чергова проривна технологія, яка, можливо, зовсім скоро переверне весь автомир .

Йдеться про двигуни з високим ступенем стиснення.

Ми знаємо, що чим менше стискати повітря і паливо всередині двигуна внутрішнього згоряння, тим менше ми отримаємо енергії в той момент, коли паливна суміш запалюється (вибухає). Тому автовиробники завжди намагалися робити двигуни з немаленькою ступенем стиснення.

Але є проблема: чим вище ступінь стиснення, тим більше ризику самозаймання паливної суміші.

Тому, як правило, ДВС мають певні рамки в ступені стиснення, яка протягом всієї історії автопромисловості була незмінною. Так, кожен двигун має свою ступінь стиснення. Але вона не змінюється.

У 1970-х роках в світі був поширений неетилований бензин, який при згорянні дає величезну кількість смогу. Щоб якось впоратися з жахливою екологічністю, автовиробники почали використовувати V8 мотори з низьким коефіцієнтом стиснення. Це дозволило знизити ризик самозаймання палива низької якості в двигунах, а також підвищити їх надійність. Справа в тому, що при самозаймання палива двигун може отримати непоправної шкоди.

Дивіться також: За якими принципами працює двигун Інфініті із змінним ступенем стиснення, детальна інформація

Але потім при масовій появі електронного уприскування автовиробники за допомогою комп'ютера стали застосовувати різні настройки, автоматично регулюють якість паливної суміші, що дозволило істотно поліпшити економічність двигунів і знизити рівень шкідливих речовин у вихлопі. Але головне, що вдалося зробити за допомогою комп'ютерних налаштувань і регулювання паливної суміші, - це знизити до мінімуму ризик самозаймання палива. В результаті з часом стало невигідно використовувати великі потужні мотори з низьким ступенем стиснення. Так автопромисловість ввела нову моду - зменшення кількості циліндрів. Щоб зберегти потужність в моторах, автовиробники стали використовувати турбіни. Але головне - завдяки електроніці, яка управляє якістю паливної суміші, автовиробники знову можуть створювати мотори з великим ступенем стиснення, не побоюючись самозаймання палива.

Але в 2012 році компанія Mazda здивувала весь світ, представивши фантастичний мотор SKYACTIV-G, який має неймовірно високий коефіцієнт стиснення для серійного двигуна. Ступінь стиснення цього мотора становить 14: 1. Це дозволяє мотору витягувати енергію майже з кожної краплі бензину без освіти смогу.

Наступним кроком для Mazda став новий мотор SKYACTIV-X , Який використовує контрольоване запалювання (система SPCCI). Завдяки цій системі з'явилася можливість запалювати бензин практично за рахунок одного тільки стиснення. Тобто як в дизельних моторах. Також в двигунах SKYACTIV-X є можливість запалювати паливо звичайним чином. Причому електроніка автоматично вибирає, як вигідніше запалювати бензин в камері згоряння. Все залежить від потреб водія і умов руху.

Наприклад, якщо вам потрібна сила (крутний момент), то двигун SKYACTIV-X буде запалювати паливо від сили стиснення (майже як дизель). Якщо вам потрібна потужність, то мотор з високим ступенем стиснення буде запалювати паливо звичайним чином. Причому реально для додання потужності буде використана остання крапля бензину.

Навіть через століття і навіть з появою альтернативних видів палива, а також з появою електрокарів двигуни внутрішнього згоряння залишаються головними силовими агрегатами в автопромисловості. І незважаючи на те що багато експертів вважають, що ДВС зжив себе і незабаром повинен зникнути з автосвіту, нам здається, що двигун внутрішнього згоряння ще не розвинувся до кінця. Також ми вважаємо, що світ в найближчі 100 років все одно не буде готовий повністю відмовитися від ДВС, які працюють на бензині.

І хто його знає, що нам підготують автомобільні компанії в найближчому майбутньому. Адже їх інженери не дарма отримують бутерброди з чорною ікрою. Цілком можливо, що вже скоро черговий автовиробник здивує нас якоюсь новою технологією в ДВС.

Так що рано скидати з рахунків традиційні мотори. Може бути, електрокари - це тимчасове явище? Швидше за все, це більш ймовірно.