Холостой ход двигателя постоянного тока

Для того, чтобы подробно описать процесс работы "холостого хода двигателя постоянного тока", необходимо определиться со статусом возбуждения. Существуют так называемые двигатели последовательного возбуждения. Именно их в данной статье мы будем детально рассматривать. Сначала необходимо понять, что такое холостой ход. Холостой ход - работа двигателя, при которой автомобиль не двигается, то есть, на валу нет нагрузки. Идеальный холостой ход - холостой ход, у которого нулевые потери в мощности, а частота вращения ротора равна частоте вращения поля, причем тока в роторной обмотке нет. Момент холостого хода - это момент, который связан с механическими потерями. Холостой ход нужен для быстрого выхода в рабочий режим после "спящего" режима. Нормальные обороты в холостом режиме - 800-1000 оборотов в минуту, но такие результаты появляются после прогрева двигателя, до этого момента количество оборотов может быть повышено, это нормально. Можно определить некоторые очень важные характеристики работы аппарата - "ток-магнит", мощность работы и потери в результате этой же работы в деталях строения мотора. Одним из отличающих качеств холостого двигателя, является его исправность и долгосрочная работа. Как примеру, мотор на холостом ходу греется очень слабо, что обеспечивает его стабильную работу и долгую службу. Повышенная температура двигателя (а такое бывает крайне редко) говорит о возникающих или уже возникших неисправностях.

Необходимость холостых оборотов

Как уже говорилось ранее, холостые обороты нужны для того чтобы быстро привести в рабочее состояние двигатель. Давайте разберемся, почему. Как, наверное, все прекрасно понимают, на неработающем автомобиле нет никаких механических движений. При работающем моторе мощность возрастает прямо пропорционально оборотам, однако крутящий момент имеет свой предел. При больших нагрузках мотор просто заглохнет. Холостые обороты используются для исключения таких ситуаций. При холостых оборотах двигатель находится под нагрузкой, однако на валу нагрузка отсутствует, именно поэтому, при подаче большой нагрузки двигатель будет готов выдать необходимую мощность, ему просто не придется раскручиваться и перегружаться.

Характеристики двигателя на холостом ходу

Может показаться, что аппарат схож с трансформатором. Но их важное отличие в том, что холостой мотор потребляет меньшее количество электрического тока, что невероятно важно для правильного функционирования двигателя. Электрический ток холостого и асинхронного мотора определяется в среднем 20-90% от номинального, где зависит от частоты и мощности. Если привести пример - мотор холостого хода на 5кВт и с частотой вращения в тысячи оборотов в минуту определяется 70% от номинального. Если определить частоту в размере 3 тысяч оборотов каждую минуту. Выходит 45 процентов от номинального. Подобные характеристики важно учесть, поскольку электроэнергия расходуется расчётно, что даёт сигнал о неполадках.

Решение проблемы нагрева мотора при холостом ходе

Мотор на холостом токе обычно не греется. Иногда температура может возрасти по некоторым причинам - на валу ротора может появиться трение, которое может создать сопротивление обмотки. Если ваш мотор нагрелся, значит это обозначать, что у него есть некоторые неполадки. По таким случаем мы рекомендуем перепроверить обмотку мотора постоянно тока.

В большинстве своих случаев, электродвигатель нагревается по причине возникновения замыкания в обмотках. В данной ситуации необходим быстрый ремонт. В противном случае произойдет перегрев обмотки и её перегорание. В результате сгорит ЭД, и само оборудование в котором он находится. А также причиной нагрева ЭД может быть повышенное напряжения. В такой ситуации нужно быстро его отключить от питания, дабы избежать межвитковое перегорания в обмотках. Стоит обратить внимание на подшипники и на наличия загрязнения, так как это тоже может привести к нагреву ЭД.

Непостоянство холостых оборотов

Для начала давайте поймем, какое колебание оборотов считается нормальным. В полностью исправной системе количество холостых оборотов должно быть почти постоянным, однако диапазон колебаний +-30 оборотов в минуту также считается нормальным. Нестабильные обороты зависят от нескольких факторов. Довольно часто нарушения случаются из-за плохой системы питания, либо из-за её неисправности. С увеличение нагрузки обороты будут падать, если автоматически увеличится количество оборотов. Такое может произойти и из-за плохого смесеобразования, однако для таких случаев чаще используют системы холодного запуска, с помощью которых можно повысить обороты и обеспечить устойчивую работу двигателя. Колебания оборотов будут практически незаметны, если в автомобиле установлена хорошая система питания. Водитель может сам регулировать холостые обороты, если в его автомобиле присутствует карбюратор. Однако делать это следует только тогда, когда Вы заметили увеличение температуры двигателя, либо увеличение нагрузки на нём. Если же водитель является обладателем электронного карбюратора, то в таком случае самому регулировать ничего не придется, потому что в электронном карбюраторе присутствует автомат холодного запуска, однако для хорошего прогрева обороты могут заметно увеличиться. Подводя итоги, касающихся вреда данного режима, можно сказать, что следует прогревать мотор не более 5-10 минут. Безопасное время, которое двигатель может отработать в холостом режиме производитель обычно указывает в инструкции к автомобилю.

Частота холостых оборотов

В современных автомобилях частоту холостых оборотов контролирует ЭБУ, а также несколько других устройств. Такими устройствами являются регулятор обходного типа, цель которого - увеличение или уменьшение оборотов путем перекрытия бассейного канала заслонки; в дизельных двигателях это регулятор высокого давления в насосе. Чтобы измерить частоту холостых оборотов, применяются датчики распредвала и коленвала. Данные датчики работают при помощи электромагнитного сенсора, который может засечь импульсы, формирующиеся при прохождении шестерён около данного сенсора. Полученные значения поступают за тахометр, за показаниями которого без проблем может следить пользователь автомобиля.

Увеличение оборотов

Скажу сразу - это довольно плохая идея, поскольку у мотора придётся увеличивать расход топлива, а также повысится теплоотдача. Думаю, что этих причин будет достаточно, для того чтобы вы не пытались увеличивать обороты, поэтому сейчас переходим к его снижению. Как и в случае с его увеличением, ситуация получается не самая приятная, и вот почему:

Двигатель внутреннего сгорания изначально рассчитан на рабочие обороты.
Цилиндры сильно забиваются отработанными газами.
Поступление смеси в цилиндры ухудшается.
Падает общая мощность двигателя, поскольку растут потери на перепуск.
Давление масла понижается, уменьшается объём его подачи.

В общем, лучше оставить всё как есть, и не пытаться изменять обороты двигателя на холостом ходу. Но иногда из-за некоторых проблем обороты могут изменяться без вмешательства пользователя автомобиля. Если у Вас возникли какие-либо проблемы с работой двигателя, то лучше немедленно обращаться в сервисный центр, поскольку игнорирование подобных проблем может привести к очень неприятным последствиям.

Вред холостого хода

Мотор может портиться от множества факторов, и холостой ход присутствует в списке этих факторов. В режиме холостого хода коленвал обычно делает небольшое количество оборотов, но этого хватает для поддержания работоспособности ДВС. В любом случае частота таких оборотов гораздо ниже рабочих. Чаще всего холостой ход применяется, когда водителю необходимо прогреть мотор для дальнейшей эксплуатации, и в данной статье мы не будет рассматривать слишком экстремальные условия для прогрева, которыми могут являться, например, условия севера. В данном режиме автомобиль может работать не только во время прогрева, но и во время нахождения в пробке.

Итак, переходим непосредственно к вреду от данного режима работы. На самом деле, вред от него следует рассматривать, отталкиваясь от модели двигателя. Холостой ход может увеличить износ в основном на малообъемных турбинных моторах, которые довольно часто используются в современных авто. Также нельзя недооценивать важность масла, используемого в четырёхколесной лошадке, ведь на низких оборотах сильно нарушается его циркуляция, понижается давление, вследствие чего может наступить масляное голодание. Всё это зависит от непосредственно частоты оборотов, и влияет на работоспособность двигателя, его износ. Также не следует забывать, что если мотор слишком часто используется в холостом режиме, то ему придется часто заменять масло, что, в свою очередь, приведет к дополнительным затратам. Помимо этого, при низких оборотах мотор начинает работать нестабильно, так как не получает нужного количества смеси. Проблемы также могут перейти и к свечам зажигания, на которых будет накапливаться нагар, что, опять же, приведет к снижению мощности двигателя.

Нестандартные обороты двигателя на холостом ходу: причины и решения

Итак, давайте наконец разберемся, почему в автомобиле обороты могут превышать норму или быть ниже её, и как решать возникшие проблемы.

1. Подсос воздуха

Подсос воздуха является самой трудной в диагностике причиной неисправности двигателя. Данная проблема возникает тогда, когда в двигатель начинает попадать воздух. Мотор начинает работать иначе, потому что, соотношение бензина и воздуха перестаёт соответствовать норме. На автомобилях, в которых присутствует карбюратор стрелка тахометра в чаще всего просто останавливается новом значении, а на инжекторных автомобилях начнется "пила", потому что ЭБУ будет пытаться откорректировать смесь. Если смесь обогатится - обороты увеличатся, если же обеднится - обороты уменьшатся. В любом случае данный процесс будет продолжаться постоянно, потому что данная проблема является механической. https://www.youtube.com/watch?v=Yf_WdzOeDC8 Трудность выявления неполадки заключается в обнаружении места подсоса. Для начала попробуйте поискать в Интернете данную проблему на конкретной модели автомобиля, и, возможно, вам повезет. Если же Вы не можете найти проблему со своим автомобилем в Интернете, то Вам стоит попробовать поискать данную проблему самому. Ниже приведены способы для поиска неисправности.

Способы поиска:

1) Пережимание шлангов - один из самых действенных способов, в котором требуется на рабочем двигателе поочерёдно пережимать шланги, и следить за его работой. Если поведение меняется - неисправный шланг найден. Но, к сожалению, таким способом поломку во впускном коллекторе нельзя найти. 2) На слух - плохой, но простой способ. Нужно прослушать шланги при работающем моторе (будет шипение), однако услышать такие звуки при работающем двигателе довольно сложно. 3) "Компрессорный" - требуется подавать воздух во впускной тракт, при этом нужно заткнуть воздушный фильтр на заглушенном двигателе. Перед этим систему впуска следует обработать каким либо раствором, желательно мыльным, чтобы можно было увидеть пузыри там, где воздух пропускается, но это способ, который используется в основном на СТО. 4) "Бензинный" - способ довольно простой. Для его исполнения требуется капать какой нибудь жидкостью понемногу капать на соединения коллектора впуска. Мотор при этом должен быть в рабочем состоянии. Если жидкость попала во впускной коллектор, то можно делать выводы о неисправности двигателя.

2. Клапан холостого хода

Это механизм, подающий воздух в мотор. Он управляется ЭБУ, и располагается радом с дросселем. С клапанами обычно проблем не возникает, но иногда он может заесть. В данном случае нужно его почистить. Это можно сделать специальными очистителями. Если это не помогает, то лучшим решением будет покупка нового клапана.

3. Дроссель и ДПДЗ

Частая автомобильная поломка - дроссельная заслонка. Из-за неё холостые обороты будут нестабильны. Чаще всего заслонка просто не может нормально закрыться. В таком случае её требуется почистить, нет необходимости в её замене. Визуально данную проблему можно легко обнаружить. Но случаются и более серьёзные проблемы. Они связаны с управлением дросселя. Но встречаются они довольно редко.

Иногда у ДПДЗ случаются поломки, связанные с неправильной подачей электричества. Если он сломается, то ЭБУ не сможет получать информацию о положении педали газа, следовательно, не сможет производиться грамотная смесь. Данную поломку можно выявить как при помощи мультиметра, так и при помощи опроса ошибок ЭБУ.

4. Температурный датчик

Температурный датчик присутствует только в автомобилях, использующих инжектор. Без показаний датчика температуры двигатель не сможет адекватно функционировать. Для чего нужны показания датчика? В первую очередь, они нужны для ЭБУ, который с их помощью может определить: требуются ли двигателю прогревочные обороты. Но давайте представим, что температурный датчик вышел из строя, и не подаёт показаний, либо подаёт, но неправильные. В таком случае может быть несколько проблем. В первом случае ЭБУ перейдёт в аварийный режим, в следствие чего смесь будет неправильной концентрации. Во втором случае всё сложнее. Данные на ЭБУ будут поступать, однако они будут неправильными. В таком случае обнаружить неисправность достаточно сложно. Её почти невозможно выявить путём опроса ошибок. Однако, при использовании мультиметра можно справиться с выявлением неисправности. Для этого нужно всего лишь знать значения, требуемые для расчётов для конкретного датчика.

ДВС (двигатель внутреннего сгорания)

В прошлых главах мы познакомились с понятием холостого хода двигателя, разобрались, что он из себя представляет, для чего нужен, какие проблемы могут возникнуть при его использовании, как данные проблемы можно решить. Сейчас же мы начинаем рассматривать тему ДВС, чтобы получше понять, что он из себя представляет, как работает, ну и так далее. Что такое ДВС? Это двигатель, в котором сжигание топливной смеси происходит непосредственно в его рабочей камере. Такой двигатель преобразовывает тепловую энергию в механическую. За счет данного преобразования ДВС может передавать полученную энергию непосредственно в механизмы, за счет которых машина может двигаться. Двигатель внутреннего сгорания работает за счет расширения газов при определённой температуре, которые образуются при сжигании топливной смеси.

Классификация ДВС

С развитием ДВС начинали появляться различные их типы, которые перечислены ниже.

Карбюраторные
Поршневые
Роторно-поршневые
Инжекторные
Дизельные
Газотурбинные

Давайте рассмотрим каждый вид поподробнее.

Карбюраторные ДВС

В них топливная смесь производится в карбюраторе, для дальнейшего перемещения в цилиндр, где она и воспламеняется.

Поршневые ДВС

В таких двигателях цилиндровая рабочая камера, а тепловая энергия становится механической благодаря кривошипно-шатунному механизму, который в дальнейшем передает полученную энергию на коленвал (коленчатый вал).

Роторно-поршневые ДВС

В них тепловая энергия трансформируется в механическую за счёт вращения ротора, который приводится в движение газами. Ротор одновременно является и поршнем, и механизмом, равномерно распределяющим газы.

Инжекторные ДВС

В таких ДВС используются специальные распыляющие устройства, которые позволяют топливной смеси попасть в цилиндр. Коллектором управляет электронный блок управления. Смесь в дальнейшем воспламеняется при помощи свечи зажигания.

Дизельные ДВС

В дизельных моторах процесс горения топливной смеси начинается за счёт сильного сжатия воздуха, а не за счёт зажигательной свечи. Через форсунки топливо впрыскивается в цилиндры, где и начинает гореть за счет нагретого воздуха, который нагревается под давлением до высокой температуры.

Газотурбинные ДВС

В них трансформация тепловой энергии в механическую происходит при помощи вращающегося ротора, который имеет специальные лопатки и приводит в движение турбинный вал. Подводя итоги, можно сказать, что поршневые двигатели на данный момент являются самыми надежными, экономичными и неприхотливыми. Если в вашем авто стоит мотор, которого нет в списке, находящемся выше, значит он уже довольно сильно устарел, и, возможно, стоит задуматься о приобретении новой рабочей лошадки.

Принцип работы ДВС

На момент написания данной статьи используется в основном четырёхтактный принцип работы ДВС. Он имеет такое название потому что поршень двигается вверх и вниз по 2 раза, то есть, в сумме четыре. А теперь давайте разберемся непосредственно с работой ДВС. Как уже говорилось ранее, используется четырёхтактный режим работы, его также иногда называют Циклом Отто, так как его изобрел немецкий инженер Николауса Отто в 1867 году. Поэтапно это выглядит следующим образом:

Впуск смеси.
Сжатие.
Рабочий ход.
Выпуск.

Разберем каждый такт поподробнее.

Клапан впуска находится в открытом положении. В это время поршень втягивает топливную смесь.
Когда поршень достиг самого низа цилиндра, он начинает движение вверх, что и приводит к сжиманию смеси, объём которой становится равным объёму камеры сгорания. Клапан в данном такте находится в закрытом положении, при этом, качество смеси сильно зависит от его герметичности.
В данном такте уже используется система зажигания, так как в нём уже требуется поджиг топливной смеси. Этот такт называется "рабочим", потому что в нем производится привод в работу двигателя. Топлива в камере взрывается, и из-за этого поршень начинает двигаться вниз. Клапаны в данный момент закрыты.
И на последнем, четвёртом такте происходит завершения одного цикла работы поршня. Данный такт называется "выпускным", потому что поршень выпускает все отработанные газы из цилиндра. После завершения четвёртого такта цикл начинается заново, и так, пока работа авто не остановится.

Таким образом, за счёт поршневого механизма можно получить большое количество механической энергии, которая будет приводить автомобиль в движение. Но движение, получаемое с помощью системы поршней является линейным, именно поэтому в двигателе требуется перевести линейное движение во вращательное. Тут то и пригождается коленчатый вал. Ведь именно для колёс авто лучше всего подходит вращательное движение.

Основные элементы двигателя внутреннего сгорания

Поршни - это детали, которые циклично перемещаются внутри цилиндра и вырабатывают механическую энергию за счёт сжигания топливной смеси.
Клапаны - открывающиеся и закрывающиеся в нужный момент элементы, которые контролируют выброс отработанных веществ из цилиндра поршня.
Свеча зажигания - это устройство, которое подаёт искру в топливно-воздушную смесь.
Поршневые кольца - это резиновые элементы, расположенные на верхних поверхностях поршней. Они мешают распространению топливной-воздушной смеси и масла за пределы цилиндров.
Коленвал - деталь, которое преобразует линейное движение, поступающее с поршней, во вращательное.
Шатун - деталь, соединяющая коленвал с поршнем, может вращаться с обеих сторон.
Картер - деталь, окружающая коленвал, в которой собирается небольшое количество масла, полученное из нижней части картера.

Система зажигания

Система зажигания является очень важным составляющим каждого автомобиля. Почему? Потому что именно за счёт ее работы происходит воспламенение смеси в цилиндрах. Заряд, который система генерирует обладает высоким напряжением. В системе зажигания присутствует распределительный механизм, который имеет несколько проводов в своём распоряжении. Они делятся на два типа: входные и выходные. Выходных может быть несколько, а входной только один. Количество выходных проводных зависит от количества цилиндров. Для чего же нужна такая замудрённая система? Всё довольно просто. Она нужна лишь для разделения одного заряда на несколько, и дальнейшей их подаче к свечам зажигания. Благодаря работе распределителя достигается максимальная точность работы системы зажигания.

Система охлаждения

В системе охлаждения большого количества авто нет ничего сверхъестественного. Чаще всего она состоит только из водяного насоса и радиатора. Цилиндры охлаждает жидкость, циркулирующая по охлаждающим рубашкам, которая в дальнейшем попадает в радиатор для повторного охлаждения. В некоторых автомобилях, в основном в мотоциклах используется воздушное охлаждение. У них есть как плюсы, так и минусы. К плюсам можно отнести простоту устройства и их легкость, однако, данные системы хуже охлаждают двигатель, чем водяные, к тому же, присутствует сильный шум от их работы. Важно помнить, что для системы охлаждения очень важна правильная циркуляция используемого вещества.

Неисправности ДВС

Теперь, когда мы познакомились с основами работы двигателя, его устройством и основными его элементами, можно приступать к изучению причин неисправностей, которые могут возникнуть при его эксплуатации.

Плохое качество топливной смеси

Причин данной проблемы может быть несколько, наиболее распространённые из них перечислены ниже.

Недостаточное количество топливной смеси или её отсутствие.
Забитое впускное отверстие, из-за которого топливо физически не может поступать в двигатель.
Малое количество поступаемого топлива. В таком случае вся система будет работать нестабильно, потому что смесь будет сгорать ненадлежащим образом.
Топливные примеси. Если в топливо попала, какая-то жидкость, то сгорание будет проходить неправильно, так как посторонние жидкости будут препятствовать процессу сгорания.

Плохое сжатие топливно-воздушной смеси

Данная неисправность связана со сжатием смеси, а именно, с недостаточным её сжатием. Из-за этого горение будет процесс горения будет протекать неправильно. Плохая компрессия может возникнуть из-за ряда причин:

Повреждение или износ поршневых колец. Топливная смесь при этом начинает вытекать из поршня во время его работы.
Плохое уплотнение клапанов.
Повреждения цилиндра. Чаще всего повреждается прокладка, находящаяся между цилиндром и его головкой.

Проблемы с искрой

Искра, вырабатываемая свечой зажигания может быть очень слабой, либо отсутствовать вовсе, это может происходить по следующим причинам:

Выход из строя свечи зажигания или ее провода.
Отключённая регулировка свечи, из-за чего она не успеет поджечь топливо, что и может стать причиной массы проблем.
Разряженный аккумулятор. (если такое произойдет, завести автомобиль не получится)
Изношенные подшипники. В результате их поломки, двигатель, опять же, не заведётся.
Неправильная работа клапанов. Они не смогут открыться и закрываться в нужный момент времени. Поломка плохо влияет на работу двигателя.
Невозможность выброса выхлопных газов. (может быть, у Вас не очень хорошие отношения с соседом, который решил забить выхлопную трубу Вашего автомобиля чем нибудь не особо маленьким?)
Нехватка масла в поршнях, из-за чего они не смогут нормально двигаться, и даже могут заклинить.

Если Вы столкнулись с какой-либо из данных неисправностей, то советуем обратиться в сервисный центр, если у Вас нет возможности самому устранить данную проблему.

Увеличение мощности двигателя

На самом деле, существует довольно много способов, направленных на увеличение мощности Вашего двигателя. Производители постоянно пытаются добиться лучшей мощности мотора при наименьших затратах ресурсов, и для этого им приходится постоянно экспериментировать, придумывать что-то новое. Далее мы рассмотрим, как же всё-таки можно добиться увеличения показателей мотора Вашего авто.

Увеличение рабочего объёма - способствует увеличению мощности, так как каждый оборот требует от двигателя бóльших топливных затрат. Добиться увеличения рабочего объёма можно при помощи установки большего количества цилиндров, либо при помощи замены уже имеющихся на цилиндры большего объёма. Но, как показывает практика, не смысла в установке более чем 12 цилиндров.
Увеличение степени сжатия - позволяет увеличить мощность, потому что чем выше степень сжатия, тем больше давление, а чем больше давление, тем больше итоговая вырабатываемая мощность. Однако, не всё так гладко. При высокой степени сжатия топливно-воздушной смеси появляется риск её самовоспламенения, ещё до срабатывания свечи зажигания. Чтобы такого не происходило, используется высокооктанный бензин, который предотвращает ранее возгорание топлива. Именно поэтому в мощных автомобилях в качестве топлива используется высокооктанный бензин. Благодаря ему пользователь авто может без проблем повысить его мощность, увеличив степень сжатия.
Увеличение объёма смеси - если увеличить подачу воздуха, увеличится и итоговая мощность мотора. Для этого используются компрессоры и трубокомпрессоры наддува, повышающие давление поступаемого воздуха, то есть, увеличивая его итоговый объём.
Охлаждение воздуха - чем больше давление воздуха, тем больше его температура. Именно поэтому лучше подавать в цилиндры охлаждённый воздух, так как при сгорании он будет меньше расширяться, если его температура будет высокой. Именно поэтому, сейчас применяют охладители воздуха. Ими являются радиаторы, через которые сжатый воздух проходит, чтобы охладиться, прежде чем попасть в цилиндр.
Снижение сопротивления воздуха - мощность двигателя снижается из-за высокого сопротивления воздуха. Чтобы снизить сопротивление, можно поставить по несколько впускных клапанов на каждый цилиндр, либо установить бóльшие по объему воздушные фильтры.
Облегчение выхлопа - при четвёртом такте, то есть во время выброса выхлопа, из-за сопротивления воздуха также может снизиться мощность мотора. Сопротивление воздуха можно снизить за счёт установки нескольких выпускных клапанов на каждый цилиндр.
Снижение массы ДВС - чем легче сам ДВС и его детали, тем эффективнее расходуется энергия, так как для совершения работы поршень тратит энергию, исходя из собственной массы, следовательно, чем она ниже, тем лучше он будет работать.
Впрыск топлива - чем точнее будет объём впрыскиваемого топлива, тем эффективнее будет работать ДВС. Благодаря правильному впрыску увеличивается мощность, и понижается расход топлива.

История ДВС

Предшественником ДВС являлась паровая машина с внешней системой сгорания. В ней поршень двигался за счёт энергии пара, который вырабатывался при испарении воды. пар доставлялся в цилиндры по трубам, а топливо сжигалось в отдельном котле. У данной конструкции был один существенный минус - относительно малая мощность при больших затратах топлива. Именно поэтому данный двигатель должен был быть в ближайшее время заменён на что-то более современное. Основная идея ДВС заключалась в том, что энергия, полученная внутри поршня, выталкивала его обратно. Данная реализация была предложена в 1690 году. Порох в ней заменял топливо. Однако чуть позже Дени Папен предложил использовать нагретую до температуры кипения воду вместо пороха. Пар образующийся от кипения воды выталкивал поршень вверх. Раньше поршневая система использовалась в машинах на пару, однако сейчас поршневая система применяется во многих современных двигателях. В 1801 году, на свет появился ДВС, который работал на газовоздушной смеси. Его разработчиком был француз Лебон Филипп. Двигатель состоял из двух компрессоров и одной камеры сгорания, в которую через первый цилиндр попадал сжатый воздух, а через второй сжатый газ. Газовоздушная смесь попадала в цилиндр, в котором и приводились в состояние горения. К сожалению, Лебон скончался в 1804 году, и поэтому не смог продвинуть свой проект дальше чертежей. В 1806 году, французские братья Ньепс (Джозеф и Клод) создали прототип ДВС, который в дальнейшем установили на речное судно. Его мощности хватило на поднятие самого судно и двух братьев, находившихся на нём, вверх по реке Сона. Спустя год после данного испытания оба брата-изобретателя получили патент, подписанный Наполеоном Бонапартом, срок которого длился 10 лет. Однако данный аппарат нельзя было назвать ДВС, из-за различия в работе двух данных аппаратов. Лодка двигалась за счёт выталкивания воды из трубы, находившейся под дном лодки. Двигатель был устроен следующим образом:

Две камеры - поджигания и сгорания
Устройство, подающее топливо
Зажигательное устройство
Сильфон для нагнетания воздуха

Было принято решение об использовании угольной пыли, которая заменяла топливо. Позже братья модифицировали топливо, добавив к угольной пыли смолу, а потом и вовсе заменили уголь со смолой на нефть и создали систему впрыска. К сожалению, на данном этапе проект был остановлен в развитии, так как братья разошлись и занялись совершенно другими делами. Тем не менее сегодня считается, что систему впрыска создали именно братья Ньепс. Вот так выглядел аппарат братьев Ньепс:

В 1807 году, швейцар Франсуа Исаак де Рива сумел сконструировать ДВС, в котором впервые зажигание было реализовано при помощи электричества, а в качестве топлива применялся водород. Немного позднее Франсуа совместил четырёхколёсную повозку со своим изобретением. Это был первый автомобиль на ДВС. В нём использовалась поршневая система, благодаря которой колёса приводились в движение. В также нём впервые решили использовать горючую смесь, сгорающую внутри цилиндров. Энергии, вырабатываемой двигателем, было достаточно для передвижения нового аппарата. Смесь поджигалась благодаря электрическому разряду. все отработанные газы высвобождались через клапан сброса. Более подробно о принципе работы данного аппарата вы можете почитать на просторах Интернета. В 1813 году, Франсуа собрал еще одну машину, вес которой составлял примерно 1 тонну. При скорости 3 километра в час она смогла проехать 26 метров. В это время на ней находилось четвёро мужчин и камень, имевший массой в 700 фунтов. Ниже представлено изображение изобретения Франсуа де Рива.

В 1825 году, был создан мотор, который работает при помощи водорода. Его автором был Сэмюэль Браун. Принцип работы мотора зиждился на сжигании воздуха внутри цилиндра, после чего в нем образовывался вакуум, и из-за этого поршень начинал двигаться вниз. Для охлаждения данной конструкции применялась водяная рубашка. В основном аппарат использовался в речных судах. Скорость некоторых из них могла достигать 14 км/ч. Позднее Брауном была основана компанию по производству изобретённого им мотора, однако предприятие вскоре распалось, из-за того что топливо было тяжело поставлять, а сам аппарат был тяжёл в производстве.

В 1826 году, американцем Мори Сэмюэлем был изобретён ДВС, в котором в качестве топлива применялись спирт и скипидар. Конструкция стала больше походить на современную, так как используемые в ней элементы присутствуют и в современных автомобилях, охлаждающихся водяной рубашкой. Мори показал свою работу в Нью-Йорке, однако во время презентации управление над машиной был потеряно, и Мори съехал в канаву. Мори так и не смог заинтересовать своим творением ни одного покупателя. В 1833 году, американец Лемюэль Райт, запатентовал двухтактовый газовый ДВС, на водяном охлаждении. Принцип работы данного аппарата похож работу современных двигателей. Взрыв смеси в цилиндре циклично двигает поршень, а выхлопы выбрасываются из клапана, который открывался в конце цикла. У данного прибора был чертёж, однако неизвестно, был ли он когда-либо реализован на практике. В 1838 году, было запатентовано целых 3 различных модели ДВС. Их создателем стал Уильям Барнетт. Первый - двухтактовый, односторонний, имеющий два насоса, один для воздуха, другой для газа. В цилиндр смесь попадала уже после поджига. Впуск и выпуск проходили с помощью клапанов. Второй - по сути, был идентичен первому, но горение проходило с обеих сторон поршня. Третий - был основан на втором, но выпуск отработанных газов происходил автоматически после того как поршень достиг крайней точки. В 1853 - 1857 годах, итальянцы Феличе Маттеуччи и Еугенио Барзанти, стали разработчиками двухцилиндрового ДВС, который был запатентован в Лондоне, так как итальянская власть не могла предоставить им надлежащую защиту. Аппарат был мощнее парового двигателя, и поэтому пользовался популярностью по всему миру. Двигатели обязалась производить компания из Бельгии, с которой инженеры заключили договор. Барзанти решил отправиться в Бельгию, чтобы лично контролировать весь процесс производства, однако внезапно скончался от тифа. Из-за его смерти производство было полностью остановлено, а Маттеуччи вернулся к работе инженера-гидравлика. На этом, пожалуй, мы остановимся, потому что этапов развития ДВС очень много, и перечислять их все бессмысленно, схожую информацию можно без труда найти на просторах Интернета. Из всех этапов видно, что на протяжении многих лет люди пытались заменить лошадей чем то механическим, и, в итоге, им это удалось. Каждый этап развития включает в себя предыдущий, но имеющий свои преимущества и новшества. Процесс разработки и совершенствования двигателей не завершён и сегодня, ведь людям также хочется получать максимум, затрачивая минимум, при этом сейчас стоит ещё и вопрос экологии, ведь выброс автомобильных отходов в атмосферу сильно вредит окружающей среде и самим людям.

Итоги

В данной статье мы познакомились с холостым ходом двигателя. В дополнение к этой теме рассматривался ДВС. Рассматривалась история создания ДВС, различные возникающие проблемы и их причины, способы увеличения мощности и многое другое. Что касается холостого хода, всё также было рассмотрено максимально подробно (характеристики, увеличение и уменьшение частоты хода, возможные неполадки, их причины и способы решения). Надеюсь, что из данной статьи Вы почерпнули много новой, полезной, а главное, нужной в повседневной жизни информации, ведь каждый водитель должен хотя бы поверхностно понимать внутреннее устройство своего авто, включая его сердце, то есть, двигатель, о котором мы, собственно, и говорили.