Двигатели внутреннего сгорания, о которых мало кто знает

Автор: Денис Денисов, редактор

14 мая 2019

Но, несмотря на все достоинства, хватает у ДВС недостатков, избавиться от которых, изменив конструкцию или схему работы мотора, пытались во все времена. Рассмотрим наиболее интересные из подобных попыток.

Цикл Аткинсона

4-тактные моторы до сих пор работают по циклу, разработанному в далёком 1876 году немецким изобретателем Николаусом Отто. Но в 1886 году британский инженер Джеймс Аткинсон попытался усовершенствовать эту схему. В обычном ДВС впуск закрывается практически сразу после прохождения поршнем нижней мертвой точки. В отличии от него, в цикле Аткинсона такт впуска намного дольше, впускной клапан закрывается лишь на полпути поршня к верхней мертвой точке. Это приводит к лучшему наполнению цилиндров за счет снижению насосных потерь. Как результат, двигатель Аткинсона расходует на 10% меньше топлива.

Но, не обошлось и без недостатков, правильно работает такой мотор только на высоких оборотах. Эту проблему можно решить устанавив механический нагнетатель, но это приводит к удорожанию конструкции. По этой причине серийные автомобили крайне редко оснащают такими двигателями.

Без клапанов

Одним из самых сложных и шумных механизмов в классическом ДВС является ГРМ. Многие изобретатели пытались это исправить, и пожалуй, самой успешной попыткой стал, созданный в начале ХХ века, мотор Чарльза Найта. В конструкции этого двигателя полностью отсутствуют клапаны и их громоздкий привод. Их функцию выполняют специальные золотники. С помощью оригинального привода золотники двигаются в вертикальной плоскости, открывая окна цилиндрах.

Конструкция отличалась практически бесшумной работой, но была весьма дорогой. Поэтому применяли подобные моторы лишь компании, выпускавшие представительские автомобили, такие как Daimler, Mercedes-Benz, Panhard Levassor. Однако эксплуатация выявила серьёзный недостатки. Система Найта оказалась крайне ненадежной и прожорливой, отличаясь, к тому же, высоким расходом масла из-за трения между золотниками и стенками цилиндра. Поэтому, в 40-х годах прошлого века, с появлением усовершенствованных клапанных механизмов, автопроизводители отказались от золотникового ГРМ.

Изменяемая степень сжатия

Одной из важнейших характеристик двигателя является степень сжатия. Чем она выше, тем выше КПД бензинового мотора. Но, из-за риска детонации, бесконечно увеличивать степень сжатия нельзя. Особенно эта проблема проявляется в наддувных двигателях. Один из способов решить этот вопрос — изменяемая в зависимости от режима работы мотора степень сжатия. Попытки реализовать подобную схему начались еще во второй половине ХХ века, но сложность конструкции пока не позволяет использовать такие моторы на массовых моделях. Тем не менее, это весьма перспективное направление, над которым и сейчас работают многие автопроизводители.