Автомобиль «инвалидка»: годы выпуска авто, технические характеристики, устройство, мощность и особенности эксплуатации

Серпуховский автомобильный завод в 1970 году на смену мотоколяске С-ЗАМ выпустил четырехколесный двухместный автомобиль СМЗ-СЗД. «Инвалидками» такие машины именовались в народе по причине распространения через органы социального обеспечения среди инвалидов разных категорий с полной либо частичной оплатой.

Собесы выдавали мотоколяски сроком на пять лет. Бесплатный ремонт советского автомобиля «инвалидка» осуществлялся через два с половиной года эксплуатации. Владелец пользовался мотоколяской еще два с половиной года, после чего сдавал ее обратно в собес и получал новую. Далеко не все инвалиды, получавшие подобные транспортные средства, пользовались ими в дальнейшем.

Органы социального обеспечения организовывали обучение людей с ограниченными возможностями управлению мотоколяской, для чего требовалось водительское удостоверение категории «A».

История создания

Серпуховский автомобильный завод с 1952 по 1958 года выпускал трехколесный автомобиль-мотоколяску С-1Л, который на момент разработки маркировался как СЗЛ. Она сменилась знаменитой «моргуновкой» — моделью СЗА с брезентовым верхом и открытым кузовом, отличающейся четырехколесной конструкцией.

СЗА по многим параметрам не соответствовала требованиям, предъявляемым к автомобилям подобного типа. Это стало причиной стартовавшей в шестидесятых годах разработки нового поколения автомобилей совместно со специалистами из МЗМА, НАМИ и ЗИЛ. Созданный прототип «Спутник», получивший индекс СМЗ-НАМИ-086, так и не был запущен в серийное производство, и автозавод в Серпухове продолжил выпуск четырехколесной «моргуновки».

Конструкторский отдел СМЗ начал разработку нового поколения мотоколяски только в начале семидесятых годов и запустил созданный автомобиль в серийное производство под индексом СМЗ-СЗД.

Основные узлы, агрегаты и комплектующие мотоколяски во времена СССР широко применялись для собственноручного изготовления транспортных средств ввиду их легкости обслуживания, доступности и достаточной надежности. Описания и конструктивные особенности таких самоделок повсеместно публиковались в журналах «Техника молодежи» и «Моделист-Конструктор». Органы Собеса нередко передавали списанные модели «инвалидки» СМЗ-С3Д Станциям юного техника и Домам пионеров, где они использовались с аналогичными целями и давали возможность подрастающему поколению изучать автомобилестроение.

Технические характеристики

Автомобиль «инвалидка» из СССР оснащался задним приводом, двухместным салоном, двухдверным кузовом купе, трехспицевым рулевым колесом с подрулевыми переключателями, задним расположением двигателя. Несмотря на критерии, характерные для спорткаров, детище совестного автопрома выглядит совсем иначе. Фото «инвалидки» может вогнать в ступор, однако такое чудо конструкторской мысли выпускалось на протяжении 27 лет. В период с 1970 по 1997 года с конвейеров Серпуховского автозавода сошло свыше 223 тысяч автомобилей.

Кузов мотоколяски был собран из штампованных комплектующих. При длине в 2825 миллиметров авто «инвалидка» обладало внушительным весом — 498 килограмм, что в сравнении с той же «Окой», к примеру, было довольно-таки много: четырехместный автомобиль весил 620 килограмм.

Гамма двигателей

Первые несколько лет серийного производства мотоколяска комплектовалась одноцилиндровым 350-кубовым двигателем мощностью 12 лошадиных сил, позаимствованным у мотоцикла «ИЖ-Планета 2». Несколько позже автомобиль «инвалидка» из СССР начал оснащаться 14-сильным мотором от ИЖ-Планета 3. Учитывая повышенные эксплуатационные нагрузки, инженерами было принято решение о дефорсировании двигателей с целью повышения их рабочего ресурса и эластичности. Силовая установка была дополнена системой принудительного воздушного охлаждения, прогоняющей воздух через цилиндры. Расход горючей смеси у компактной «инвалидки» СЗД был немаленький: на 100 километров пробега потреблялось 7 литров масляно-бензиновой смеси. Объем топливного бака составлял 18 литров, а подобные аппетиты не возмущали владельцев только благодаря низкой стоимости топлива в те годы.

Ходовая часть

В паре с двигателем от «инвалидки» шла четырехступенчатая механическая трансмиссия с характерным для мотоциклов алгоритмом переключения скоростей: нейтраль располагалась между первой и второй ступенями, а включение передач было последовательным. Задний ход автомобиля осуществлялся благодаря реверс-редуктору, активируемому отдельным рычагом.

Подвеска автомобиля «инвалидка» независимая, торсионного типа, спереди с двухрычажной конструкцией, сзади — с одним рычагом. 10-дюймовые колеса оснащены стальными разборными дисками. Тормозная система представлена барабанными механизмами и гидравлическим приводом, подключенным к ручному рычагу.

Производителем указывалась максимальная скорость в 60 км/час, однако на практике мотоколяску можно было разогнать только до 30-40 км/час. Установленный на инвалидку мотор от мотоцикла нещадно дымил и был слишком громким, благодаря чему услышать мотоколяску можно было за несколько минут до ее появления в поле зрения. Комфортной поездку на таком автомобиле назвать сложно, однако его до сих пор можно встретить на дорогах в селах и провинциальных городах.

Мифы и факты о советской «инвалидке»

Крохотный автомобиль, тарахтенье которого можно было услышать в самых разных уголках страны в конце прошлого века, привлекал немало внимания и был прозван «инвалидкой». Несмотря на более чем скромные габариты и необычную внешность, нашедшую отражение в многочисленных фото, «инвалидка» выполняла важную задачу, являясь специальным транспортным средством, предназначенным для передвижения людей с ограниченными возможностями.

Пожалуй, именно эта особенность и стала причиной того, что рядовые автолюбители не имели должного представления о технической составляющей мотоколяски. В связи с этим рядовые граждане сильно заблуждались по поводу автомобиля «инвалидки», что послужило прекрасной почвой для появления большого количества мифов, идущих вразрез с существующими фактами.

Миф: СМЗ-СЗД — модернизированная версия «моргуновки»

У большинства автомобилей, выпущенных во времена СССР, было эволюционное развитие: к примеру, ВАЗ-2106 трансформировался из ВАЗ-2103, а на базе АЗЛК М-412 был разработан «сороковой» «Москвич».

Существенным отличием третьего поколения мотоколяски авторства Серпуховского завода было то, что создавалась она, по сути, на основе нового двигателя от Ижевского машиностроительного завода, и получила цельнометаллический кузов закрытого типа несмотря на то, что на первых этапах проекта в качестве материала предлагался стеклопластик. И в задней, и в передней подвеске торсионы с продольными рычагами заменили классические пружины.

С предшествующей моделью автомобиль «инвалидку» объединяет разве что только концепция четырехколесной двухместной мотоколяски, во всем остальном же СМЗ-СЗД является полностью самостоятельной конструкцией.

Именно поэтому СМЗ-С3Д следует считать самостоятельной конструкцией, которую с предшественницей объединяет разве что концепция – двухместная четырехколесная мотоколяска.

Миф: для своего времени СМЗ-СЗД обладала слишком примитивной конструкцией

Для большинства автолюбителей «инвалидка» была слишком убогим и отсталым автомобилем. Относиться к мотоколяске как к современному транспортному средству не позволяла как ее техническая составляющая — двухтактный одноцилиндровый двигатель, так и внешний вид с плоскими стеклами, простым, но функциональным экстерьером и полным отсутствием интерьера как такового (последнее, кстати, отражено на многочисленных фото). Автомобиль «инвалидка», впрочем, по многим конструктивным решениям и уникальным характеристикам являлся вполне прогрессивным и в какой-то степени инновационным транспортным средством.

По меркам своего времени применявшийся в СМЗ-СЗД плоскопараллельный дизайн был весьма актуален. Автомобиль комплектовался независимой подвеской, двигателем с поперечным размещением, рулевым управлением реечного типа, объединенным с независимой передней подвеской, тросовым приводом сцепления, гидравлической тормозной системой, автомобильной оптикой и 12-вольтовым электрооборудованием, что было весьма неплохо для мотоколяски.

Факт: мощности мотоциклетного двигателя было недостаточно

Советские автолюбители весьма скептически, а порой и вовсе негативно относились к мотоколяске, значительно замедляющей поток автомобилей.

Двигателя ИЖ-П2, дефорсированного до 12 лошадиных сил, для автомобиля весом почти 500 килограмм оказалось недостаточно, что сказалось на динамических показателях автомобиля. «Инвалидки» по этой причине с осени 1971 года начали комплектоваться более мощной версией силового агрегата, получившей индекс ИЖ-П3. Впрочем, установка 14-сильного двигателя проблемы не решила: обновленная мотоколяска была слишком громкой, оставшись при этом крайне медленной. Максимальная скорость автомобиля с десятикилограммовым грузом и двумя пассажирами составляла всего 55 км/час, причем динамика разгона была откровенно плохой. К сожалению, производитель не рассматривал вариант установки на автомобиль «инвалидку» более мощного двигателя.

Миф: мотоколяска выдавалась каждому инвалиду бессрочно и бесплатно

Стоимость СМЗ-СЗД на конец восьмидесятых годов составляла 1100 рублей. Органы соцобеспечения распространяли мотоколяски среди людей с ограниченными возможностями, причем предлагался вариант как полной, так и частичной оплаты. Бесплатно автомобиль выдавался только инвалидам первой группы: ветеранам Великой Отечественной войны, людям, получившим инвалидность во время службы в Вооруженных Силах или на производстве. Инвалидам третьей группы мотоколяска предлагалась по цене приблизительно в 220 рублей, однако требовалось простоять в очереди от пяти до семи лет.

Условия выдачи автомобиля «инвалидки» предполагали пятилетнее использование и одноразовый капитальный ремонт спустя два с половиной года с момента получения транспорта. Новый экземпляр инвалид мог получить только после сдачи предыдущей модели в органы Собеса. Но это в теории, на практике же оказалось, что некоторые инвалиды могли эксплуатировать несколько машин подряд. Бывали случаи, когда полученная «инвалидка» не эксплуатировалась на протяжении всех пяти лет ввиду отсутствия необходимости в ней, однако от подобных подарков со стороны государства люди не отказывались.

В водительском удостоверении человека с ограниченными возможностями, управлявшего до получения инвалидности автомобилем, вычеркивались все категории и ставилась отметка «мотоколяска». Для инвалидов, не имевших ранее водительских прав, были организованы специальные курсы, обучающие управлению мотоколяской. По окончании обучения им выдавалось специальное удостоверение особой категории, допускавшей к управлению только автомобилем «инвалидкой». Стоит отметить, что подобный транспорт не останавливался сотрудниками ГАИ для проверки документов.

И факт, и миф: зимой эксплуатация мотоколяски была невозможна

Отсутствие привычной для всех автолюбителей системы отопления в СМЗ-СЗД объяснялось установленным мотоциклетным двигателем. Несмотря на это, комплектация автомобиля предусматривала автономный бензиновый отопитель, что было характерно для автомобилей, оснащенных моторами с воздушным охлаждением. Отопитель был довольно капризен и требователен в обслуживании, однако позволял прогреть салон автомобиля до приемлемой температуры.

Отсутствие стандартной системы отопления было скорее преимуществом «инвалидок», чем недостатком, поскольку избавляло владельцев от ежедневной необходимости в смене воды, поскольку в семидесятых годах прошлого века антифризом пользовались редкие владельцы «Жигулей», в то время как на всех остальных транспортных средствах использовалась обычная вода, которая замерзала при низких температурах.

В теории автомобиль «инвалидка» подходил для эксплуатации в зимнее время года куда лучше, чем те же «Волги» или «Москвичи», поскольку ее двигатель легко заводился, однако на практике оказывалось, что внутри диафрагменного бензонасоса образовывался мгновенно замерзающий конденсат, из-за которого двигатель отказывался заводиться и глох на ходу. По этой причине в холодное время года большинство людей с ограниченными возможностями не эксплуатировали СМЗ-СЗД.

Факт: мотоколяска была самой массовой моделью Серпуховского автозавода

Темпы производства на автомобильном заводе в Серпухове в семидесятые годы начали активно наращиваться с целью улучшения количественных показателей и перевыполнения плана, что в те времена было весьма характерно для всех советских заводов. По этой причине завод в кратчайшие сроки вышел на новый уровень с ежегодным выпуском более десяти тысяч мотоколясок. В пиковый период, пришедшийся на середину семидесятых, за год производилось более 20 тысяч «инвалидок». За весь срок производства — с 1970 по 1997 год — с конвейера Серпуховского автозавода вышло более 230 тысяч СМЗ-СЗД и ее модификации СМЗ-СЗЕ, предназначенной для людей, управлявших автомобилем одной рукой и одной ногой.

На территории стран СНГ ни до, ни после не выпускался ни один автомобиль для людей с ограниченными возможностями в таких количествах. Компактная, необычная и довольно забавная машинка из Серпухова смогла подарить тысячам инвалидов свободу передвижения.

Виды двигателей для электромобиля

Наверное, каждый слышал, что жидкое топливо имеет ограниченный ресурс и в скором времени мы его исчерпаем. Вот почему многие производители автомобилей занялись разработками электрокаров. Двигатель для электромобиля имеет свои преимущества и недостатки: сравним его с ДВС и узнаем, можно ли купить электрический мотор и по какой цене.

1. Как устроен электрокар
2. Что такое тяговый электромотор
3. Моторы для электрокаров
4. Отличия по типу тока
5. Особенности мотора-колесо
6. Особенности электромотора
7. Крутящий момент
8. Количество оборотов
9. Коллекторный и бесколлекторный приводы
10. Электропривод и ДВС при минусовой температуре
11. Самый популярный электродвигатель
12. Стоимость приводов для электрокаров
13. В заключение
14. Электромоторы для транспорта будущего: Видео

Как устроен электрокар

Долго говорить об устройстве электрокара не придется, так как это обычное транспортное средство, в котором двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный) заменен электромотором. Конечно, это повлекло некоторые изменения в механизмах управления, но суть осталась прежней.

Наверное, самым наглядным примером является электромобиль — это фактически тот же автомобиль, но только на электрической тяге. Узнайте подробнее, какое устройство электромобиля.

Что такое тяговый электромотор

Тяговый электропривод — это индукционный мотор, который предназначен для приведения в движение транспортного средства, независимо от его предназначения и габаритов. Подобными двигателями оснащены уже давно привычные нам транспортные средства:

• погрузчики на складах;
• троллейбусы;
• локомотивы (поезда);
• трамваи.

Относительно недавно такие агрегаты стали применяться и в гражданском автомобилестроении. Причем стоит отметить, что принципиально сами моторы не изменились: в зависимости от потребностей меняться может лишь размер и мощность устройства.

Тяговые электродвигатели для электрокара представляют собой мощные электрические моторы, которые в силу своих технических данных имеют некоторые конструктивные отличия от обычных двигателей:

• индивидуальные способы крепления и усиленные крепежи;
• место для размещения;
• многогранные станины;
• увеличенные габариты;
• большой вес.

Тяговый электрический привод в силу того, что чаще всего используется в городских пассажирских транспортных средствах, должен быть рассчитан на эксплуатацию в довольно сложных погодных условиях – дождь, пыль, грязь, высокие и низкие температуры.

Все это делает обязательным наличие дополнительных способов защиты: тепло- и гидроизоляции.

Особенности тягового мотора:

• Якорь состоит из:
  • сердечника,
  • обмотки,
  • вала,
  • коллектора.
• Щетки и щеткодержатели в этом случае одна конструкция, которая крепится к остову через изоляторы.
• Остов одновременно выполняет функции магнитопровода, ведь именно к нему крепятся основные и дополнительные полюса. Поэтому остов выполняется из стали, обладающей отличными магнитными свойствами.

Теперь рассмотрим принцип действия электромотора. Если в двух словах, то при подаче на обмотку статора образуется сильное вращающееся магнитное поле, которое наводит ток в короткозамкнутой обмотке ротора. Такое воздействие заставляет ротор вращаться. И чем сильнее магнитное поле, образуемое статором, тем мощнее будет сила вращения – так называемый крутящий момент.

Моторы для электрокаров

Существует большое количество разных разработок электрических моторов, которые отличаются между собой по множеству параметров. Иногда эти отличия весьма разительны.

Есть разделение по принципу работы:

• По типу тока – переменный, постоянный или гибридный. Они, в свою очередь, могут разделяться на такие типы:
  • синхронный;
  • асинхронный;
  • шаговые и сервоприводы – как правило, используются в промышленных станках для точного позиционирования рабочего инструмента.
  • коллекторный и безколлекторный.
• Мотор-колесо.

Каждый из этих приводов имеет свои особенности, которые определяют область применения. Поэтому давайте рассмотрим их подробнее.

Отличия по типу тока

Как мы знаем, существует два типа тока: переменный и постоянный.

По сути, такие моторы работают по схожим принципам: все отличия заключаются в способе питания привода. А он, в свою очередь, определяет некоторые особенности:

Электродвигатель постоянного тока имеет возможность более плавного и точного регулирования оборотов. А еще более высокий КПД, что очень важно в автомобилях. Но такой тип привода имеет и более высокую стоимость. Конструктивная особенность в том, что обмотка находится на роторе (он же называется якорем), который является подвижной вращающейся частью.

Двигатель переменного тока устроен так: обмотка мотора расположена на статоре. Причем между статором и ротором есть воздушный зазор, величина которого определяет другие дополнительные особенности привода. По большей части эти устройства нашли признание благодаря весьма простой конструкции.

Они разделяются на два типа:

• Однофазный привод не имеет начального пускового момента, поэтому по большей части используется в бытовых приборах. Направление вращения определяется внешними силами в момент запуска.
• Трехфазные разделяются на два подвида:
  • с короткозамкнутым ротором;
  • С фазным ротором.

Именно трехфазные электроприводы могут быть синхронными и асинхронными. Как раз асинхронный мотор с короткозамкнутым ротором получил наибольшее распространение.

Существуют универсальные приводы. В последнее время именно они вытесняют традиционные моторы постоянного и переменного тока.

Суть универсальных приводов заключается в том, что вся работа контролируется платой управления. Такие двигатели называются ЕС (англ. electronically communicated). Ротор такого привода имеет постоянные магниты, а статор оснащен набором неподвижных катушек. Подключение осуществляется при помощи электронных схем: они могут переключать фазы в неподвижных катушках, что помогает поддерживать вращение ротора.

В нужный момент плата управления подключает подачу постоянного тока в определенной полярности. Это увеличивает точность электромотора. Благодаря такой конструкции и внешнему управлению двигатель ЕС не имеет ограниченной синхронной скорости вращения.

Особенности мотора-колесо

Мотор-колесо уже давно известен, однако не получал применение в автомобилях в силу некоторых ограничений того времени. Относительно недавно была применена новая технология пусковой обмотки, благодаря чему получилось достичь высокого пускового момента.

Современное мотор-колесо для электромобиля имеет несколько преимуществ:

• Устойчивость к перепадам температур.
• Простота и дешевизна в производстве (сборке).
• Низкий уровень шума при работе и малый вес.
• Надежность и долговечность.
• Простота в обслуживании.

По большей части это электродвигатели российского производства, так как изначально они были придуманы в РФ ученым Дуюновым, затем модернизированы.

Мотор-колесо состоит из тех же компонентов, что и обычный электродвигатель:

• ротор с магнитами;
• статор с катушками.

На статор подается электричество, которое при помощи катушек создает магнитное поле, воздействующее на магниты ротора, заставляя их вращаться. При этом все компоненты спрятаны внутри колеса.

Внутри ближе к центру оси располагается неподвижный статор с множеством катушек. Вокруг него подвижная часть – ротор с магнитами. Это традиционное расположение, но существуют варианты и с обратным порядком, когда вращающаяся часть находится внутри, а вокруг ротора располагается неподвижный статор. Такая конструкция имеет определенные преимущества, но реализовать ее технически сложнее.

Особенности электромотора

Можно выделить много положительных качеств, присущих электродвигателям:

• экологичность,
• экономичность,
• низкий уровень шума,
• простота в обслуживании,
• долговечность.

К особенностям же можно отнести два наиболее важных показателя:

• высокий крутящий момент,
• неограниченное количество оборотов, что позволяет полностью исключить потребность в КПП.

Именно от этих параметров и зависит мощность автомобиля и его скорость. Конечно, есть и другие параметры, такие, как дальность пробега, надежность, легкость в обслуживании и многое другое. Но в первую очередь принимается во внимание именно крутящий момент и скорость вращения привода.

Крутящий момент

Тяговый показатель двигателя определяет мощность мотора. Измеряется данный показатель в ньютонах на метр (Hm).

Если говорить об электродвигателях, то современные приводы имеют весьма высокую мощность при относительно низком потреблении.

В целях экономии пространства и снижения веса автопроизводители стараются не оснащать машины слишком мощными приводами и большими аккумуляторами. Но даже в таком случае крутящий момент весьма высок.

Расчет электродвигателя включает в себя в первую очередь именно крутящий момент.

Если быть конкретнее, то минимальный показатель для электромобиля будет составлять около 170 Hm. Максимальный показатель может достигать и 10 000 Hm, как, например, у Tesla Roadster. Но такие характеристики стали возможными благодаря использованию КПП.

В большинстве случаев коробки переключения передач в электрокарах не используются, поэтому крутящий момент колеблется в диапазоне от 280 Hm до 600 Hm, чего более чем достаточно.

Количество оборотов

Как мы уже выяснили, электромотор обладает высоким потенциалом и отличной мощностью, а также имеет большое количество оборотов. Причем, как правило, количество оборотов ограничивается искусственно – платой управления. И это также является одним из преимуществ электрического привода в автомобилях. Конечно, все зависит от того, какого типа мотор будет установлен, какие аккумуляторы будут использоваться, и от других параметров.

На сегодняшний день количество оборотов асинхронного мотора, который используется в Tesla S, достигает 16 000 Обмин. В зависимости от производителя и типа двигателя данный показатель может изменяться, и, как правило, колеблется в пределах от 14 000 до 18 000 оборотов.

Коллекторный и бесколлекторный приводы

Для подачи питания на движущуюся часть двигателя (якорь) была разработана такая схема:

• На якоре все катушки соединяются с группой контактов, которая называется коллектором.

• Коллектор (подвижная деталь) соединяется со статичной частью мотора через так называемые щетки. Это графитовые контакты, которые пружинами придавливаются к коллектору. При этом коллектор может свободно вращаться, не теряя контакта со щетками.

Конечно, в этой конструкции есть несколько недостатков:

• При резких перепадах напряжений (при старте или остановке) возникают довольно мощные искры.
• Щетки со временем стираются и их надо заменять. По сути это расходный материал.
• Количество оборотов ограничено.

Бесколлекторные электродвигатели (БД) лишены таких недостатков. Поэтому они получают все большее распространение и все чаще производители электрокаров обращают на них свое внимание. К таким моторам относятся современные универсальные приводы с электронным управлением.

Электропривод и ДВС при минусовой температуре

Каждый автовладелец сталкивался с проблемой, когда ДВС сложно запустить на сильном морозе. И это объясняется рядом факторов:

• ДВС имеет множество трущихся деталей. При отрицательных температурах металл сжимается, и силы трения увеличиваются.
• Масла при низкой температуре загустевают.
• Емкость аккумулятора и его ударный ток снижаются при низких температурах.
• Топливо может загустеть при большом морозе (особенно дизельное).

Все эти недостатки не касаются электропривода, так как в нем практически нет трущихся деталей, за исключением нескольких подшипников. А источником энергии для такого привода является аккумулятор, который расположен в теплоизолированном месте под салоном автомобиля.

Самый популярный электродвигатель

Выше мы в целом рассмотрели, какие применяются электродвигатели для электрокаров. Все они имеют плюсы и минусы. Но если говорить о промышленных масштабах, то здесь неоспоримое лидерство получили агрегаты с электронным управлением: они лишены большинства недостатков, вобрали в себя лучшие качества всех видов и являются оптимальным решением.

Конечно, такой электромотор для электромобиля имеет наиболее высокую стоимость, но она вполне оправдана получаемыми характеристиками.

Стоимость приводов для электрокаров

Цены на двигатели для электромобилей разнятся из-за конструктивных отличий моторов, характеристик используемых материалов. Стоимость может колебаться от 1500 до 5 000 американских долларов.

Многое зависит от технических характеристик:

• мощность (W),
• крутящий момент,
• тип мотора,
• напряжение и многое другое.

Более того, электродвигатели, которые используются при изготовлении электрокаров, не продаются в обычных магазинах. Купить двигатель такого типа можно только по индивидуальному заказу. В остальных случаях они поставляются оптом на автомобильные заводы.

В заключение

Новые разработки двигателей для электромобилей позволили достичь небывалых результатов:

• Крутящий момент максимален сразу с момента запуска.
• Нет трущихся деталей.
• Малые размеры.
• Надежность и долговечность.
• Низкий уровень шума.
• Исключено негативное влияние на экологию.
• Широкий диапазон управления оборотами позволяет полностью убрать коробку переключения передач.

И это далеко не весь список достоинств. Однако двигатель для электрокара имеет два довольно существенных минуса:

• Малая дальность пробега без подзарядки.
• Нет оборудованных станций для заряда аккумуляторов.

Эти проблемы решаемы и минимизируются уже сегодня: разрабатываются новые технологии, позволяющие увеличить дальность пробега, создаются станции заряда электрокаров.

Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.

В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

• Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
  • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
  • инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
  • дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
• Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
• Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Особенности их устройства заключаются в преображении тепловой энергии в механическую работу с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

1. Впуск топлива;
2. Сжатие топлива;
3. Сгорание;
4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

1. ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
2. Система смазки;
3. Система охлаждения;
4. Система подачи топлива;
5. Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

• Распределительный вал;
• Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
• Детали привода клапанов;
• Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

• Масляный картер (поддон);
• Насос подачи масла;
• Масляный фильтр с редукционным клапаном;
• Маслопроводы;
• Масляный щуп (индикатор уровня масла);
• Указатель давления в системе;
• Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

• Рубашка охлаждения двигателя;
• Насос (помпа);
• Термостат;
• Радиатор;
• Вентилятор;
• Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

• Топливный бак;
• Датчик уровня топлива;
• Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
• Топливные трубопроводы;
• Впускной коллектор;
• Воздушные патрубки;
• Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

• Выпускной коллектор;
• Приемная труба глушителя;
• Резонатор;
• Глушитель;
• Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Источник Источник http://fb.ru/article/390316/avtomobil-invalidka-godyi-vyipuska-avto-tehnicheskie-harakteristiki-ustroystvo-moschnost-i-osobennosti-ekspluatatsii
Источник http://1electrocar.ru/princip/dvigatel-dlya-elektromobilya.html
Источник Источник http://wikers.ru/articles/ustrojstvo-dvigatelya.html