Устройство и принцип работы дизельного двигателя: Устройство дизельных двигателей | Yanmar Russia

Устройство и принцип работы дизельного двигателя

На первый взгляд дизельный двигатель почти не отличается от обычного бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Главные и принципиальные отличия заключаются в способе образования и воспламенения топливо-воздушной смеси. В карбюраторных и обычных инжекторных двигателях приготовление смеси происходит не в цилиндре, а во впускном тракте. В бензиновых двигателях с непосредственным впрыском смесь образуется так же как и в дизелях- непосредственно в цилиндре. В бензиновом моторе топливо-воздушная смесь в цилиндре воспламеняется в нужный момент от искрового разряда. В дизеле же топливо воспламеняется не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре.
Рабочий процесс в дизеле происходит следущим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия (16-24:1) разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке.

А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре — отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля. Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Дизель имеет больший КПД (у дизеля – 35–45%, у бензинового – 25–35%) и крутящий момент. К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Но описанные недостатки относятся в основном к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.
КОНСТРУКЦИЯ.

Как уже отмечалось, конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако аналогичные детали у дизеля существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки — ведь степень сжатия у него намного выше (16-24 единиц против 9-11 у бензинового).

Характерная деталь в конструкции дизелей — это поршень. Форма днища поршней у дизелей определяется типом камеры сгорания, поэтому по форме легко определить, какому двигателю принадлежит данный поршень. Во многих случаях днище поршня содержит в себе камеру сгорания. Днища поршней находятся выше верхней плоскости блока цилиндров, когда поршень находится в верхней точке своего хода. Так как воспламенение рабочей смеси осуществляется от сжатия, в дизелях отсутствует система зажигания, хотя свечи могут применяться и на дизеле. Но это не свечи зажигания, а свечи накаливания, которые предназначены для подогрева воздуха в камере сгорания при холодном пуске двигателя.
Поршни и свечи дизеля
Технические и экологические показатели автомобильного дизельного двигателя в первую очередь зависят от типа камеры сгорания и системы впрыскивания топлива.

ТИПЫ КАМЕР СГОРАНИЯ.

Форма камеры сгорания значительно влияет на качество процесса смесеобразования, а значит и на мощность и шумность работы двигателя. Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные.
Несколько лет назад на рынке легкового машиностроения доминировали дизели с разделенными камерами сгорания. Впрыск топлива в этом случае осуществляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров. При этом различают два процесса смесеобразования: предкамерный (его еще называют форкамерным) и вихрекамерный.
Камеры сгорания дизелей
При форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью. Сечение каналов подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью.

Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Впрыснутое в определенный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом.
Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким. Недостатком дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания являются: увеличение расхода топлива вследствие потерь из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества.
Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня. До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на низкооборотистых дизелях большого объема (проще говоря, на грузовиках). Хотя такие двигатели экономичнее моторов с разделенными камерами сгорания, их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в режиме разгона.
Сейчас благодаря повсеместному внедрению электронного управления процессом дозирования топлива удалось оптимизировать процесс сгорания топливной смеси в дизеле с неразделенной камерой сгорания и существенно снизить шумность. Новые дизельные двигатели разрабатываются только с непосредственным впрыском.

Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.

Система питания дизеля.

Топливный насос высокого давления (ТНВД), принимая горючее из бака от подкачивающего насоса (низкого давления), в требуемой последовательности поочередно нагнетает нужные порции солярки в индивидуальную магистраль гидромеханической форсунки каждого цилиндра. Такие форсунки открываются исключительно под воздействием высокого давления в топливной магистрали и закрываются при его снижении.
Существует два типа ТНВД: рядные многоплунжерные и распределительного типа. Рядный ТНВД состоит из отдельных секций по числу цилиндров дизеля, каждая из которых имеет гильзу и входящий в нее плунжер, который приводится в движение кулачковым валом, получающим вращение от двигателя. Секции таких механизмов расположены, как правило, в ряд, отсюда и название — рядные ТНВД. Рядные насосы в настоящее время практически не применяются ввиду того, что они не могут обеспечить выполнение современных требований по экологии и шумности. Кроме того, давление впрыска таких насосов зависит от оборотов коленвала.

Распределительные ТНВД создают значительно более высокое давление впрыска топлива, нежели насосы рядные, и обеспечивают выполнение действующих нормативов, регламентирующих токсичность выхлопа. Этот механизм поддерживает нужное давление в системе в зависимости от режима работы двигателя. В распределительных ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам.

Эти насосы компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах. В то же время они предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.
Ужесточение в начале 90-х законодательных экологических требований, предъявляемых к дизелям, заставило моторостроителей интенсивно совершенствовать топливоподачу. Сразу же стало ясно, что с устаревшей механической системой питания эту задачу не решить. Традиционные механические системы впрыска топлива имеют существенный недостаток: давление впрыска зависит от частоты вращения двигателя и нагрузочного режима. Это значит, что при низкой нагрузке давление впрыска падает, в результате топливо при впрыске плохо распыляется, попадая в камеру сгорания слишком крупными каплями, которые оседают на ее внутренних поверхностях.

Из-за этого уменьшается КПД сгорания топлива и повышается уровень токсичности отработанных газов.
Кардинально изменить ситуацию могла только оптимизация процесса горения топливо — воздушной смеси. Для чего надо заставить весь её объём воспламениться в максимально короткое время. А здесь необходима высокая точность дозы и точность момента впрыскивания. Сделать это можно, только подняв давление впрыска топлива и применив электронное управление процессом топливоподачи. Дело в том, что чем выше давление впрыска, тем лучше качество его распыления, а соответственно – и смешивания с воздухом. В конечном итоге это способствует более полному сгоранию топливо-воздушной смеси, а значит и уменьшению вредных веществ в выхлопе. Хорошо, спросите вы, а почему бы не сделать такое же повышенное давление в обычном ТНВД и всей этой системе? Увы, не получится. Потому что есть такое понятие, как «волновое гидравлическое давление». При любом изменении расхода топлива в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают волны давления, «бегающие» по топливопроводу. И чем сильнее давление, тем сильнее эти волны. И если далее повышать давление, то в какой-то момент может произойти обыкновенное разрушение трубопроводов. Ну, а о точности дозирования механической системы впрыска даже и говорить не приходится.
Насос-форсунка
В результате были разработаны два новых типа систем питания – в первом форсунку и плунжерный насос объединили в один узел (насос-форсунка), а в другом ТНВД начал работать на общую топливную магистраль (Common Rail), из которой топливо поступает на электромагнитные (или пьезоэлектрические) форсунки и впрыскивается по команде электронного блока управления. Но с принятием Евро 3 и 4 и этого оказалось мало, и в выхлопные системы дизелей внедрили сажевые фильтры и катализаторы.
Насос-форсунка устанавливается в головку блока двигателя для каждого цилиндра. Она приводится в действие от кулачка распределительного вала с помощью толкателя. Магистрали подачи и слива топлива выполнены в виде каналов в головке блока. За счет этого насос-форсунка может развить давление до 2200 бар. Дозированием топлива, сжатого до такой степени и управлением угла опережения впрыска занимается электронный блок управления, выдавая сигналы на запорные электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны насос-форсунок. Насос-форсунки могут работать в многоимпульсном режиме (2-4 впрыска за цикл). Это позволяет произвести предварительный впрыск перед основным, подавая в цилиндр сначала небольшую порцию топлива, что смягчает работу мотора и снижает токсичность выхлопа. Недостаток насос-форсунок – зависимость давления впрыска от оборотов двигателя и высокая стоимость данной технологии.

Система Common Rail.

Система питания Common Rail используется в дизелях серийных моделей с 1997 года. Common Rail – это метод впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящим от частоты вращения двигателя или нагрузки. Главное отличие системы Common Rail от классической дизельной системы заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали. Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска. Система Common Rail состоит из резервуара – аккумулятора высокого давления (иногда его называют рампой), топливного насоса, электронного блока управления (ЭБУ) и комплекта форсунок, соединенных с рампой. В рампе блок управления поддерживает, меняя производительность насоса, постоянное давление на уровне 1600-2000 бар при различных режимах работы двигателя и при любой последовательности впрыска по цилиндрам. Открытием-закрытием форсунок управляет ЭБУ, который рассчитывает оптимальный момент и длительность впрыска, на основании данных целого ряда датчиков – положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т. п. Форсунки могуть быть электромагнитными, либо более современными- пьезоэлектрическими. Главные преимущества пьезоэлектрических форсунок — высокая скорость срабатывания и точность дозирования. Форсунки в дизелях c Common rail могут работать в многоимпульсном режиме: в ходе одного цикла топливо впрыскивается несколько раз – от двух до семи. Сначала поступает крохотная, всего около милиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно, снижается количество вредных компонентов в выхлопе. Многократная подача топлива за один такт попутно обеспечивает снижение температуры в камере сгорания, что приводит к уменьшению образования окиси азота- одной из наиболее токсичных составляющих выхлопных газов дизеля. Характеристики двигателя с Common Rail во многом зависят от давления впрыска. В системах третьего поколения оно составляет 2000 бар. В ближайшее время в серию будет запущено четвертое поколение Common Rail с давлением впрыска 2500 бар.

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы». Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором. На многих автомобилях устанавливается промежуточный охладитель наддуваемого воздуха — интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20 % увеличить мощность. Наддув позволяет добиться одинаковой мощности с атмосферным мотором при меньшем рабочем объеме, а значит, снизить массу двигателя. Турбонаддув, помимо всего прочего, служит для автомобиля средством повышения «высотности» двигателя — в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха, наддув оптимизирует сгорание и позволяет уменьшить жесткость работы и потерю мощности. В то же время турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные в основном с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Неисправный агрегат может полностью вывести из строя сам двигатель. Кроме того, собственный ресурс турбодизеля несколько ниже такого же атмосферного дизеля из-за большой степени форсирования. Такие двигатели имеют повышенную температуру газов в камере сгорания, и чтобы добиться надежной работы поршня, его приходится охлаждать маслом, подаваемым снизу через специальные форсунки.
Прогресс дизельных двигателей сегодня преследует две основные цели: увеличение мощности и уменьшение токсичности. Поэтому все современные легковые дизели имеют турбонаддув (самый эффективный способ увеличения мощности) и Соmmоn Rail.

Принцип работы дизельного двигателя выглядит как самовоспламенение подающегося распыленного топлива при взаимодействии с разогретым при сжатии воздухом. В двух словах не совсем понятно, о чем идет речь, поэтому данную статью посвятим полностью дизельному двигателю.

Устройство дизельного двигателя – основные детали

Такие движки обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков. К первым можно отнести: принцип его работы идеально подходит для тяжелых грузовиков; он более экономичен по сравнению с бензиновым силовым агрегатом. Недостатки: сам процесс сгорания топлива равносилен взрыву, что уже само по себе не может быть достоинством; топливная аппаратура имеет достаточно сложную конструкцию, поэтому, если она выйдет из строя, вам хорошенько придется повозиться; развиваемая скорость будет меньше, чем при работе на бензиновых моторах.

Устройство дизельного двигателя представлено следующим образом. Начинается все с впускного клапана, посредством которого воздух может попасть в рабочие цилиндры. Поршень создает необходимое давление, чтобы попадаемый воздух нагрелся до требуемой температуры, а коленчатый вал воспринимает усилие, поступающее от поршня, и преобразует его в крутящий момент. Вот вкратце так и выглядит работа дизельного двигателя.

Принцип работы дизельного двигателя – выбираем тип камеры сгорания

Области для воспламенения топлива бывают двух типов, в зависимости от вида самого дизельного агрегата. Неразделенная камера сгорания находится в поршне, топливо же в этом случае впрыскивается в надпоршневое пространство. В этом случае вы можете рассчитывать на экономичность, так как расход горючей смеси будет минимальным, однако отрицательным моментом послужит повышенный шум, особенно во время холостого хода.

В разделенных камерах сгорания подача топлива осуществляется в отдельную камеру, которая посредством специального канала связана с цилиндром. Обеспечивается отличное перемешивание топлива с воздухом, только после этого оно уже подается в рабочее пространство, что способствует более качественному сгоранию смеси. Это повышает чистоту выбросов, долговечность мотора и мощность авто.

Как работает дизельный двигатель – тактность мотора

Схема работы дизельного двигателя бывает двухтактной и четырехтактной. В первом случае работа происходит следующим образом: во время рабочего хода поршень передвигается вниз, при этом открываются выпускные отверстия в цилиндре и из него выходят выхлопные газы. В это же время (иногда чуть позже) открывают ход впускные окна, осуществляется продувка воздухом. Далее поршень начинает движение вверх, все окна закрываются, и происходит процесс сжатия воздуха. Перед тем, как поршень достиг ВМТ (высшая мертвая точка), топливо распыляется из форсунки, происходит взрыв, и весь процесс повторяется заново.

Важно знать, как работает дизельный двигатель и по четырехтактной схеме. В первый такт делается впуск воздуха, в это же время открыт и выхлопной клапан. Второй такт соответствует сжатию воздуха, чтобы он достиг необходимой температуры. На третьем такте впрыскивается горючая смесь в камеру сгорании, и в результате взаимодействия с разогретым воздухом происходит взрыв. Во время четвертого такта осуществляется вывод выхлопных газов из тела цилиндра.

Четырехтактный мотор при прочих равных параметрах имеет меньшую мощность, чем двухтактный, но обладает большим КПД и более эффективной степенью сжигания топлива.

Как устроен дизельный двигатель – современные реалии

Устройство современного дизельного двигателя оснащено компьютерным управлением подачи топлива. Эта система позволяет осуществлять впрыскивание горючей смеси в цилиндры дозированными порциями. Данный момент является весьма важным для дизельных силовых агрегатов, так как при такой подаче давление, возникающее в камере сгорания, нарастает плавно без возникновения разного рода «рывков», а это как нельзя лучше способствует мягкой и бесшумной работе силового агрегата.

Кроме того, благодаря регулируемому впрыску расход топлива сокращается почти на 20 %, при этом возрастает крутящий момент коленчатого вала. Очень важно каждому автолюбителю знать, как устроен дизельный двигатель, а также тенденции его развития. Например, такой популярный в последних моделях дизелей турбонаддув также эффективно повышает качество езды, мощность мотора увеличивается без насилования коленвала, его обороты остаются прежними.

Дизельный двигатель – двигатель внутреннего сгорания, изобретенный Рудольфом Дизелем в 1897 году. Устройство дизельного двигателя тех лет позволяло использовать в качестве топлива нефть, рапсовое масло, и твердые виды горючих веществ. Например, каменноугольную пыль.

Принцип работы дизельного двигателя современности не изменился. Однако моторы стали более технологичными и требовательными к качеству топлива. Сегодня в дизелях используется только высококачественное ДТ.

Моторы дизельного типа отличаются топливной экономичностью и хорошей тягой при низких оборотах коленвала, поэтому получили широкое распространение на грузовых автомобилях, кораблях и поездах.

С момента решения проблемы высоких скоростей (старые дизели при частом использовании на высоких скоростях быстро выходили из строя) рассматриваемые моторы стали часто устанавливаться на легковые авто. Дизели, предназначенные для скоростной езды, получили систему турбонаддува.

Принцип работы двигателя Дизеля

Принцип действия мотора дизельного типа отличается от бензиновых моторов. Здесь отсутствуют свечи зажигания, а топливо подается в цилиндры отдельно от воздуха.

Цикл работы такого силового агрегата можно представить в следующем виде:

• в камеру сгорания дизеля подается порция воздуха;
• поршень поднимается, сжимая воздух;
• от сжатия воздух нагревается до температуры около 800˚C;
• в цилиндр впрыскивается топливо;
• ДТ воспламеняется, что приводит к опусканию поршня и выполнению рабочего хода;
• продукты горения удаляются с помощью продувки через выпускные окна.

От того, как работает дизельный двигатель, зависит его экономичность. В исправном агрегате используется бедная смесь, что позволяет сэкономить количество топлива в баке.

Как устроен дизельный двигатель

Основным отличием конструкции дизеля от бензиновых моторов является наличие топливного насоса высокого давления, дизельных форсунок и отсутствие свечей зажигания.

Общее устройство этих двух разновидностей силового агрегата не различается. И в том, и в другом имеются коленчатый вал, шатуны, поршни. При этом у дизельного мотора все элементы усилены, так как нагрузки на них более высокие.

На заметку: некоторые движки дизельного типа имеют свечи накаливания, которые ошибочно принимаются автолюбителями за аналог свечей зажигания. На самом деле, это не так. Свечи накаливания используются для нагрева воздуха в цилиндрах в мороз.

При этом дизель легче заводится. Свечи зажигания в бензиновых моторах применяются для воспламенения топливовоздушной смеси в процессе работы двигателя.
Систему впрыска на дизелях делают прямой, когда топливо поступает непосредственно в камеру, или непрямой, когда воспламенение происходит в предкамере (вихревая камера, фор-камера). Это небольшая полость над камерой сгорания, с одним или несколькими отверстиями, через которые туда поступает воздух.

Такая система способствует лучшему смесеобразованию, равномерному нарастанию давления в цилиндрах. Зачастую именно в вихревых камерах применяются калильные свечи, призванные облегчить холодный пуск. При повороте замка зажигания, автоматически запускается процесс нагрева свечей.

Плюсы и минусы дизельного мотора

Как и любой другой тип силового агрегата, дизельный мотор имеет положительные и отрицательные черты. К «плюсам» современного дизеля относят:

• экономичность;
• хорошую тягу в широком диапазоне оборотов;
• больший, чем у бензинового аналога, ресурс;
• меньшее количество вредных выбросов.

Дизель не лишен и недостатков:

• моторы, не оснащенные свечами накаливания, плохо заводятся в мороз;
• дизель дороже и сложнее в обслуживании;
• высокие требования к качеству и своевременности обслуживания;
• высокие требования к качеству расходных материалов;
• большая, чем у бензиновых движков, шумность работы.

Дизельный двигатель с турбонаддувом

Принцип работы турбины на дизельном двигателе практически не отличается от такового на бензиновых моторах. Суть заключается в нагнетании в цилиндры дополнительного воздуха, что закономерно увеличивает количество поступающего топлива. За счет этого отмечается серьезный прирост мощности мотора.

Устройство турбины дизельного двигателя также не имеет существенных отличий от бензинового аналога. Устройство состоит из двух крыльчаток, жестко связанных между собой, и корпуса, внешне напоминающего улитку. На корпусе турбокомпрессоров имеется 2 входных и 2 выходных отверстия. Одна часть механизма встраивается в выпускной коллектор, вторая во впускной.

Схема работы проста: газы, выходящие из работающего мотора, раскручивают первую крыльчатку, которая вращает вторую. Вторая крыльчатка, вмонтированная во впускной коллектор, нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Увеличение подачи воздуха приводит к увеличению подачи топлива и росту мощности. Это позволяет мотору быстрее набирать скорость даже на низких оборотах.

Турбояма

В процессе работы турбина может совершать до 200 тысяч оборотов в минуту. Раскрутить ее до необходимой скорости вращения моментально невозможно. Это приводит к появлению т.н. турбоямы, когда с момента нажатия на педаль газа до начала интенсивного разгона проходит некоторое время (1-2 секунды).

Проблема решается доработкой турбинного механизма и установкой нескольких крыльчаток разного размера. При этом маленькие крыльчатки раскручиваются моментально, после чего их догоняют элементы большого размера. Такой подход позволяет практически полностью ликвидировать турбояму.

Также производятся турбины с изменяемой геометрией, VNT (Variable Nozzle Turbine), призванные решать те же проблемы. В настоящий момент существует большое количество модификаций подобного типа турбин. Коррекция геометрии успешно справляется и с обратной ситуацией, когда оборотов и воздуха становится слишком много и необходимо притормозить обороты крыльчатки.

Интеркуллер

Было замечено, что если при смесеобразовании используется холодный воздух, КПД двигателя увеличивается до 20%. Это открытие привело к появлению интеркуллера – дополнительного элемента турбин, повышающего эффективность работы.

После всасывания воздуха он проходит через радиатор, и в охлажденном состоянии попадает во впускной коллектор. Мы уже публиковали статью, в которой можно подробно ознакомиться со схемой работы интеркуллера.

За турбиной современного автомобиля необходимо должным образом ухаживать. Механизм крайне чувствителен к качеству моторного масла и перегреву. Поэтому смазочный материал рекомендуется менять не реже, чем через 5-7 тысяч километров пробега.

Кроме того, после остановки машины следует оставлять ДВС включенным на 1-2 минуты. Это позволяет турбине остыть (при резком прекращении циркуляции масла она перегревается). К сожалению, даже при грамотной эксплуатации ресурс компрессора редко превышает 150 тысяч километров.

На заметку: оптимальным решением проблемы перегрева турбины на дизельных моторах является установка турботаймера. Устройство оставляет двигатель запущенным на протяжении необходимого времени после выключения зажигания. После окончания необходимого периода электроника сама выключает силовой агрегат.

Строение и принцип действия дизельного двигателя делают его незаменимым агрегатом на тяжелом транспорте, которому необходима хорошая тяга «на низах». Современные дизели с равным успехом работают и в легковых автомобилях, главное требование к которым: приемистость и время набора скорости.

Сложный уход за дизелем компенсируется долговечностью, экономичностью и надежностью в любых ситуациях.

Устройство и принцип работы дизельного двигателя

1. Устройство и принцип работы дизельного двигателя

ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Устройство и принцип работы
дизельного двигателя
Руководитель:
Чанбаев Зиннур Асхатович
Студент:
группы ТРМ 16-1
Гунбин Кирилл Сергеевич
2019 г.
ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Профессия 35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
Цель работы:
1. Рассмотреть принцип и последовательность работы дизельного двигателя.
Задачи работы:
1. Рассмотреть устройство, принцип работы, технологии развития дизельных двигателей.
2. Понять принцип действия и работу дизельного двигателя.
3. Рассмотреть последовательность работы двигателя, строение, конструкцию.
4. Дать характеристику работы дизельного двигателя.
Объект работы: дизельный двигатель.
Предмет работы: устройство и принцип работы дизельного двигателя.
Устройство и принцип работы дизельного двигателя
2
ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Профессия 35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
Такт впуска.
1 – впускной клапан. 2 – выпускной клапан. 3 – топливная форсунка.
Устройство и принцип работы дизельного двигателя
3
ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Профессия 35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
.
Такт сжатия.
Устройство и принцип работы дизельного двигателя
4
ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Профессия 35. 01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
Такт расширение. Рабочий ход.
Устройство и принцип работы дизельного двигателя
5
ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Профессия 35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
Такт выпуска.
Выпускной клапан открывается, и поршень выталкивает отработанные газы.
Температура и давление опускаются до 500 градусов и 0.1 МПа.
Устройство и принцип работы дизельного двигателя
6
ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Профессия 35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
Мелко распыленное топливо впрыскивается из форсунки
через несколько отверстий, направленных в определенные места
углубления
Устройство и принцип работы дизельного двигателя
7
ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Профессия 35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
Техника безопасности
Перед началом движения агрегата механизатор должен:
• убедиться в отсутствии людей перед агрегатом и машинами, а также вблизи них;
• проверить, занял ли обслуживающий персонал рабочие места;
• подать предупредительный сигнал о начале движения и дождаться получения ответного сигнала. При движении
агрегата механизатор обязан: следить за состоянием поля, дороги и других участков пути;
• наблюдать за положением рабочих, обслуживающих агрегат;
• прислушиваться к сигналам, подаваемым обслуживающим персоналом.
Средства индивидуальной защиты и инструмент для технического обслуживания
Требования охраны труда при работе при бороновании требуют от
оператора машины использования спецодежды: брюки из плотной
ткани, крепкая обувь, рабочие рукавицы и защитные очки.
8
Устройство и принцип работы дизельного двигателя

9. Спасибо за внимание!

ГАПОУ ТО «Тобольский многопрофильный техникум»
Спасибо за внимание!
2019 г.

Устройство и принцип работы качественных дизельных двигателей

На данный момент существует много мнений о дизельных транспортных средствах и непосредственно о дизельных двигателях. Многие думают, что такие устройства негативно влияют на окружающую среду, загрязняя при этом воздух и все экологическое пространство, также присутствует меньшая скорость разгона, причем само по себе изделие стоит намного дороже, чем бензиновый двигатель. Кроме того, в случае необходимости и ремонт обойдется не так уж и дешево. Но на самом деле дизельные двигатели обладают многими весомыми преимуществами и удобствами использования, если сравнивать их с аналогическими бензиновыми двигателями. Если у вас произошла поломка дизельного двигателя, вам стоит обратится за ремонтом к специалистам http://badiesel.ru.

Они выполнят все быстро и качественно. Принципы сгорания в дизельном двигателе Дизельный двигатель относится к двигателям внутреннего сгорания, и его воспламенение происходит от сжатия. В таких устройствах воздух очень сильно сжимается, можно даже сказать до максимального уровня по сравнению с агрегатами, которые воспламеняются от искры, как бензиновые двигатели.

Кроме всего прочего, дизельные двигатели считаются менее чувствительными к детонации. КПД дизельных двигателей немного выше, чем у других современных двигателей внутреннего сгорания, и именно так низкооборотные моторы могут обладать КПД, составляющим 50% и больше. Все это обосновывается минимальным расходом топлива для работы оборудования и меньшим процентным соотношение выбросов вредных токсических веществ в атмосферу.

Что касается обеспечения циклов работы, то можно выделить агрегаты с двухтактными и четырехтактными циклами рабочего состояния. Выхлопные газы современных дизельных двигателей Сгорания дизельного топлива в процессе работы двигателя может привести к образованию совершенно разных веществ, которые обладают разным составом и количеством.

Но вот все это зависит непосредственно от конструкционных особенностей двигателя, мощности его работы и предоставляемых нагрузок. Для того чтобы существенно уменьшить расход топлива во время работы двигателя и сконцентрировать количество вредных веществ в выхлопных газах, нужно обязательно учитывать следующие параметры и особенности: — Точная и качественная установка моменты впрыска. — Качественные и надежные форсунки. — Топливный насос высокого давления. — Современные камеры сгорания.. .

. . . . .
Советуем почитать: Слушаем радион онлайн

Принцип работы дизельного двигателя доступно и понятно

Принцип работы дизельного двигателя проще понять, изучив устройство и работу поршневого двигателя внутреннего сгорания. В этой статье будут рассмотрены не только технические аспекты работы дизеля, но и особенности, на которые стоит обратить внимание при эксплуатации моторов данного типа.

Принцип работы дизельного двигателя

Дизельные двигатели уже довольно давно распространены в отрасли грузоперевозок. Они обладают большим крутящим моментом при сходных габаритах с бензиновыми движками и надежностью при повышенных нагрузках. Но постепенно дизельные моторы еще больше уменьшились в размерах и перекочевали на пикапы и малолитражные автомобили, сохранив все свои преимущества.

Иногда кажется, что на заправке мало кто заправляет легковой автомобиль дизельным топливом. И заправочное место обычно пустует, пока не подъедет очередной грузовик. И необычно наблюдать, когда с другой стороны дизельной колонки незаметно останавливается маленький компактный автомобиль, полная противоположность мощной машине.

Разновидности дизельного топлива

Дизельное топливо – понятие обобщенное. Обычно его относят к типу топлива, которое воспламеняется при сжатии, а не от искры. Это топливо получают из сырой нефти, как и бензин, но способом частичной очистки. Поэтому дизельное топливо больше нефть, чем бензин.

Есть и альтернативные источники для дизельного топлива. Растительное масло, из которого делают так называемый биодизель.

Как работает дизельный двигатель?

Этот тип двигателя существенно отличается от бензинового. Конечно, в обоих случаях происходит небольшой взрыв внутри цилиндра, куда подается топливо. Он же толкает поршень вниз. Однако достигается это совершенно различными способами.

В то время как смесь топлива с воздухом в бензиновом двигателе воспламеняется за счет искры от свечи зажигания, дизельное топливо не поджигают вообще. Дизели не оборудованы свечами зажигания, но вместо этого смесь загорается от сильного сжатия. В бензиновом двигателе степень сжатия колеблется от 8:1 до 10:1, т.е. объем топливовоздушной смеси в цилиндре сжимается до одной восьмой или десятой части от своего первоначального объема. В дизельном двигателе степень сжатия увеличивается почти в 2 раза. Смесь дизельного топлива с воздухом сжимается где-то от 14:1 до 22:1.

Принцип работы системы питания дизельного двигателя

Почему момент сжатия так важен? Потому что возгорание топлива происходит из-за избыточного давления на смесь. Дизельное топливо не горит при воздействии на него пламени или искры, но вырабатывает большое количество энергии, когда воспламеняется от сжатия.

Система подачи топлива в дизельных двигателях

Благодаря своей консистенции и плотности дизельное топливо более затруднительно распылять в цилиндр, чем бензин. К тому же дизель впрыскивается в самой верхней точке при максимальном сжатии. Это означает, что в системе впрыска должно быть невероятное давление, чтобы эффективно подать смесь в цилиндр. Поэтому в конструкции такого двигателя обычно присутствует два насоса. Один качает топливо из бака в моторный отсек, а второй высокого давления подает его к форсункам.

Преимущества и недостатки дизельного двигателя

Использование новых систем впрыска топлива и сажевых фильтров означает, что дизельные двигатели работают тише и чище, чем прежде. Специфический запах при сгорании топлива, и громкая работа движка сведены к минимуму, а экономичное использование топлива повышает популярность таких двигателей.

У владельцев автомобилей с дизельным двигателем встречается общий набор проблем. При работе в холодном климате, дизельное топливо, как правило, превращается в гель и затрудняет запуск и работу двигателя. Эту ситуацию легко предотвратить или исправить, добавив антигель для дизельного топлива liqui moly. Но необходимость дополнительных затрат времени и денег на присадки по-прежнему раздражает автолюбителей.

Вода не очень хорошо воспламеняется. Когда дизельное топливо содержит водяной пар, это может существенно повлиять на его работу. Дизельные двигатели оснащены фильтром, так называемым фильтром сепаратором для дизельного топлива, который нуждается в регулярном обслуживании, чем обычно пренебрегают.

Дизельные двигатели могут быть весьма дорогостоящими в ремонте, потому что их диагностика трудоемка. Наглядный пример распространенной проблемы многих производителей прокладка головки блока цилиндров. Она подвержена преждевременному износу, потому что находится в самой высокой точке, где компрессия максимальная.

В целом дизельный двигатель надежен, если проводить его регулярное техническое обслуживание. Однако делать его должен квалифицированный специалист, т.к. в ином случае велика вероятность повторного дорогостоящего ремонта.

Принцип работы и устройство дизельного двигателя — Рамблер/авто

Конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики предопределили страсть или отторжение автомобилистов по отношению к агрегатам на «тяжелом топливе». Так как же работает дизельный двигатель, каково его устройство, принцип работы и преимущества?

Времена, когда автомобиль с дизельными моторами ассоциировались с чадящими и тихоходными, давно остались за поворотом. Каждый автомобилист знает, что транспортное средство с агрегатом на «тяжелом топливе» издает характерные тарахтящие звуки, его выхлоп странно пахнет. Современные моторы награждают своих владельцев умеренным расходом топлива, впечатляющей эластичностью (крутящим моментом, доступным в относительно широком диапазоне оборотов) и иногда ошеломительной динамикой на зависть некоторым бензиновым автомобилям. Но при этом они требовательны к качеству солярки, а ремонт компонентов топливной системы может быть весьма дорогим.

Особенности конструкции

Дизельные двигатели, разумеется, не имеют таких колоссальных отличий как роторно-поршневой двигатель Ванкеля, устройство которого абсолютно не похоже на «анатомию» традиционного ДВС, но у него имеется ряд особенностей, которые проводят между ним и бензиновыми моторами черту.

У дизеля также есть кривошипно-шатунный механизм, но его степень сжатия существенно выше – 19-24 единицы против 9-11 единиц соответственно. Принципиальное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в том, как формируется, воспламеняется и сгорает топливно-воздушная смесь.

У дизельного ДВС отсутствуют свечи зажигания и, соответственно, воспламенение топливно-воздушной смеси происходит от сжатия. При этом, воздух и солярка подаются раздельно. Также следует отметить, что практически ни один современный дизель не обходится без системы наддува, которая используется для повышения рабочих характеристик агрегата. Для оптимизации наддува в максимально широком диапазоне оборотов используются турбонагнетатели с изменяемой геометрией. Дизельный агрегат имеет более высокий коэффициент полезного действия, но он тяжелее, не имеет дроссельную заслонку и выдает больший крутящий момент при низких оборотах, нежели бензиновый ДВС.

Принцип работы дизельного двигателя

Как работает дизельный двигатель и, самое главное, как происходит воспламенение топлива в камере сгорания, если у агрегата данного типа нет свечей зажигания? Сперва воздух поступает в цилиндры. В конце такта сжатия, когда поршень почти достиг верхней мертвой точки, температура воздуха в камере сгорания достигает высоких значений (порядка 700-800 градусов) и затем в цилиндры впрыскивается дизельное топливо, которое воспламеняется самостоятельно, без искрового зажигания. Тем не менее, свечи в дизельном агрегате все-таки есть, но то – свечи накаливания, а не зажигания, которые нагревают камеру сгорания для облегчения запуска двигателя в холодное время.

Они представляет собой спираль (бывают с металлической и керамические), могут быть установлены в вихревой камере или в форкамере (если речь идет об агрегатах с раздельной камерой сгорания) или непосредственно в камере сгорания (если она нераздельная). При включении зажигания свечи накаливания практически мгновенно, за считанные секунды они раскаляются до температур в районе тысячи градусов и нагревают воздух в камере сгорания, облегчая процесс самовоспламенения топливно-воздушной смеси.

Типы дизельных двигателей

Широко распространены моторы с раздельной камерой сгорания – топливо впрыскивается в специальную камеру в головке блока над цилиндром и соединенную с ним каналом, а процесс горения происходит не совсем так как у бензиновых ДВС. В этой вихревой камере поток воздуха интенсивнее закручивается, что способствует более эффективному смесеобразованию и самовоспламенению, которое продолжается в основной камере сгорания. Кстати, дизельные моторы с раздельной камерой сгорания менее шумные из-за того, что применение вихревой камеры снижает интенсивность нарастания давления при самовоспламенении.

У дизелей с неразделенной камерой сгорания процесс самовоспламенения происходит непосредственно в надпоршневом пространстве. Агрегаты данного типа несколько шумнее.

Что такое Common Rail

Common Rail – современная система впрыска топлива, разработанная компанией Bosch и использующая принцип подачи солярки к форсункам от топливной рампы, являющейся аккумулятором высокого давления. Common Rail позволяет сделать агрегат тише, при этом более экономичным и экологичным. Еще одним преимуществом использования общей топливной рампы являются широкие возможности регулировки давления топлива и момента его впрыска, поскольку эти процессы разделены.

Система включает в себя ТНВД (топливный насос высокого давления), пьезоэлектрические форсунки, топливную рампу, регулятор давления топлива и клапан дозирования топлива. Интересно, что на заре своей эволюции дизельные агрегаты имели не в пример более простую топливную аппаратуру с механическими форсунками и несопоставимо более низким давлением солярки на фоне современных систем.

Дитя прогресса

Не так давно дизельные моторы были экологически «грязными» и достаточно слабыми, но с некоторых пор агрегаты данного типа кардинально изменились, а отдельные представители племени достойны спорткаров. К таковым относится рядный шестицилиндровый мотор BMW объемом 3,0 л с четырьмя турбонагнетателями.

Кстати, конструкция этого мотора наглядно демонстрирует собой прогресс агрегатов на «тяжелом топливе». Техношедевр оснащен двумя малоинерционными турбонагнетателями низкого давления и еще двумя высокого, причем один из них вступает в дело за пределами 2500 об/мин. Пьезофорсунки впрыскивают топливо под колоссальным давлением в 2500 бар. На выходе – 400 л.с. и 760 Нм. Интересно, что 450 Нм доступны уже при 1000 об/мин! Вот такие они, современные дизельные двигатели.

Турбины дизельных двигателей – устройство и принцип работы

Запись на услуги

Начало массового производства грузовых машин с турбированным дизельным двигателем началось еще в 80-е годы, с развитием производства тяжёлых промышленных и сельскохозяйственных тракторов.

Дизельные моторы имеют гораздо большую степень сжатия воздуха, а их выхлопные газы – более низкую температуру. Требования к жаропрочности турбины гораздо меньше, а её стоимость и эффективность использования – больше. Турбокомпрессор выполняет задачу по нагнетанию воздуха под давлением в цилиндры мотора. Чем больше будет воздуха, тем больше топлива можно сжечь, что приведет к увеличению мощности двигателя без увеличения объема имеющихся цилиндров.

В нашем автосервисе можно произвести диагностику и ремонт дизельных турбин любых производителей. Специалисты сервиса работают на современном оборудовании (стендах), и имеют большой опыт. Монтаж и демонтаж на месте. Гарантия на работы 2 года.

Типы дизельных компрессоров

• Раздельный компрессор – имеет два сопла для каждой пары цилиндров, и два входа для отработавших газов. Первое сопло предназначено для быстрого реагирования, второе служит для максимальной производительности. В конструкции есть разделенные выпускные каналы. Это сделано для предотвращения перекрытия каналов при выпуске выхлопных газов.
• Компрессор с переменным соплом – турбина с изменяемой геометрией, применяется на моторах с маркировкой TDI от «Фольксваген». Здесь в конструкции имеется 9 подвижных лопастей. Они могут регулировать поток выхлопных газов, что идут к турбине. Угол наклона лопастей – регулируемый, что позволяет согласовать давление нагнетаемого воздуха и скорость движения газов с оборотами ДВС.

Для большей производительности на автомобиль может быть установлено два компрессора. Такие системы получили маркировку «Твин-турбо».

Устанавливаются данные механизмы последовательно. При этом первая турбина работает на низких оборотах, а вторая на высоких. На V-образных моторах нагнетатели устанавливаются параллельно (на каждый ряд по одной турбине). Как показывает практика, установка двух небольших компрессоров значительно эффективнее, чем применение одного, но большого.

Устройство турбины дизельного двигателя

Турбонаддув имеет конструкцию из двух элементов: турбина и компрессор.

• Турбина состоит из корпуса с ротором внутри. Поскольку все элементы устройства взаимодействуют с газами высокой температуры, они изготавливаются из специальных материалов, невосприимчивых к такому воздействию.
• Компрессор усиливает поступление воздуха в топливную систему. Составные части компрессора находятся в алюминиевом корпусе. Внутри находится ротор, закрепленный на оси турбины. Вращаясь, ротор вбирает воздух: большая скорость вращения приводит к большему количеству попавшего внутрь воздуха. Для набора скорости существует турбина.

Ротор и ось, на которой он закреплен, вращаются в разных направлениях. Частота вращения довольно велика, поэтому элементы плотно прижимаются друг к другу.

Принцип работы дизельной турбины

• Компрессор обеспечивает поступление воздуха из окружающей среды, который смешивается с дизельным топливом и затем направляется в цилиндры
• Топливно-воздушная смесь загорается, начинают двигаться поршни. По ходу этого процесса образуются газы, поступающие в выпускной коллектор
• Скорость движения газов, оказавшихся в корпусе, значительно возрастает. Вступая во взаимодействие с ротором, они приводят его во вращающееся положение
• Вращение передается компрессорному ротору (за это отвечает вал), который снова втягивает новую порцию воздуха

Работа основывается на принципе: чем сильнее вращается ротор, тем больше поступает воздуха, но при этом ротор увеличивает скорость вращения, если количество воздуха возрастает.

Чтобы понять работу турбонаддува, надо уяснить что такое – турбоподхват и турбояма.

• Турбоподхват – ситуация, когда набравший скорость ротор увеличивает поступление воздуха в цилиндры, следствием чего становится повышение мощности двигателя.
• Турбояма – момент небольшой задержки, наблюдаемый в работе турбины при увеличении количества поступившего горючего, что достигается нажатием на педаль газа. Задержка вызвана временем, которое нужно ротору для его разгона газами.
  Крыльчатка турбокомпрессора способна развивать до двухсот тысяч оборотов в минуту, благодаря чему данное устройство отличается большой инерционностью или, говоря иначе, имеет «турбо-яму», которая проявляется при резком нажатии на педаль газа. В этот момент крыльчатка медленно приводится в движение, и приходится некоторое время ждать, чтобы автомобиль начал набирать скорость.
  Этот эффект имеет продолжительность всего несколько секунд, но, тем не менее, он не доставляет особого удовольствия при разгоне машины. На сегодняшний день производители смогли устранить эффект «турбо-ямы» путем установки двух перепускных клапанов. Один предназначен для выработанных газов, задача второго состоит в том, чтобы перепускать избыток воздуха в трубопровод турбокомпрессора из впускного коллектора.
  Благодаря этой системе обороты крыльчатки при сбросе газа уменьшаются в замедленном темпе, в то время как при резком нажатии на педаль акселератора происходит поступление воздушной массы в двигатель в полном объеме.

Турбонаддув увеличивает давление отработанных газов за счет более интенсивной работы двигателя. В то же самое время повышается и давление наддува: этот процесс требует контроля и регулировки, поскольку при достижении высоких значений велика вероятность поломки. Функции регулировки давления возложены на клапан, контролем предельно возможных значений занимаются мембрана и пружина с определенными значениями жесткости (когда достигается максимально допустимая величина, мембрана открывает клапан).

Контроль давления при работе турбины

• Компрессор через клапан, дабы снизить давление, сбрасывает лишний забранный воздух;
• Когда давление поступившего воздуха достигает максимально допустимой величины, клапан выпускает газы, и ротор вращается с требуемой скоростью, а компрессор всегда забирает только нужное количество воздуха.

Правила эксплуатации

Чтобы дизельная турбина работала с максимальным КПД и как можно дольше не выходила из строя, нужно придерживаться определенных правил в процессе эксплуатации автомобиля:

• Придерживаться графика замены масла, что позволит не допустить засорения маслопровода абразивами;
• Использовать качественное моторное масло, соответствующее по характеристикам в паспорте двигателя;
• Не трогаться сразу после включения мотора – движок должен быть прогрет;
• Сразу после прекращения движения не выключать двигатель, дав ему хотя бы 10 секунд поработать на холостых оборотах.

Использование двух турбокомпрессоров

Также все чаще стали выпускаться дизельные двигатели с двумя турбинами (Bi-Turbo), что позволяет производителям не только добиваться потрясающий мощности от дизельных автомобилей, но снижать уровень вредных веществ в выхлопе до рекордных значений.

Недавно также стали появляться турбины, которые могут работать, как от электричества, так и традиционно от газа, поступающего из выхлопной системы. Благодаря этому инженеры добились максимальной мощности и крутящего момента при небольших оборотах двигателя.

На некоторые двигатели устанавливается два турбокомпрессора разного размера. Малый турбокомпрессор быстрее набирает обороты, снижая тем самым задержку ускорения, а большой обеспечивает больший наддув при высокой скорости вращения двигателя.

Когда воздух сжимается, он нагревается, а при нагревании воздух расширяется. Поэтому повышение давления от турбокомпрессора происходит в результате нагревания воздуха до его впуска в двигатель. Для того, чтобы увеличить мощность двигателя, необходимо впустить в цилиндр как можно больше молекул воздуха, при этом не обязательно сжимать воздух сильнее.

Дополнительные устройства

Охладитель воздуха или охладитель наддувочного воздуха является дополнительным устройством, которое выглядит как радиатор, только воздух проходит как внутри, так и снаружи охладителя. При впуске воздух проходит через герметичный канал в охладитель, при этом более холодный воздух подается снаружи по ребрам при помощи вентиляторов охлаждения двигателя.

Охладитель увеличивает мощность двигателя, охлаждая сжатый воздух от компрессора перед его подачей в двигатель. Это значит, что если турбокомпрессор сжимает воздух под давлением 7 фунт/дюйм2 (0,5 бар), охладитель осуществит подачу охлажденного воздуха под давлением 7 фунт/дюйм2 (0,5 бар), который является более плотным и содержит больше молекул, чем теплый воздух. Турбокомпрессоры также обладают преимуществом на большой высоте, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать слабее на большой высоте над уровнем моря, т.к. на каждый ход поршня подаваемая масса воздуха будет меньше. Мощность двигателя с турбокомпрессором также снизится, но менее заметно, т.к. разреженный воздух легче сжимать.

При установке мощного турбокомпрессора на двигатель с впрыском топлива, система может не обеспечить необходимое количество топлива — либо программное обеспечение контроллера не допустит, либо инжекторы и насос не смогут осуществить необходимую подачу. В этом случае необходимо осуществлять уже другие модификации для максимального использования преимуществ турбокомпрессора.

Турбины с изменяемой геометрией (VNT)

Она также известна под названием – трубина с переменным соплом. Данный тип турбины используется в дизельных двигателях. Девять подвижных лопастей, установленных в турбокомпрессоре, регулируют прохождение потока газов к турбине. Увеличение и блокировка потока газов достигается при помощи привода, регулирующего угол наклона девяти лопастей. Скорость потока газов и давление нагнетаемого воздуха согласуются с количеством оборотов двигателя во время изменения угла наклона лопастей.

Некоторые двигатели используют несколько турбокомпрессоров. Возможно использование двух (Твин Турбо), трех или же четырёх. В таких конструкциях они устанавливаются последовательно. Первый используется при низких оборотах, второй при высоких. Также существует схема установки компрессоров, при которой они располагаются параллельно друг другу. Такая система используется на V-образных двигателях. На каждый ряд цилиндров приходится по компрессору.

Вернуться в блог статей

Полезные статьи из блога

Что это — дизель? Принцип работы, устройство и технические характеристики дизельного двигателя

Дизельные двигатели весьма распространены на легковых автомобилях. Многие модели имеют хотя бы один вариант в моторной гамме. И это без учета грузовиков, автобусов и строительной техники, где их применяют повсеместно. Далее рассмотрено, что такое дизель, конструкция, принцип работы, особенности.

Определение

Данный агрегат представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания, функционирование которого основано на самовоспламенении распыленного топлива от нагрева либо сжатия.

Особенности конструкции

Бензиновый двигатель имеет те же конструктивные элементы, что и дизель. Схема функционирования в целом также аналогична. Отличие состоит в процессах формирования топливовоздушной смеси и ее сгорания. К тому же дизельные моторы отличаются более прочными деталями. Это обусловлено примерно вдвое более высокой степенью сжатия, чем у бензиновых двигателей (19-24 против 9-11).

Классификация

По конструкции камеры сгорания дизели подразделяют на варианты с раздельной камерой сгорания и с непосредственным впрыском.

В первом случае камера сгорания отделена от цилиндра и соединена с ним каналом. При сжатии поступающий в камеру вихревого типа воздух закручивается, что улучшает смесеобразование и самовоспламенение, которое начинается там и продолжается в основной камере. Дизельные двигатели данного типа ранее были распространены на легковых автомобилях в связи с тем, что они отличались пониженным уровнем шума и большим диапазоном оборотов от рассмотренных далее вариантов.

В дизельных двигателях с непосредственным впрыском камера сгорания находится в поршне, а топливо подается в надпоршневое пространство. Такая конструкция изначально использовалась на низкооборотных моторах большого объема. Они отличались высоким уровнем шума и вибраций и низким расходом топлива. Позднее, с появлением топливных насосов высокого давления с электронным управлением и оптимизацией процесса сгорания, конструкторы достигли стабильной работы при диапазоне до 4500 об./мин. К тому же возросла экономичность, снизилась шумность и уровень вибраций. Среди мер по уменьшению жесткости работы – многостадийный предвпрыск. Благодаря этому двигатели данного типа получили в последние два десятилетия обширное распространение.

По принципу функционирования дизели подразделяют на четырехтактные и двухтактные, как и бензиновые моторы. Их особенности рассмотрены далее.

Принцип функционирования

Чтобы понимать, что такое дизель и чем обусловлены его функциональные особенности, необходимо рассмотреть принцип работы. Приведенная выше классификация поршневых ДВС основана на количестве тактов, входящих в рабочий цикл, которые выделяют по величине угла поворота коленчатого вала.

Следовательно, рабочий цикл четырехтактных двигателей включает 4 фазы.

• Впуск. Происходит при повороте коленвала от 0 до 180°. При этом воздух проходит в цилиндр через открытый на 345-355° впускной клапан. Одновременно с ним во время поворота коленвала на 10-15° открыт выпускной клапан, что называют перекрытием.
• Сжатие. Поршень, двигаясь вверх при 180-360°, сжимает воздух в 16-25 раз (степень сжатия), а впускной клапан закрывается в начале такта (при 190-210°).
• Рабочий ход, расширение. Происходит при 360-540°. В начале такта до достижения поршнем верхней мертвой точки топливо подается в горячий воздух и воспламеняется. Это особенность дизельных двигателей, отличающая их от бензиновых, где происходит опережение зажигания. Выделяющиеся при этом продукты горения толкают поршень вниз. При этом время сгорания топлива равно времени его подачи форсункой и длится не дольше продолжительности рабочего хода. То есть при рабочем процессе давление газов постоянно, вследствие чего дизели развивают больший крутящий момент. Также важной особенностью таких моторов является необходимость обеспечения избытка воздуха в цилиндре, так как пламя занимает небольшую часть камеры сгорания. То есть отличается пропорция топливовоздушной смеси.
• Выпуск. При 540-720° поворота коленвала открытый выпускной клапан поршень, двигаясь вверх, вытесняет выхлопные газы.

Двухтактный цикл отличается укороченными фазами и единым процессом газообмена в цилиндре (продувкой), происходящей между концом рабочего хода и началом сжатия. При движении поршня вниз продукты горения удаляются через выпускные клапаны или окна (в стенке цилиндра). Позже открываются впускные окна для поступления свежего воздуха. Когда поршень поднимается, все окна закрываются, и начинается сжатие. Чуть ранее достижения ВМТ впрыскивается и воспламеняется топливо, начинается расширение.

Из-за сложности обеспечения продувки вихревой камеры двухтактные моторы бывают только с непосредственным впрыском.

Производительность таких двигателей выше в 1,6-1,7 раз, чем характеристики дизеля четырехтактного типа. Ее прирост обеспечивается вдвое более частым осуществлением рабочих ходов, но частично сокращается из-за их меньшей величины и продувки. Вследствие удвоенного количества рабочих ходов двухтактный цикл особо актуален в случае невозможности увеличения частоты вращения.

Основной проблемой таких двигателей является продувка из-за ее непродолжительности, что невозможно компенсировать без снижения эффективности за счет укорочения рабочего хода. К тому же невозможно разделить выхлоп и свежий воздух, из-за чего часть последнего удаляется с отработанными газами. Данную проблему можно решить путем обеспечения опережения выпускных окон. В таком случае газы начинают удаляться до продувки, и после закрытия выпуска цилиндр дополняется свежим воздухом.

К тому же при использовании одного цилиндра возникают сложности с синхронностью открытия/закрытия окон, поэтому существуют двигатели (ПДП), в которых каждый цилиндр имеет два поршня, движущихся в одной плоскости. Один из них контролирует впуск, другой – выпуск.

По механизму осуществления продувку подразделяют на щелевую (оконную) и клапанно-щелевую. В первом случае окна служат и впускными и выпускными отверстиями. Второй вариант предполагает их использование в качестве впускных отверстий, а для выпуска служит клапан в головке цилиндра.

Обычно двухтактные дизели применяют на тяжелых транспортных средствах вроде кораблей, тепловозов, танков.

Топливная система

Топливная аппаратура дизельных двигателей существенно сложнее, чем у бензиновых. Это объясняется высокими требованиями к точности подачи топлива по времени, количеству и давлению. Основные компоненты топливной системы – ТНВД, форсунки, фильтр.

Широко применяется система подачи топлива с компьютерным управлением (Common-Rail). Она впрыскивает его двумя порциями. Первая из них маленькая, служащая для повышения температуры в камере сгорания (предвпрыск), что позволяет снизить шум и вибрации. К тому же данная система повышает на малых оборотах крутящий момент на 25%, снижает расход топлива на 20% и содержание сажи в выхлопных газах.

Турбонаддув

На дизельных двигателях очень широко применяют турбины. Это объясняется более высоким (в 1,5-2) раза давлением выхлопных газов, которые раскручивают турбину, что позволяет избежать турбоямы, обеспечив наддув с более низких оборотов.

Холодный запуск

Можно найти множество отзывов о том, что при отрицательных температурах не заводится дизель. Сложность запуска таких моторов в холодных условиях обусловлена тем, что для этого требуется больше энергии. Для облегчения процесса их оснащают предпусковым подогревателем. Данное устройство представлено свечами накаливания, размещенными в камерах сгорания, которые при включении зажигания подогревают воздух в них и работают еще в течение 15-25 секунд после запуска для обеспечения стабильности работы непрогретого мотора. Благодаря этому дизели заводятся при температурах -30…-25 °С.

Особенности обслуживания

Для обеспечения долговечности при эксплуатации необходимо знать, что такое дизель и как его обслуживать. Относительно невысокая распространенность рассматриваемых двигателей в сравнении с бензиновыми объясняется в том числе более сложным обслуживанием.

Прежде всего это касается топливной системы высокой сложности. Из-за этого дизели крайне чувствительны к содержанию в топливе воды и механических частиц, а ее ремонт дороже, как и двигателя в целом в сравнении с бензиновым того же уровня.

В случае наличия турбины также высоки требования к качеству моторного масла. Ее ресурс обычно составляет 150 тыс. км, а стоимость высока.

В любом случае на дизельных двигателях менять масло следует чаще, чем на бензиновых (в 2 раза по европейским нормам).

Как было отмечено, у данных моторов встречаются проблемы холодного запуска, когда при низких температурах не заводится дизель. В некоторых случаях это вызвано использованием неподходящего топлива (в зависимости от сезона на таких двигателях применяют различные сорта, так как летнее топливо при низких температурах застывает).

Эксплуатационные качества

К тому же многим не по душе такие качества дизельных моторов, как меньшие мощность и диапазон рабочих оборотов, более высокий уровень шума и вибраций.

Бензиновый двигатель действительно обычно превосходит в производительности, в том числе и литровой мощности, аналогичный дизель. Мотор рассматриваемого типа при этом имеет более высокий и ровный график крутящего момента. Повышенная степень сжатия, обеспечивающая больший крутящий момент, вынуждает применять более прочные детали. Так как они тяжелее, снижается мощность. К тому же это сказывается на массе двигателя, а следовательно, и автомобиля.

Небольшой диапазон рабочих оборотов объясняется более длительным возгоранием топлива, вследствие чего на высоких оборотах оно не успевает догореть.

Повышенный уровень шума и вибраций вызывает резкое нарастание давления в цилиндре при воспламенении.

Основными достоинствами дизелей считают более высокую тяговитость, экономичность и экологичность.

Тяговитость, то есть высокий крутящий момент на малых оборотах, объясняется сгоранием топлива по мере впрыска. Это обеспечивает большую отзывчивость и облегчает эффективное использование мощности.

Экономичность обусловлена как низким расходом, так и тем, что топливо для дизеля дешевле. К тому же возможно использовать в качестве него низкосортные тяжелые масла благодаря отсутствию строгих требований к испаряемости. А чем топливо тяжелее, тем выше эффективность мотора. Наконец, дизели работают на бедных смесях в сравнении с бензиновыми моторами и при высокой степени сжатия. Последнее обеспечивает меньшие потери тепла с отработанными газами, то есть большую эффективность. Все данные меры снижают расход топлива. Дизель, благодаря этому, тратит его на 30-40% меньше.

Экологичность дизелей объясняется тем, что в их выхлопных газах ниже содержание окиси углерода. Это достигается применением сложных систем очистки, благодаря чему сейчас бензиновый двигатель соответствует тем же экологическим нормам, что и дизель. Мотор такого типа ранее значительно уступал бензиновому в данном отношении.

Применение

Как понятно из того, что такое дизель и каковы его характеристики, такие моторы наиболее подходят для тех случаев, когда необходима высокая тяга на низких оборотах. Поэтому ими оснащают почти все автобусы, грузовики и строительную технику. Что касается частных транспортных средств, среди них такие параметры наиболее важны для внедорожников. Благодаря высокой экономичности данными моторами оснащают и городские модели. К тому же они удобнее в управлении в таких условиях. Тест-драйвы дизелей свидетельствуют об этом.

Как работают дизельные двигатели?

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 20 октября 2021 г.

Вы когда-нибудь с изумлением смотрели, как гигантский грузовик медленно ползет в гору? Возможно нет! Такие вещи случаются каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит — как огромный, тяжелый груз систематически преодолевать подавляющую силу гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (иными словами, топлива) — и, согласитесь, то, что вы видите, весьма примечательно.Дизельные двигатели — это сила наших самых больших машин — грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки. На первый взгляд, они аналогичны обычным бензиновым (бензиновым) двигателям, но генерируют большую мощность, более эффективно, работая немного по-другому. давайте возьмем пристальный взгляд!

Фото: Дизельные двигатели (такие, как в этом железнодорожном локомотиве) идеально подходят для буксировки тяжелых поездов. Это великолепно сохранившийся (и тщательно отполированный!) British Rail Class 55 («Deltic»), номер 55022, под названием Royal Scots Grey, датируемый 1960 годом.Вот фотография Дизельный двигатель Napier Deltic, который приводит его в действие.

Что такое дизельный двигатель?

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель является типом двигателя внутреннего сгорания. Горение — это еще одно слово для обозначения горения, и внутреннее означает внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания — это просто двигатель, в котором топливо сгорает внутри основной части двигателя (цилиндры) где производится мощность.

Это сильно отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые использовались старомодными паровыми локомотивы.В паровой машине есть большой огонь на одном конце котел, нагревающий воду для получения пара. Пар стекает долго трубки к цилиндру на противоположном конце котла, куда он толкает поршень назад и вперед, чтобы двигать колеса. Это внешний сгорание, потому что огонь находится вне цилиндра (действительно, обычно 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих цилиндров. Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно течь откуда производится в цилиндр: все происходит в том же место.Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны. чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии от одинаковый объем топлива).

Фото: Типичный дизельный двигатель (от пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга предоставлено ВМС США и Викисклад.

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают за счет внутреннего сгорания, но в немного разными способами.В бензиновом двигателе топливо и воздух вводят в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимается (сжимается) смесь, делающую ее взрывоопасной, и небольшая электрическая искра от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взрываться, генерируя энергию, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленчатый вал и шестерни) поворачивает колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья про автомобильные двигатели.

Дизельные двигатели

аналогичны, но проще. Сначала воздух попадает в цилиндр и поршень сжимают его — но гораздо больше, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжимается примерно до десятой части своего первоначального объема. Но на дизеле двигателем воздух сжимается от 14 до 25 раз. [1] Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, то чувствовали, как насос тем горячее в ваших руках, чем дольше вы его использовали. Это потому что при сжатии газа выделяется тепло. Представьте себе, сколько тепла создается за счет нагнетания воздуха в пространство, в 14–25 раз меньшее, чем обычно занимает.Бывает так жарко, что воздух становится действительно горячие — обычно не менее 500°C (1000°F), а иногда и очень жарче. Когда воздух сжимается, туман топлива распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает немного как сложный аэрозоль может. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от мощности водитель хочет, чтобы двигатель производил. ) Воздух настолько горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры затыкать.Этот управляемый взрыв заставляет поршень выталкиваться из цилиндр, производящий энергию, приводящую в движение транспортное средство или машину. на котором установлен двигатель. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и этот процесс повторяется сотни или тысячи раз в минута!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Фото: Испытание типичного дизельного двигателя в лабораторных условиях. Фотография Пэта Коркери предоставлена ​​Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Дизельные двигатели

почти в два раза эффективнее бензиновых двигателей — примерно на 40–45 процентов. в лучшем случае эффективен. [2] Проще говоря, это означает, что вы можете проехать гораздо дальше на том же количестве топлива. (или получить больше миль за ваши деньги). Есть несколько причин для это. Во-первых, они сильнее сжимаются и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория работы тепловых двигателей, известный как правило Карно, говорит нам, что КПД двигателя зависит на высоких и низких температурах, между которыми он работает.Дизельный двигатель, который работает при большей разнице температур (более высокая самая высокая температура или самая низкая более низкая температура) более эффективны. Во-вторых, отсутствие системы зажигания от свечи зажигания делает более простая конструкция, которая может легко сжимать воздух намного сильнее — и это заставляет топливо сгорать горячее и полнее, высвобождая больше энергии. Еще одна экономия эффективности слишком. В бензиновом двигателе, работающем не на полную мощность, нужно подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал; дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда они работают на меньшей мощности.Еще одним важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он сделан, имеют больше энергии, запирающей их атомов вместе (другими словами, дизель имеет более высокую плотность энергии, чем бензин). Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, поэтому дизельный двигатель естественно будет работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совсем разные. Вы будете знать это, если вы когда-либо слышал ужасные истории о людях, которые заправили свою машину или грузовик с неподходящим топливом! По сути дизель это более низкокачественный, менее очищенный продукт нефти, полученный из более тяжелой углеводороды (молекулы, построенные из большего количества углерода и водорода атомы).Сырые дизельные двигатели без сложного впрыска топлива Теоретически системы могут работать практически на любом углеводородном топливе. популярности биодизеля (разновидность биотоплива, изготовленного, в частности, из вещи, отработанное растительное масло). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель успешно запускал свои ранние двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель сделает людям одолжение, освободив их от зависимость от топлива, такого как уголь и бензин, и централизованного источники силы. [3] Если бы он только знал!

Фото: Смазка поедет: Джошуа и Кайя Тикелл, пара защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine) для производства биодизельного топлива для своего фургона (прикрепленного спереди) из отходов кулинарного масла, выбрасываемых ресторанами быстрого питания.Топливо стоит впечатляющие 0,80 доллара за галлон. Фото Уоррена Гретца предоставлено США. Министерство энергетики/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизели

являются наиболее универсальными двигателями, работающими на топливе, которые широко используются сегодня. можно найти во всем, от поездов и подъемных кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, эффективнее и экономичнее. Они также безопаснее, потому что дизельного топлива меньше. летуч, а его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей, они особенно хороши для перемещения больших грузов на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовые автомобили, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что детали дизельного двигателя должны выдерживать гораздо большую напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Вот почему дизелям нужно быть мощнее и тяжелее и зачем, на долго время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока это может показаться недостатком, значит дизельные двигатели обычно более надежные и служат намного дольше, чем бензиновые двигатели.

Фото: Дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца предоставлено США. Министерство энергетики/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Загрязнение является одним из самых больших недостатков дизельных двигателей: они производят смесь загрязняющих веществ, включая оксиды азота, окись углерода, углеводороды и частицы сажи, которые загрязняют и опасны для здоровья. Теоретически дизели более эффективны, поэтому они должны использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и меньше способствуют глобальному потеплению. На практике ведутся споры о том, так ли это на самом деле. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельных двигателей. лишь немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно выходят лучше. Другие недавние исследования показывают, что даже новые дизельные автомобили сильно загрязняют окружающую среду.Европейское агентство по окружающей среде, например, отмечает, что даже типичный «чистый» дизельный автомобиль который соответствует нормам выбросов ЕВРО 6, производит примерно в 10 раз больше азота оксидное загрязнение, как у сопоставимого бензинового автомобиля. [4] А выбросы CO2? По данным Британского общества автопроизводителей и Трейдеры: «Автомобили с дизельным двигателем внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2. С 2002 года покупатели, выбирающие дизельное топливо, предотвратили попадание в атмосферу почти 3 миллионов тонн CO2». Дизельные двигатели, как правило, изначально стоят дороже, чем бензиновые двигатели, хотя их более низкие эксплуатационные расходы и более длительный срок службы обычно компенсирует это.Несмотря на это, покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор продажи значительно упали. скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил данные о выбросах своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньшими. загрязняющий.

Нет никаких сомнений в том, что дизельные двигатели будут по-прежнему приводиться в действие тяжелыми транспортными средствами — грузовиками, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы — все они зависят от них, но их будущее в автомобилях и более легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям послужило мощным стимулом к ​​тому, чтобы бензиновые двигатели стали легче, экономичнее и меньше загрязняли окружающую среду, и эти улучшенные газовые двигатели подрывают некоторые предполагаемые преимущества использования дизелей в автомобилях. В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться вообще вытесненными. Опять же сами дизеля постоянно развиваются; в 2011 году Министерство энергетики США предсказало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизель может остаться соперник в небольших транспортных средствах на многие годы вперед, особенно если их выбросы сажи можно правильно решить.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Неудивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913).Вот, вкратце, история:

• 1861: Французский инженер Альфонс Бо де Роша (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на эту идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
• 1876: Немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) строит первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
• 1878: шотландец Дугалд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
• 1880: 22 года, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру-холодильнику Карлу фон Линде (1842–1934), где он узнает о термодинамике (наука того, как движется тепло) и как работают двигатели.
• 1890: Дизель придумал, как улучшить двигатель внутреннего сгорания двигатель, использующий более высокое давление и температуру, для которого не требуется свеча зажигания.
• 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы другие не могли ими воспользоваться.

  Изображение: Оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он нарисовал его в своем патенте 1895 года. Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как называл его Дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4).Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), соединена с центробежным регулятором (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключая подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, затем снова включая его, когда двигатель снова замедляется). Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542 846: Способ и устройство для преобразования тепла в работу Рудольфа Дизеля.

• 1893: Дизель строит огромный стационарный двигатель, который работает в течение одной минуты самостоятельно. власти, 17 февраля 1894 г.
• 1895: Патент на дизельный двигатель выдан в США 16 июля 1895 года.
• 1898: С помощью Дизеля в завод Адольфа Буша в Сент-Луисе, штат Миссури, США. (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
• 1899: На заводе Diesel в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает лицензировать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый.
• 1903: Petit Pierre, одно из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марна-Рейн во Франции.
• 1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свой первый рейс.
• 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, очевидно, упав за борт корабля «Дрезден» во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или покончил жизнь самоубийством, но ничего не известно. доказано.
• 1931: Клесси Камминс, основатель Cummins Engine Co., строит один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и демонстрирует его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
• 1931: Компания Caterpillar произвела революцию в сельском хозяйстве, представив дизельный двигатель Sixty. свой первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, созданный на базе популярной модели Caterpillar Sixty.
• 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем. остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
• 1939: General Motors представляет свой EMD FT, мощный дизель-электрический локомотив, и отправляет первый из них (номер 103) в годичное путешествие, чтобы продемонстрировать его ценность.Несомненно доказывая превосходство дизеля, это звучит похоронным звоном для паровозов.
• 1970-е годы: глобальный топливный кризис возродил интерес к использованию в автомобилях небольших эффективных дизельных двигателей.
• 1987: Всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2) был переоборудован девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что делало его самым мощным торговым судном с дизельным двигателем в то время.
• 2000: Peugeot представляет первые в мире сажевые фильтры (PF) для дизельных двигателей модели 607, заявляющие о снижении выбросов сажи на 99 процентов.
• 2015: Volkswagen втянут в крупный глобальный скандал из-за систематического мошенничества с тестами на выбросы дизельных двигателей. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
• 2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей. с 2019 года все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими.

Как работают дизельные двигатели?

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 20 октября 2021 г.

Вы когда-нибудь с изумлением смотрели, как гигантский грузовик медленно ползет в гору? Возможно нет! Такие вещи случаются каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит — как огромный, тяжелый груз систематически преодолевать подавляющую силу гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (иными словами, топлива) — и, согласитесь, то, что вы видите, весьма примечательно. Дизельные двигатели — это сила наших самых больших машин — грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки.На первый взгляд, они аналогичны обычным бензиновым (бензиновым) двигателям, но генерируют большую мощность, более эффективно, работая немного по-другому. давайте возьмем пристальный взгляд!

Фото: Дизельные двигатели (такие, как в этом железнодорожном локомотиве) идеально подходят для буксировки тяжелых поездов. Это прекрасно сохранившийся (и тщательно отполированный!) вагон British Rail Class 55 («Deltic»), номер 55022, именуемый Royal Scots Grey, датированный 1960 годом. Дизельный двигатель Napier Deltic, который приводит его в действие.

Что такое дизельный двигатель?

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель является типом двигателя внутреннего сгорания. Горение — это еще одно слово для обозначения горения, и внутреннее означает внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания — это просто двигатель, в котором топливо сгорает внутри основной части двигателя (цилиндры) где производится мощность.

Это сильно отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые использовались старомодными паровыми локомотивы. В паровой машине есть большой огонь на одном конце котел, нагревающий воду для получения пара.Пар стекает долго трубки к цилиндру на противоположном конце котла, куда он толкает поршень назад и вперед, чтобы двигать колеса. Это внешний сгорание, потому что огонь находится вне цилиндра (действительно, обычно 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих цилиндров. Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно течь откуда производится в цилиндр: все происходит в том же место.Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны. чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии от одинаковый объем топлива).

Фото: Типичный дизельный двигатель (от пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга предоставлено ВМС США и Викисклад.

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают за счет внутреннего сгорания, но в немного разными способами.В бензиновом двигателе топливо и воздух вводят в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимается (сжимается) смесь, делающую ее взрывоопасной, и небольшая электрическая искра от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взрываться, генерируя энергию, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленчатый вал и шестерни) поворачивает колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья про автомобильные двигатели.

Дизельные двигатели

аналогичны, но проще.Сначала воздух попадает в цилиндр и поршень сжимают его — но гораздо больше, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжимается примерно до десятой части своего первоначального объема. Но на дизеле двигателем воздух сжимается от 14 до 25 раз. [1] Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, то чувствовали, как насос тем горячее в ваших руках, чем дольше вы его использовали. Это потому что при сжатии газа выделяется тепло. Представьте себе, сколько тепла создается за счет нагнетания воздуха в пространство, в 14–25 раз меньшее, чем обычно занимает.Бывает так жарко, что воздух становится действительно горячие — обычно не менее 500°C (1000°F), а иногда и очень жарче. Когда воздух сжимается, туман топлива распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает немного как сложный аэрозоль может. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от мощности водитель хочет, чтобы двигатель производил.) Воздух настолько горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры затыкать.Этот управляемый взрыв заставляет поршень выталкиваться из цилиндр, производящий энергию, приводящую в движение транспортное средство или машину. на котором установлен двигатель. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и этот процесс повторяется сотни или тысячи раз в минута!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Фото: Испытание типичного дизельного двигателя в лабораторных условиях. Фотография Пэта Коркери предоставлена ​​Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Дизельные двигатели

почти в два раза эффективнее бензиновых двигателей — примерно на 40–45 процентов. в лучшем случае эффективен. [2] Проще говоря, это означает, что вы можете проехать гораздо дальше на том же количестве топлива. (или получить больше миль за ваши деньги). Есть несколько причин для это. Во-первых, они сильнее сжимаются и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория работы тепловых двигателей, известный как правило Карно, говорит нам, что КПД двигателя зависит на высоких и низких температурах, между которыми он работает.Дизельный двигатель, который работает при большей разнице температур (более высокая самая высокая температура или самая низкая более низкая температура) более эффективны. Во-вторых, отсутствие системы зажигания от свечи зажигания делает более простая конструкция, которая может легко сжимать воздух намного сильнее — и это заставляет топливо сгорать горячее и полнее, высвобождая больше энергии. Еще одна экономия эффективности слишком. В бензиновом двигателе, работающем не на полную мощность, нужно подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал; дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда они работают на меньшей мощности.Еще одним важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он сделан, имеют больше энергии, запирающей их атомов вместе (другими словами, дизель имеет более высокую плотность энергии, чем бензин). Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, поэтому дизельный двигатель естественно будет работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совсем разные. Вы будете знать это, если вы когда-либо слышал ужасные истории о людях, которые заправили свою машину или грузовик с неподходящим топливом! По сути дизель это более низкокачественный, менее очищенный продукт нефти, полученный из более тяжелой углеводороды (молекулы, построенные из большего количества углерода и водорода атомы).Сырые дизельные двигатели без сложного впрыска топлива Теоретически системы могут работать практически на любом углеводородном топливе. популярности биодизеля (разновидность биотоплива, изготовленного, в частности, из вещи, отработанное растительное масло). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель успешно запускал свои ранние двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель сделает людям одолжение, освободив их от зависимость от топлива, такого как уголь и бензин, и централизованного источники силы. [3] Если бы он только знал!

Фото: Смазка поедет: Джошуа и Кайя Тикелл, пара защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine) для производства биодизельного топлива для своего фургона (прикрепленного спереди) из отходов кулинарного масла, выбрасываемых ресторанами быстрого питания.Топливо стоит впечатляющие 0,80 доллара за галлон. Фото Уоррена Гретца предоставлено США. Министерство энергетики/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизели

являются наиболее универсальными двигателями, работающими на топливе, которые широко используются сегодня. можно найти во всем, от поездов и подъемных кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, эффективнее и экономичнее. Они также безопаснее, потому что дизельного топлива меньше. летуч, а его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей, они особенно хороши для перемещения больших грузов на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовые автомобили, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что детали дизельного двигателя должны выдерживать гораздо большую напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Вот почему дизелям нужно быть мощнее и тяжелее и зачем, на долго время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока это может показаться недостатком, значит дизельные двигатели обычно более надежные и служат намного дольше, чем бензиновые двигатели.

Фото: Дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца предоставлено США. Министерство энергетики/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Загрязнение является одним из самых больших недостатков дизельных двигателей: они производят смесь загрязняющих веществ, включая оксиды азота, окись углерода, углеводороды и частицы сажи, которые загрязняют и опасны для здоровья.Теоретически дизели более эффективны, поэтому они должны использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и меньше способствуют глобальному потеплению. На практике ведутся споры о том, так ли это на самом деле. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельных двигателей. лишь немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно выходят лучше. Другие недавние исследования показывают, что даже новые дизельные автомобили сильно загрязняют окружающую среду.Европейское агентство по окружающей среде, например, отмечает, что даже типичный «чистый» дизельный автомобиль который соответствует нормам выбросов ЕВРО 6, производит примерно в 10 раз больше азота оксидное загрязнение, как у сопоставимого бензинового автомобиля. [4] А выбросы CO2? По данным Британского общества автопроизводителей и Трейдеры: «Автомобили с дизельным двигателем внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2. С 2002 года покупатели, выбирающие дизельное топливо, предотвратили попадание в атмосферу почти 3 миллионов тонн CO2». Дизельные двигатели, как правило, изначально стоят дороже, чем бензиновые двигатели, хотя их более низкие эксплуатационные расходы и более длительный срок службы обычно компенсирует это.Несмотря на это, покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор продажи значительно упали. скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил данные о выбросах своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньшими. загрязняющий.

Нет никаких сомнений в том, что дизельные двигатели будут по-прежнему приводиться в действие тяжелыми транспортными средствами — грузовиками, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы — все они зависят от них, но их будущее в автомобилях и более легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям послужило мощным стимулом к ​​тому, чтобы бензиновые двигатели стали легче, экономичнее и меньше загрязняли окружающую среду, и эти улучшенные газовые двигатели подрывают некоторые предполагаемые преимущества использования дизелей в автомобилях.В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться вообще вытесненными. Опять же сами дизеля постоянно развиваются; в 2011 году Министерство энергетики США предсказало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизель может остаться соперник в небольших транспортных средствах на многие годы вперед, особенно если их выбросы сажи можно правильно решить.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Неудивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913).Вот, вкратце, история:

• 1861: Французский инженер Альфонс Бо де Роша (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на эту идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
• 1876: Немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) строит первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
• 1878: шотландец Дугалд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
• 1880: 22 года, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру-холодильнику Карлу фон Линде (1842–1934), где он узнает о термодинамике (наука того, как движется тепло) и как работают двигатели.
• 1890: Дизель придумал, как улучшить двигатель внутреннего сгорания двигатель, использующий более высокое давление и температуру, для которого не требуется свеча зажигания.
• 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы другие не могли ими воспользоваться.

  Изображение: Оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он нарисовал его в своем патенте 1895 года. Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как называл его Дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4).Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), соединена с центробежным регулятором (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключая подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, затем снова включая его, когда двигатель снова замедляется). Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542 846: Способ и устройство для преобразования тепла в работу Рудольфа Дизеля.

• 1893: Дизель строит огромный стационарный двигатель, который работает в течение одной минуты самостоятельно. власти, 17 февраля 1894 г.
• 1895: Патент на дизельный двигатель выдан в США 16 июля 1895 года.
• 1898: С помощью Дизеля в завод Адольфа Буша в Сент-Луисе, штат Миссури, США. (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
• 1899: На заводе Diesel в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает лицензировать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый.
• 1903: Petit Pierre, одно из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марна-Рейн во Франции.
• 1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свой первый рейс.
• 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, очевидно, упав за борт корабля «Дрезден» во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или покончил жизнь самоубийством, но ничего не известно. доказано.
• 1931: Клесси Камминс, основатель Cummins Engine Co., строит один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и демонстрирует его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
• 1931: Компания Caterpillar произвела революцию в сельском хозяйстве, представив дизельный двигатель Sixty. свой первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, созданный на базе популярной модели Caterpillar Sixty.
• 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем. остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
• 1939: General Motors представляет свой EMD FT, мощный дизель-электрический локомотив, и отправляет первый из них (номер 103) в годичное путешествие, чтобы продемонстрировать его ценность.Несомненно доказывая превосходство дизеля, это звучит похоронным звоном для паровозов.
• 1970-е годы: глобальный топливный кризис возродил интерес к использованию в автомобилях небольших эффективных дизельных двигателей.
• 1987: Всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2) был переоборудован девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что делало его самым мощным торговым судном с дизельным двигателем в то время.
• 2000: Peugeot представляет первые в мире сажевые фильтры (PF) для дизельных двигателей модели 607, заявляющие о снижении выбросов сажи на 99 процентов.
• 2015: Volkswagen втянут в крупный глобальный скандал из-за систематического мошенничества с тестами на выбросы дизельных двигателей. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
• 2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей. с 2019 года все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими.

Как работают дизельные двигатели?

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 20 октября 2021 г.

Вы когда-нибудь с изумлением смотрели, как гигантский грузовик медленно ползет в гору? Возможно нет! Такие вещи случаются каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит — как огромный, тяжелый груз систематически преодолевать подавляющую силу гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (иными словами, топлива) — и, согласитесь, то, что вы видите, весьма примечательно. Дизельные двигатели — это сила наших самых больших машин — грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки.На первый взгляд, они аналогичны обычным бензиновым (бензиновым) двигателям, но генерируют большую мощность, более эффективно, работая немного по-другому. давайте возьмем пристальный взгляд!

Фото: Дизельные двигатели (такие, как в этом железнодорожном локомотиве) идеально подходят для буксировки тяжелых поездов. Это прекрасно сохранившийся (и тщательно отполированный!) вагон British Rail Class 55 («Deltic»), номер 55022, именуемый Royal Scots Grey, датированный 1960 годом. Дизельный двигатель Napier Deltic, который приводит его в действие.

Что такое дизельный двигатель?

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель является типом двигателя внутреннего сгорания. Горение — это еще одно слово для обозначения горения, и внутреннее означает внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания — это просто двигатель, в котором топливо сгорает внутри основной части двигателя (цилиндры) где производится мощность.

Это сильно отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые использовались старомодными паровыми локомотивы. В паровой машине есть большой огонь на одном конце котел, нагревающий воду для получения пара.Пар стекает долго трубки к цилиндру на противоположном конце котла, куда он толкает поршень назад и вперед, чтобы двигать колеса. Это внешний сгорание, потому что огонь находится вне цилиндра (действительно, обычно 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих цилиндров. Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно течь откуда производится в цилиндр: все происходит в том же место.Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны. чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии от одинаковый объем топлива).

Фото: Типичный дизельный двигатель (от пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга предоставлено ВМС США и Викисклад.

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают за счет внутреннего сгорания, но в немного разными способами.В бензиновом двигателе топливо и воздух вводят в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимается (сжимается) смесь, делающую ее взрывоопасной, и небольшая электрическая искра от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взрываться, генерируя энергию, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленчатый вал и шестерни) поворачивает колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья про автомобильные двигатели.

Дизельные двигатели

аналогичны, но проще.Сначала воздух попадает в цилиндр и поршень сжимают его — но гораздо больше, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжимается примерно до десятой части своего первоначального объема. Но на дизеле двигателем воздух сжимается от 14 до 25 раз. [1] Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, то чувствовали, как насос тем горячее в ваших руках, чем дольше вы его использовали. Это потому что при сжатии газа выделяется тепло. Представьте себе, сколько тепла создается за счет нагнетания воздуха в пространство, в 14–25 раз меньшее, чем обычно занимает.Бывает так жарко, что воздух становится действительно горячие — обычно не менее 500°C (1000°F), а иногда и очень жарче. Когда воздух сжимается, туман топлива распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает немного как сложный аэрозоль может. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от мощности водитель хочет, чтобы двигатель производил.) Воздух настолько горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры затыкать.Этот управляемый взрыв заставляет поршень выталкиваться из цилиндр, производящий энергию, приводящую в движение транспортное средство или машину. на котором установлен двигатель. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и этот процесс повторяется сотни или тысячи раз в минута!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Фото: Испытание типичного дизельного двигателя в лабораторных условиях. Фотография Пэта Коркери предоставлена ​​Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Дизельные двигатели

почти в два раза эффективнее бензиновых двигателей — примерно на 40–45 процентов. в лучшем случае эффективен. [2] Проще говоря, это означает, что вы можете проехать гораздо дальше на том же количестве топлива. (или получить больше миль за ваши деньги). Есть несколько причин для это. Во-первых, они сильнее сжимаются и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория работы тепловых двигателей, известный как правило Карно, говорит нам, что КПД двигателя зависит на высоких и низких температурах, между которыми он работает.Дизельный двигатель, который работает при большей разнице температур (более высокая самая высокая температура или самая низкая более низкая температура) более эффективны. Во-вторых, отсутствие системы зажигания от свечи зажигания делает более простая конструкция, которая может легко сжимать воздух намного сильнее — и это заставляет топливо сгорать горячее и полнее, высвобождая больше энергии. Еще одна экономия эффективности слишком. В бензиновом двигателе, работающем не на полную мощность, нужно подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал; дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда они работают на меньшей мощности.Еще одним важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он сделан, имеют больше энергии, запирающей их атомов вместе (другими словами, дизель имеет более высокую плотность энергии, чем бензин). Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, поэтому дизельный двигатель естественно будет работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совсем разные. Вы будете знать это, если вы когда-либо слышал ужасные истории о людях, которые заправили свою машину или грузовик с неподходящим топливом! По сути дизель это более низкокачественный, менее очищенный продукт нефти, полученный из более тяжелой углеводороды (молекулы, построенные из большего количества углерода и водорода атомы).Сырые дизельные двигатели без сложного впрыска топлива Теоретически системы могут работать практически на любом углеводородном топливе. популярности биодизеля (разновидность биотоплива, изготовленного, в частности, из вещи, отработанное растительное масло). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель успешно запускал свои ранние двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель сделает людям одолжение, освободив их от зависимость от топлива, такого как уголь и бензин, и централизованного источники силы. [3] Если бы он только знал!

Фото: Смазка поедет: Джошуа и Кайя Тикелл, пара защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine) для производства биодизельного топлива для своего фургона (прикрепленного спереди) из отходов кулинарного масла, выбрасываемых ресторанами быстрого питания.Топливо стоит впечатляющие 0,80 доллара за галлон. Фото Уоррена Гретца предоставлено США. Министерство энергетики/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизели

являются наиболее универсальными двигателями, работающими на топливе, которые широко используются сегодня. можно найти во всем, от поездов и подъемных кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, эффективнее и экономичнее. Они также безопаснее, потому что дизельного топлива меньше. летуч, а его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей, они особенно хороши для перемещения больших грузов на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовые автомобили, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что детали дизельного двигателя должны выдерживать гораздо большую напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Вот почему дизелям нужно быть мощнее и тяжелее и зачем, на долго время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока это может показаться недостатком, значит дизельные двигатели обычно более надежные и служат намного дольше, чем бензиновые двигатели.

Фото: Дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца предоставлено США. Министерство энергетики/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Загрязнение является одним из самых больших недостатков дизельных двигателей: они производят смесь загрязняющих веществ, включая оксиды азота, окись углерода, углеводороды и частицы сажи, которые загрязняют и опасны для здоровья.Теоретически дизели более эффективны, поэтому они должны использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и меньше способствуют глобальному потеплению. На практике ведутся споры о том, так ли это на самом деле. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельных двигателей. лишь немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно выходят лучше. Другие недавние исследования показывают, что даже новые дизельные автомобили сильно загрязняют окружающую среду.Европейское агентство по окружающей среде, например, отмечает, что даже типичный «чистый» дизельный автомобиль который соответствует нормам выбросов ЕВРО 6, производит примерно в 10 раз больше азота оксидное загрязнение, как у сопоставимого бензинового автомобиля. [4] А выбросы CO2? По данным Британского общества автопроизводителей и Трейдеры: «Автомобили с дизельным двигателем внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2. С 2002 года покупатели, выбирающие дизельное топливо, предотвратили попадание в атмосферу почти 3 миллионов тонн CO2». Дизельные двигатели, как правило, изначально стоят дороже, чем бензиновые двигатели, хотя их более низкие эксплуатационные расходы и более длительный срок службы обычно компенсирует это.Несмотря на это, покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор продажи значительно упали. скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил данные о выбросах своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньшими. загрязняющий.

Нет никаких сомнений в том, что дизельные двигатели будут по-прежнему приводиться в действие тяжелыми транспортными средствами — грузовиками, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы — все они зависят от них, но их будущее в автомобилях и более легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям послужило мощным стимулом к ​​тому, чтобы бензиновые двигатели стали легче, экономичнее и меньше загрязняли окружающую среду, и эти улучшенные газовые двигатели подрывают некоторые предполагаемые преимущества использования дизелей в автомобилях.В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться вообще вытесненными. Опять же сами дизеля постоянно развиваются; в 2011 году Министерство энергетики США предсказало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизель может остаться соперник в небольших транспортных средствах на многие годы вперед, особенно если их выбросы сажи можно правильно решить.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Неудивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913).Вот, вкратце, история:

• 1861: Французский инженер Альфонс Бо де Роша (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на эту идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
• 1876: Немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) строит первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
• 1878: шотландец Дугалд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
• 1880: 22 года, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру-холодильнику Карлу фон Линде (1842–1934), где он узнает о термодинамике (наука того, как движется тепло) и как работают двигатели.
• 1890: Дизель придумал, как улучшить двигатель внутреннего сгорания двигатель, использующий более высокое давление и температуру, для которого не требуется свеча зажигания.
• 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы другие не могли ими воспользоваться.

  Изображение: Оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он нарисовал его в своем патенте 1895 года. Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как называл его Дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4).Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), соединена с центробежным регулятором (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключая подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, затем снова включая его, когда двигатель снова замедляется). Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542 846: Способ и устройство для преобразования тепла в работу Рудольфа Дизеля.

• 1893: Дизель строит огромный стационарный двигатель, который работает в течение одной минуты самостоятельно. власти, 17 февраля 1894 г.
• 1895: Патент на дизельный двигатель выдан в США 16 июля 1895 года.
• 1898: С помощью Дизеля в завод Адольфа Буша в Сент-Луисе, штат Миссури, США. (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
• 1899: На заводе Diesel в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает лицензировать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый.
• 1903: Petit Pierre, одно из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марна-Рейн во Франции.
• 1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свой первый рейс.
• 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, очевидно, упав за борт корабля «Дрезден» во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или покончил жизнь самоубийством, но ничего не известно. доказано.
• 1931: Клесси Камминс, основатель Cummins Engine Co., строит один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и демонстрирует его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
• 1931: Компания Caterpillar произвела революцию в сельском хозяйстве, представив дизельный двигатель Sixty. свой первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, созданный на базе популярной модели Caterpillar Sixty.
• 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем. остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
• 1939: General Motors представляет свой EMD FT, мощный дизель-электрический локомотив, и отправляет первый из них (номер 103) в годичное путешествие, чтобы продемонстрировать его ценность.Несомненно доказывая превосходство дизеля, это звучит похоронным звоном для паровозов.
• 1970-е годы: глобальный топливный кризис возродил интерес к использованию в автомобилях небольших эффективных дизельных двигателей.
• 1987: Всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2) был переоборудован девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что делало его самым мощным торговым судном с дизельным двигателем в то время.
• 2000: Peugeot представляет первые в мире сажевые фильтры (PF) для дизельных двигателей модели 607, заявляющие о снижении выбросов сажи на 99 процентов.
• 2015: Volkswagen втянут в крупный глобальный скандал из-за систематического мошенничества с тестами на выбросы дизельных двигателей. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
• 2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей. с 2019 года все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими.

Принцип работы дизельного генератора + схема

Принцип работы дизельного генератора – Дизельный генератор (иногда известный как дизель-генераторная установка) представляет собой устройство, которое производит электричество за счет комбинации дизельного двигателя и электрического генератора (обычно генератор).Это тип двигателя-генератора. Хотя большинство дизельных двигателей с воспламенением от сжатия предназначены для работы на дизельном топливе, некоторые модели одобрены для работы на другом жидком топливе или природном газе. Дизель-генераторные установки используются в местах, где нет доступа к электросети, в качестве аварийного источника питания в случае отказа сети, а также для более сложных приложений, таких как поддержка сети, снижение пиковых значений и экспорт электроэнергии. Размер дизельного генератора имеет решающее значение для предотвращения низкой нагрузки или нехватки мощности.

Дизельный генератор

Дизельные генераторы — чрезвычайно полезное оборудование, которое вырабатывает электричество, потребляя дизельное топливо. Бесшумный дизельный генератор представляет собой гибрид дизельного двигателя и электрического генератора, который обычно используется в качестве резервного источника питания в промышленных и жилых помещениях. Он может быть сконфигурирован различными физическими и электронными способами. Эти двигатели обычно устанавливаются в сельской местности, где они подключены к электросети и могут использоваться в качестве основного или резервного источника питания.Кроме того, дизельные генераторы могут использоваться для компенсации пиковых потребностей сети в электроэнергии, поскольку их можно быстро включать и выключать, не вызывая задержек. Генераторы для коммерческого использования варьируются от 8 кВт до 2000 кВт, тогда как генераторы для бытового использования варьируются от 8 до 30 кВт. Они также используются на больших кораблях для получения дополнительной энергии, которая может варьироваться от освещения, вентиляторов и переключателей до подачи питания на двигательную установку.

Для дизельных генераторов в среднем требуется 0,4 литра топлива на каждый произведенный кВтч, что обеспечивает коэффициент полезного действия 25 процентов.С другой стороны, эффективность любого дизельного генератора зависит от ситуации и того, как он используется. По сути, дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания. В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель воспламеняет и сжигает топливо, закачиваемое в камеру впрыска, используя тепло сжатия, а не искровое зажигание. Дизельные двигатели, как правило, имеют самый высокий тепловой КПД среди всех двигателей внутреннего сгорания, особенно для непрерывного и тяжелого режима работы, что позволяет получить процент эффективности Карно.Многие производные сырой нефти могут использоваться в дизельных двигателях. Природный газ, спирты, древесный газ, бензин и дизельное топливо — вот некоторые виды топлива, которые может сжигать дизельный двигатель.

Выхлопные газы образуются при сжигании дизельного или другого топлива. Диоксид углерода (CO ₂ ), оксид азота (NOx) и твердые частицы вырабатываются дизельными генераторами. Эти генераторы выделяют его в окружающую среду, значительно снижая качество воздуха в прилегающих районах. Каждый литр бензина содержит 0.73 кг чистого углерода, а дизельное топливо выделяет 2,6 кг углекислого газа.

Дизель-генератор (Артикул: indiamart.com )

Основные части дизель-генератора

Дизель-генератор состоит из различных частей, которые работают вместе для производства электроэнергии. Вот некоторые из наиболее важных компонентов дизельного генератора:

Основные части дизельного генератора (ссылка: twitter.com/globeritebw )

 

Двигатель внутреннего сгорания: Двигатель является наиболее важной частью дизель-генераторная установка, так как она вырабатывает механическую энергию, которая затем преобразуется в электрическую.Выходная мощность этих генераторов пропорциональна размеру двигателя. Чем мощнее двигатель, тем больше электроэнергии он производит.

 

Генератор: Генератор переменного тока — еще один важный компонент дизельного генератора. Он преобразует механический вход двигателя (вращение вала) в электрическую мощность посредством индукции. Генератор переменного тока состоит из ротора, который создает переменное электричество, создавая магнитное поле. Следовательно, ротор считается основным компонентом генератора переменного тока.

В начале 1830-х годов Фарадей открыл (или, по крайней мере, описал) механизм «электромагнитной индукции». Когда вы перемещаете провод (или любой электрический проводник) через магнитное поле, в проводе индуцируется электрический ток в соответствии с этим принципом. Если провод неподвижен, но магнитное поле движется, то же самое верно. Электроны текут по проводу, просто путешествуя через магнитное поле. Электроны текут в одном направлении, если провод движется с севера на юг, и в другом направлении, если провод движется с юга на север.Чем мощнее поле и чем длиннее провод, тем больше индуцируется ток. В современных генераторах несколько массивных мощных магнитов расположены группой вокруг центрального вращающегося вала. Это называется ротором или якорем. Магниты могут быть постоянными или электромагнитами, но важно то, что они создают магнитное поле, которое заставляет двигатель вращаться. «Статор», который фактически представляет собой серию плотно связанных катушек проволоки, плотно упакованных вокруг ротора, является еще одним важным компонентом генератора переменного тока.Ротор постоянно переносит северный и южный полюса своего магнитного поля (полей) по пучкам проводов, которые их окружают, когда внешняя сила (например, дизельный двигатель) вращает центральный вал. Это приводит к большому количеству электрического тока, протекающего туда и обратно по кабелям, который мы называем «переменным током» или «сетевым электричеством переменного тока».

 

Топливная система: Топливная система хранит и распределяет топливо к генератору. Наиболее важным фактором для запуска двигателя является топливо.Химическая энергия топлива преобразуется в механическую энергию, которая в конечном итоге преобразуется двигателем в электрическую энергию.

Наиболее заметным компонентом топливной системы является бак, в котором достаточно топлива для работы не менее 6-8 часов. Для небольших портативных генераторов этот бак может быть встроен в корпус генератора или может представлять собой отдельную внешнюю конструкцию для более крупных стационарных генераторов. Другие компоненты топливной системы включают трубопровод для подачи топлива к двигателю, топливный насос, аналогичный тем, что используются в большинстве автомобилей, топливный фильтр и вентиляционную трубу или клапан топливного бака для предотвращения избыточного давления или вакуума.Также будет установлено перепускное соединение, чтобы гарантировать, что в случае переполнения бака топливо будет направляться в сторону, а не распыляться на поверхность двигателя или генератора переменного тока.

 

Смазочная (масляная) система: Этот компонент обеспечивает бесперебойную работу различных компонентов дизель-генератора. В результате, чтобы избежать каких-либо проблем, очень важно постоянно следить за системой смазки генератора. Поскольку в генераторе много вращающихся частей, очень важно иметь хорошую систему смазки, которая не только защищает движущиеся части от трения, но и обеспечивает их охлаждение.

 

Регулятор напряжения: Это сложный, но необходимый компонент. Без него производимый переменный ток будет варьироваться по напряжению и силе тока в зависимости от скорости двигателя. Поскольку современному электрооборудованию требуется очень стабильный источник питания, необходимо что-то сделать, чтобы сбалансировать его. Работа регулятора напряжения очень сложна, и в этом содержании мы не будем вдаваться в подробности.

 

Система охлаждения: Помимо механической энергии, двигатель, как и в автомобиле, создает много отработанного тепла.Электрическое сопротивление проводов генерирует тепло, когда мощность проходит через генератор переменного тока. Это тепло поглощается охлаждающей жидкостью, обычно, но не всегда водой, которая затем проходит через теплообменник, отдавая свое тепло в воздух или иногда во вторичную охлаждающую жидкость.

 

Выхлопная система: Выхлопные газы производятся всеми двигателями внутреннего сгорания. Они ядовиты, и их следует держать подальше от двигателя и окружающих людей. Выхлопные газы обычно выводятся по трубам и выбрасываются в атмосферу.Перед установкой нового генератора ознакомьтесь с местными стандартами охраны труда и техники безопасности, чтобы узнать, как и куда должны быть направлены выхлопные системы.

 

Стартер и аккумуляторная система: Дизельный двигатель, как и в автомобиле или грузовике, запускается небольшим электродвигателем. Этот электрический стартер питается от аккумулятора, который заряжается либо от отдельного зарядного устройства, либо от выхода генератора.

 

Панель управления: На панели управления находится кнопка пуска/останова, а также индикаторы различных параметров, перечисленных ниже: Switch

Скорость двигателя

Двигатель Топливо

Температура охлаждающей жидкости

Моторное масло

Заряд батареи

Генератор Выходное напряжение

Генератор Выходной ток

Генератор Выходной ток (Amperage)

Вывод генератора в KVA

частота питания переменного тока

7

следить за этими характеристиками при эксплуатации генератора, чтобы убедиться, что он работает правильно.

 

Корпус/рама: Дизель-генератор будет размещаться в открытой несущей раме, защищенном от непогоды корпусе или переносном блоке. Все эти функции работают вместе, чтобы компоненты оставались подключенными и безопасными. Это также гарантирует правильное заземление всех электрических компонентов.

Подробнее о Linquip

Принцип работы дизельного генератора

Принцип работы дизельного генератора основан на термодинамическом законе преобразования энергии.Этот закон гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, а может только переходить из одной формы в другую.

Для производства электроэнергии переменного тока дизель-генераторы проходят ряд этапов. Когда дизель-генератор запускается, он проходит четыре процесса сгорания: всасывание, сжатие, мощность и выхлоп. В результате химическая энергия топлива преобразуется в механическую энергию вращения. Эта механическая энергия используется для вращения коленчатого вала. Вращающийся вал теперь используется для вращения ротора генератора.Ротор и статор являются двумя важными частями генератора переменного тока, который вырабатывает электричество.

Ротор, представляющий собой цилиндрический компонент, окруженный магнитами, вращается внутри статора, состоящего из фиксированного набора токопроводящих медных проводов. В конце концов, движение магнитов по проводам создает электрические заряды в цепи. Электричество вырабатывается при вращении ротора. Магниты, окружающие ротор, расположены точно так, чтобы создавать магнитное поле при прохождении через медную проводку статора.Магнитное поле обычно создается двумя поляризованными магнитами в приложении электрического генератора. Это магнитное поле генерирует напряжение, которое захватывается статором. Затем регулятор напряжения подает электричество в нужное место, управляя полученным напряжением.

Генератор переменного тока вырабатывает переменный ток, который с помощью выпрямителя в дизель-генераторе преобразуется в постоянный.

Обратите внимание, что электромагнитное поле в роторе создается системой возбуждения.Электрическая мощность, вырабатываемая в статоре, пропорциональна силе образующегося магнитного поля. Постоянный ток (DC) используется для создания электромагнитного поля, и он может варьироваться от 50 ампер до 9000 ампер или более, в зависимости от размера генератора. Современные системы возбуждения являются статическими, в которых постоянный ток генерируется путем выпрямления мощности переменного тока с помощью силовых трансформаторов напряжения (ППТ) и трансформаторов тока с насыщением (ТТТ).

Дизель-генератор и его основные компоненты (Ссылка: wellandpower.net )

Преимущества и недостатки дизельного генератора

Недостатки более ранних версий, такие как более высокий уровень шума и затраты на техническое обслуживание, были преодолены современными дизельными двигателями. По сравнению с газовыми двигателями того же размера они теперь работают тише и требуют меньше обслуживания.

Основные преимущества дизельных генераторов:

• Относительно низкие эксплуатационные расходы: Это связано с тем, что для запуска двигателя генератора требуется меньше компонентов, поэтому вам не придется менять свечи зажигания или ремонтировать карбюраторы так часто, как вы будет с газовым двигателем.
• Долговечность: Дизельные двигатели очень долговечны на рабочем месте, поэтому они могут выдерживать большие разрывы и износ в различных условиях.
• Безопасное хранение: Дизельное топливо, хотя и легко воспламеняется, имеет значительно меньшую вероятность воспламенения, чем другие виды топлива, такие как бензин.
• Выходная мощность: Дизельные генераторы могут выдерживать нагрузки более высокой мощности и могут работать дольше, чем генераторы других типов.
• Прочность: Более прочный и надежный.
• Легкодоступное топливо : Переносные дизельные генераторы часто перевозятся позади дизельных транспортных средств. Когда вы находитесь вне дома и выполняете работу, вам не нужно носить с собой два разных вида топлива.

С другой стороны, дизельные генераторы имеют ряд недостатков, особенно с точки зрения окружающей среды. 1 литр топлива производит в среднем 2,7 кг CO ₂ . Дизельные генераторы загрязняют окружающую среду значительно больше, чем другие источники энергии.Он выбрасывает в атмосферу не только угарный газ, но также твердые частицы и оксиды азота. Дизельные генераторы также вызывают шумовое загрязнение, и по сравнению с другими источниками энергии они могут иметь высокие первоначальные затраты, а также дорогостоящее обслуживание и ремонт. Регулярная замена масла является наиболее важным условием непрерывного обслуживания дизельного двигателя. Дизельные генераторы, которые находятся в хорошем состоянии, могут прослужить долгое время, а те, которые не находятся в хорошем состоянии, не могут.

Запуск генератора зимой может быть затруднен.Свечи накаливания и другие нагревательные компоненты могут использоваться для прогрева двигателя, включая поступающий воздух, чтобы решить эту проблему. Тем не менее, есть затраты, связанные с этим. Дизельные генераторы могут создавать вредные выхлопные газы, они тяжелые и их трудно транспортировать.

(Переносные) дизельные генераторы часто используются в сочетании с батареями для хранения энергии, несмотря на то, что эта комбинация имеет существенные недостатки. Для многих приложений батареи считаются слишком тяжелыми, быстро разряжаются и требуют много времени для перезарядки.Также общеизвестно, что батареи имеют короткий срок службы, что они вызывают закисление атмосферы и что их производство сокращает ценные природные ресурсы, такие как кобальт и никель.

Ниже перечислены основные недостатки дизельных генераторов:

• Из-за правил по выбросам парниковых газов цена на дизельное топливо будет продолжать расти.
• Для поддержания генераторов в рабочем состоянии требуется регулярное техническое обслуживание.
• Система впрыска топлива и другие компоненты более подвержены отказам, что приводит к недостаточной надежности и высоким ценам на запасные части.Дизельные двигатели состоят из крупных и тяжелых компонентов, ремонт которых может быть дорогостоящим.
• Несмотря на меньшую стоимость, установка может занять больше времени и быть дороже.
• Шумовое загрязнение представляет собой серьезную проблему.
• Поскольку дизельные двигатели могут быть несколько шумными, их часто размещают вдали от рабочих зон.
• Дизельные генераторы слишком тяжелые и массивные, чтобы их можно было назвать мобильными и компактными.
• Они должны быть сухими во избежание коррозии.
• Если вы живете в холодном климате, вам необходимо подготовить генератор к зиме.

Купите оборудование или запросите услугу

Используя службу Linquip RFQ, вы можете рассчитывать на получение предложений от различных поставщиков из разных отраслей и регионов.

Щелкните здесь, чтобы запросить коммерческое предложение от поставщиков и поставщиков услуг

Глава 3c — Первый закон — Закрытые системы

Глава 3c — Первый закон — Закрытые системы — Двигатели дизельного цикла (обновлено 19.03.2013)

Глава 3: Первый закон термодинамики для Закрытые системы

c) Дизельный цикл воздушного стандарта (с воспламенением от сжатия) Двигатель

Воздух Стандартный дизельный цикл является идеальным цикл для Воспламенение от сжатия (CI) поршневые двигатели, впервые предложенные Рудольфом Дизель более 100 лет назад.Следующая ссылка на Kruse Технологическое партнерство описывает четырехтактный дизельный цикл операция включая короткую История Рудольфа Дизеля. Четырехтактный дизельный двигатель обычно используются в автомобильных системах, тогда как более крупные морские системы обычно используйте двухтактный дизельный цикл . Еще раз у нас есть отличная анимация производства Matt Keveney представляет работу четырехтактный дизельный цикл .

Фактический цикл CI чрезвычайно сложен, поэтому в в начальном анализе мы используем идеальное допущение о «воздушном стандарте», в котором рабочим телом является неподвижная масса воздуха, подвергающаяся полный цикл, который рассматривается как идеальный газ.Все процессы идеальны, горение заменяется подводом тепла к воздуха, а выхлоп заменяется процессом отвода тепла, который восстанавливает воздух в исходное состояние.

Идеальный дизельный двигатель воздушного стандарта подвергается 4 отдельные процессы, каждый из которых может быть проанализирован отдельно, т. показано на P-V схемы ниже. Два из четырех процессов цикла адиабатические процессы (адиабатические = отсутствие передачи тепла), таким образом, до мы можем продолжить нам нужно разработать уравнения для идеального газа адиабатический процесс следующим образом:

Адиабатический процесс идеального газа (Q = 0)

Анализ приводит к следующим трем общим формы, представляющие адиабатический процесс:

где k представляет собой отношение теплоемкостей и имеет номинальное значение 1.4 в 300к за воздух.

Процесс 1-2 представляет собой процесс адиабатического сжатия. Таким образом, температура воздуха увеличивается при сжатии. процесса, а при большой степени сжатия (обычно > 16:1) достигнет температуры воспламенения впрыскиваемого топлива. Таким образом дано условия в состоянии 1 и степень сжатия двигателя, в для определения давления и температуры в состоянии 2 (на конец процесса адиабатического сжатия) имеем:

Work W _1-2 необходимая для сжатия газа показана как площадь под кривой P-V и оценивается как следует.

Альтернативный подход с использованием уравнения энергии использует преимущества адиабатического процесса (Q _1-2 = 0) приводит к гораздо более простому процессу:

(спасибо студентке Николь Блэкмор за то, что она сообщила мне об этой альтернативе подход)

Во время процесса 2-3 топливо впрыскивается и сгорает и это представлено процессом расширения постоянного давления. В состояние 3 («отсечка топлива») процесс расширения продолжается адиабатически с понижением температуры до тех пор, пока расширение полный.

Процесс 3-4, таким образом, представляет собой процесс адиабатического расширения. Общая работа по расширению составляет W _exp = (W _2-3 + W _3-4 ) и показана как площадь под P-V диаграмме и анализируется следующим образом:

Наконец, процесс 4-1 представляет постоянный объем процесс отвода тепла. В реальном дизельном двигателе газ просто выпускают из цилиндра и вводят свежий заряд воздуха.

Чистая работа W _net , выполненная за цикл, равна определяется как: W _net = (W _exp + W _1-2 ), где по-прежнему работа сжатия W _1-2 отрицательна (работа выполнена на системе).

В двигателе с циклом Air-Standard Diesel тепло ввод Q _в происходит путем сжигания топлива, которое впрыскивается контролируемым образом, идеально приводит к процессу расширения с постоянным давлением 2-3 как показано ниже. При максимальном объеме (нижняя мертвая точка) сгоревшие газы просто истощаются и заменяются свежим зарядом воздуха. Это представлен эквивалентным процессом отвода тепла постоянного объема Q _из = -Q _4-1 . Оба процесса анализируются следующим образом:

На этом этапе мы можем удобно определить КПД двигателя по тепловому потоку составляет:

____________________________________________________________________________

Следующие проблемы обобщают этот раздел:

Задача 3.4 — А устройство поршень-цилиндр без трения содержит 0,2 кг воздуха при 100 кПа и 27°С. Теперь воздух медленно сжимается по соотношению PV ^k = константа, где k = 1,4, пока не достигнет конечного значения температура 77°С.

• а) Эскиз P-V диаграмма процесса относительно соответствующей константы температурные линии, и укажите на этой диаграмме совершенную работу.

• б) Использование основного определение границы выполненной работы определить границу работы сделано во время процесса [-7.18 кДж].

• c) Используя уравнение энергии, определите теплоту передано в процессе [0 кДж] и убедитесь, что процесс находится в факт адиабатический.

Производное все используемые уравнения начинаются с основным уравнением энергии для непоточной системы уравнение для изменения внутренней энергии идеального газа (Δu) основное уравнение для граничной работы и уравнения состояния идеального газа [ P.V. = mRT ]. Использовать значения удельной теплоемкости, определенные при 300К для всего процесс.

Проблема 3.5 — Учитывайте ход расширения только типичный дизельный двигатель Air Standard с компрессией коэффициент 20 и коэффициент отсечки 2. В начале процесса (впрыск топлива) начальная температура 627°С, а воздух расширяется при постоянном давлении 6,2 МПа до отсечки (объемное отношение 2:1). Затем воздух адиабатически расширяется (отсутствует теплопередача). пока не достигнет максимальной громкости.

• а) Нарисуйте это процесс на P-v диаграмма, четко показывающая все три состояния.Укажите на схеме полная работа, совершенная в течение всего процесса расширения.

• б) Определить температурах, достигаемых в конце постоянного давления (топливо впрыск) процесс [1800K], а также в конце процесса расширения [830K], и нарисуйте три соответствующие линии постоянной температуры на P-v диаграмма.

• c) Определить полная работа, выполненная во время такта расширения [1087 кДж/кг].

• г) Определить общее количество теплоты, подводимой к воздуху во время такта расширения [1028 кДж/кг].

Вывести все используемые уравнения исходя из уравнения состояния идеального газа и адиабатического процесса соотношения, основное уравнение энергии для замкнутой системы, соотношения изменения внутренней энергии и энтальпии для идеального газа, и базовое определение граничной работы, выполняемой системой (если требуется). Используйте значения удельной теплоемкости, определенные для 1000K для всего процесс расширения, полученный из таблицы Удельный Теплоемкость воздуха .

Решенная проблема 3.6 — Идеальный дизельный двигатель с воздушным стандартом имеет степень сжатия 18 и коэффициент отсечки 2. В начале процесса сжатия, рабочая жидкость при 100 кПа, 27°С (300 К). Определить температуру и давление воздуха в конце каждого процесса, чистый выход работы за цикл [кДж/кг] и термический КПД.

Обратите внимание, что номинальные значения удельной теплоемкости для воздуха при 300K используются C _P = 1,00 кДж/кг.K, C _v = 0.717 кДж/кг·К, а k = 1,4. Однако все они являются функциями температуры, а также с чрезвычайно высоким температурным диапазоном при опыте работы с дизельными двигателями можно получить существенные ошибки. Один подход (который мы примем в этом примере) заключается в использовании типичного средняя температура за цикл.

Подход к решению:

Первый шаг — нарисовать диаграмму, представляющую проблемы, включая всю необходимую информацию. Мы замечаем, что ни объем, ни масса не даны, поэтому диаграмма и решение будут выражаться в конкретных количествах.Самая полезная схема для тепловая машина P-v схема полного цикла:

Следующим шагом является определение рабочей жидкости и решить, какие основные уравнения или таблицы использовать. В этом случае рабочей жидкостью является воздух, и мы решили использовать среднее температура 900К на протяжении всего цикла для определения удельной теплоемкости значения емкости, представленные в таблице Удельная теплоемкость воздуха .

Теперь мы проходим все четыре процесса, чтобы определяют температуру и давление в конце каждого процесса.

Обратите внимание, что альтернативный метод оценки давление P ₂ просто использовать уравнение состояния идеального газа, как показано ниже:

Удовлетворителен любой подход — выберите любой вам удобнее. Теперь мы продолжаем с топливом процесс инжекции при постоянном давлении:

Обратите внимание, что хотя проблема запрашивает «net выход работы за цикл», мы рассчитали только теплоту в и отогреть.В случае с дизельным двигателем это сделать гораздо проще. оценить значения тепла, и мы можем легко получить чистую работу из энергетический баланс за полный цикл выглядит следующим образом:

Вы можете удивиться нереально высокой получена эффективность. В этом идеализированном анализе мы проигнорировали многие эффекты потерь, которые существуют в практических тепловых двигателях. мы начнем понять некоторые из этих механизмов потерь, когда мы изучаем второй закон в главе 5 .

____________________________________________________________________________

К Части d) Первый закон — двигатели цикла Отто

__________________________________________________________________________________________

Инженерная термодинамика Израиля Уриэли находится под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 США Лицензия

Принцип работы, преимущества и недостатки дизельного двигателя

Дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, работающий с адиабатическим сжатием. Работа дизельного двигателя сильно отличается от работы бензинового двигателя, поэтому их эффективность и производительность различаются. Адиабатическое сжатие было объяснено в моей предыдущей статье. проверить!

Понимание эффективности, истории и принципов работы дизельного двигателя

Сегодня я познакомлю вас с принципами работы дизельного двигателя, его преимуществами и недостатками.

Дизельный двигатель, имеющий некоторые характеристики, которые вы должны знать, включая воспламенение от сжатия, образование смеси внутри камеры сгорания, регулировку частоты вращения двигателя в зависимости от качества смеси, неоднородную топливно-воздушную смесь, высокое соотношение воздуха, диффузионное пламя и, наконец, топливо с высоким производительность зажигания. Все это объясняется в принципах работы дизельного двигателя. Так что продолжайте читать!

Принцип работы дизельного двигателя

Дизельные двигатели

предназначены для воспламенения топлива без каких-либо устройств зажигания, таких как свечи зажигания, которые хорошо известны по бензиновым двигателям.Он использует сильно сжатый горячий воздух для воспламенения топлива, а не свечу зажигания. Смесь воздуха и топлива происходит в камере сгорания, а не во впускном коллекторе. Принципы работы дизеля настолько интересны, что в камеру сгорания изначально подается только воздух. Затем воздух сжимается в соотношении от 15:1 до 23:1 в зависимости от типа дизельного двигателя и области его применения. Высокая степень сжатия вызывает повышение температуры воздуха. В этот момент топливо впрыскивается в горячий воздух, когда такт сжатия почти достигает верхней точки.Все это происходит в камере сгорания над поршнем.

Топливная форсунка помогает впрыскивать топливо в камеру сгорания небольшими каплями и равномерно распределять. Сжатый воздух создает сильное тепло, заставляющее топливо испаряться с поверхности капель. Затем пар воспламеняется с использованием того же тепла в камере сгорания. Испарение капель продолжалось до их полного сгорания. Сгорание происходит при практически постоянном давлении в течение начальной части рабочего такта.Когда сгорание завершено, газы сгорания расширяются по мере дальнейшего опускания поршня; высокое давление в цилиндре толкает поршень вниз, передавая мощность на коленчатый вал. Регулировка оборотов двигателя сильно зависит от качества смеси. То есть величина создаваемого крутящего момента определяется исключительно массой впрыскиваемого топлива, всегда смешанного с максимально возможным количеством воздуха. Это приводит к разнице в частоте вращения коленчатого вала.

Высокая степень сжатия дизельного двигателя обеспечивает высокую эффективность его работы.Отсутствие дроссельной заслонки позволяет уменьшить потери при обмене заряда, что приводит к низкому расходу топлива. Это делает дизельный двигатель более экономичным.

Посмотрите, как работает дизельный двигатель, в видео ниже :

 

Итак, главный вопрос сегодня заключается в том, каковы преимущества и недостатки дизельных двигателей…

Преимущества дизельных двигателей

Дизельный двигатель имеет ряд преимуществ перед двигателем с другим принципом работы.Ниже перечислены области применения дизельных двигателей.

1. Имеет самый высокий эффективный КПД среди всех двигателей внутреннего сгорания

2. Дизельный двигатель может работать на самых разных видах топлива

3. Низкие затраты на топливо. То есть экономичный.

4. Обладает высокой плотностью энергии

5. Хорошие смазывающие свойства

6. Низкий риск возгорания, так как не образуются легковоспламеняющиеся пары

7. Впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания, не имеют ограничения забора воздуха, кроме воздушных фильтров.

8. Дизельные двигатели имеют очень хорошие характеристики по выбросам отработавших газов.

Недостатки дизельных двигателей

Несмотря на большие преимущества дизельных двигателей, у него все же есть некоторые ограничения. К недостаткам дизельных двигателей можно отнести следующие.

1. Автомобили с дизельным двигателем обычно стоят дороже стандартного автомобиля

2. Стоимость дизельного топлива высока в большинстве географических регионов.

3. Техническое обслуживание и ремонт дизельного двигателя дороже.

4.У вас может не быть такого количества топлива, которое вам нужно с дизельным топливом.

5. Новое дизельное топливо не обладает такими смазывающими свойствами.

6. Затрудненный запуск дизеля в мороз.

7. Дизельные двигатели значительно шумнее бензиновых аналогов.

См. также:

В этом руководстве «принципы работы, преимущества и недостатки дизельных двигателей. Мы надеемся, что вы нашли этот пост полезным и получили удовольствие от чтения. Если вы это сделали, рассмотрите возможность поделиться этим постом со своими друзьями и однокурсниками в социальных сетях.

разновидностей и отличий. Как начать

За последние десять лет дизельные технологии быстро развивались. Большинство современных автомобилей, которые производятся в Европе, выпускаются с дизельными двигателями. Разумеется, принцип работы этого устройства не изменился. Однако современный дизельный двигатель намного тише. Он стал экологически чище. В далеком прошлом, суровая тряпка, густой черный дым, остался неприятный запах при работающем устройстве. Итак, каков принцип работы дизельного двигателя?

Как работает дизельный двигатель?

Принцип работы дизельного двигателя в следующем: в цилиндр

всасывается чистый воздух при движении поршня вниз.А при перемещении клапана вверх он нагревается. Стоит отметить, что температура при работе дизеля может быть от 700 до 900°. Это достигается сильным сжатием. Когда поршень движется в мертвую точку, дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания под достаточно высоким давлением. При контакте с горячим воздухом происходит надувание топлива. В результате давление в цилиндре увеличивается, так как самопредставляемое топливо расширяется. Именно это и вызывает сильный шум при работе агрегатом.

Преимущества и недостатки

Такой принцип работы дизеля позволяет использовать бедную смесь. Топливо для таких устройств относительно недорогое. Это делает дизельные моторы неприхотливыми и экономичными. Стоит отметить, что в отличие от бензиновых такие агрегаты имеют большой крутящий момент, а КПД выше на 10%. К минусам

дизеля следует отнести повышенный уровень шума, вибраций, малую мощность на единицу объема, сложность холодного пуска.Более современные модели практически лишены таких недостатков.

Устройство и особенности некоторых узлов

Учитывая принцип работы дизельного двигателя, детали к таким агрегатам значительно усилены, так как должны выдерживать высокие нагрузки. Среди основных деталей агрегата стоит выделить поршень. Форма его днища зависит от типа камеры сгорания, которая может быть встроена в днище клапана. В поршне дизельного двигателя днище обычно находится над верхом блока цилиндров.Обычной системы зажигания в агрегатах этого типа нет. Хотя и свечи тоже применяют.

Турбина

Мощность, которую способен развивать мотор, зависит от количества поступающего в него топлива и воздуха. Для увеличения возможностей агрегата необходимо увеличить содержание перечисленных компонентов. Для поступления в камеру сгорания большего количества топлива следует поднять уровень воздуха, который

поступает в цилиндр. Для этого применяется дополнительное оборудование.Принцип работы турбины дизеля достаточно прост. Деталь позволяет накачивать больше воздуха. За счет этого увеличивается объем сжигаемого топлива, что значительно увеличивает количество выделяемой энергии.

Камеры сгорания

В дизельных двигателях могут применяться камеры сгорания нескольких типов: раздельные и неразделенные. Первый тип применялся в пассажирской технике, но недавно его заменили на более простой. Ведь при использовании разделенных отсеков топливо впрыскивалось в ту камеру сгорания, которая располагалась в головке блока цилиндров, а не в полости поршня.Эти части исполнялись по-разному, и это зависело от процессов смешения смеси: драматургической или предкоммерческой.

В последнем случае топливо впрыскивается в предварительный отсек, который

сообщается с малыми клапанами или отверстиями цилиндра. При этом топливо смешивалось с воздухом, ударяясь о стену. Самопредставленное топливо попадает в основную камеру, где полностью сгорает. Что же касается драматического процесса горения, то он, как и в первом случае, начинается в отдельном отсеке, представляющем собой полую сферу.Через соединительные каналы воздух попадает во время такта сжатия в камеру. Закручивается в нем и образует вихрь. В результате топливная смесь, впрыскиваемая в отсек, хорошо смешивалась с воздухом. Такая конструкция камер сгорания имеет ряд недостатков. Во-первых, расходуется больше топлива, так как из-за объема отсеков происходят большие потери. Во-вторых, значительные потери при поступлении в дополнительный камар из воздушного цилиндра, а также при обратном процессе: подаче топлива в цилиндр.Следует отметить, что такой принцип работы дизеля применяется редко, так как происходит ухудшение пусковых характеристик агрегата.

Камеры сгорания необработанные

В двигателе с непосредственным впрыском камера сгорания имеет определенную форму и представляет собой полость. Встраивает такую ​​камеру сгорания прямо в днище

поршня. В этом случае топливо впрыскивается сразу в цилиндр. Несмотря на простоту конструкции, есть в такой системе и недостатки.Дизельные моторы такого плана практически невозможно использовать, если у машины небольшие помёты. При наборе скорости в таком транспортном средстве происходит увеличение уровня шума, усиливается вибрация.

Новые разработки

Сегодня все чаще используются электронные системы, которые контролируют количество поступающего в камеру сгорания топлива. Это позволило снизить уровень шума, а также вибрацию агрегата при работе. Сегодня разрабатываются совершенно новые дизельные двигатели, в конструкциях которых используется немедленный впрыск горючей смеси.

Давно прошли времена, когда дизельный двигатель считался во многом компромиссным «младшим братом» бензиновых двигателей в гражданском двигателестроении.

Благодаря особенностям дизельного топлива этот вид имеет ряд очевидных преимуществ.

Сильные стороны настолько очевидны, что даже отечественные строители ломали головы, чтобы внедрить эту технологию.

Сейчас такие моторы есть на Газель NEXT, УАЗ Патриот. Более того, были попытки установить на «Ниву» дизель.К сожалению, выпуск был ограничен небольшими экспортными партиями.

Положительные факторы позволили дизельному двигателю завоевать популярность в каждом из автомобильных сегментов. Речь идет о четырехтактной конфигурации, так как двухтактный дизель не получил широкого распространения.

Дизайн

Принцип работы дизеля заключается в преобразовании возвратно-поступательных движений кривошипно-соединительного механизма в механическую работу.

Способ приготовления и воспламенения топливной смеси — это то, чем дизельный двигатель отличается от бензинового.В камерах сгорания бензиновых двигателей воспламеняется заранее приготовленная топливно-воздушная смесь с помощью свечи искрового зажигания.

Особенность дизеля в том, что смесеобразование происходит непосредственно в камере сгорания. Рабочие часы осуществляются путем впрыска под огромным давлением дозированной порции топлива. В конце такта сжатия реакция нагретого воздуха с дизельным топливом приводит к воспламенению рабочей смеси.

Двухтактный дизель имеет более узкую область применения.
Применение одноцилиндровых и многоцилиндровых дизелей этого типа имеет ряд конструктивных недостатков:

• неэффективная продувка цилиндров;
• повышенный расход масла при активной эксплуатации;
• размещаются в поршневых кольцах при высокотемпературной эксплуатации и др.

Двухтактный дизель с оппозитным расположением поршневой группы Имеет высокую начальную стоимость и очень сложен в обслуживании. Установка такого агрегата уместна только на морских судах.В таких условиях из-за малых габаритов, малой массы и большей мощности при одинаковых оборотах и ​​рабочем объеме более предпочтителен двухтактный дизель.

Одноцилиндровый агрегат внутреннего сгорания, широко применяемый в быту В качестве электрогенератора, двигателя для мотоблоков и самоходных шасси.

Данный вид получения энергии накладывает определенные условия на устройство дизельного двигателя. Ему не нужны топливный насос, свечи, катушка зажигания, высоковольтные провода и другие узлы, жизненно необходимые для нормальной работы бензинового ДВС.

В нагнетании и подаче дизельного топлива участвуют: топливный насос высокого давления и форсунка. Для облегчения холодного пуска в современных моторах используются газовые свечи, которые предварительно нагревают воздух в камере сгорания. На многих автомобилях в баке установлен вспомогательный насос. Задача топливного насоса низкого давления Для перекачки топлива из бака в топливную аппаратуру.

Способы развития

Инновация дизельного двигателя заключается в эволюции топливной аппаратуры. Усилия конструктора направлены на достижение точного момента впрыска и максимальное распыление топлива.

Создание топливного «тумана» и разделение процесса впрыска на фазы позволило добиться большего КПД и прироста мощности.

Наиболее архаичные экземпляры имели механический ТНВД и отдельный топливопровод к каждой форсунке. Устройство двигателя и того типа отличалось большой надежностью и ремонтопригодностью.

Дальнейший путь развития осложнил дизельный двигатель ТНЛД. В ней изменились моменты впрыска, множество датчиков и электронное управление процессами.При этом использовались все те же механические насадки. В таком типе конструкции давление впрыска топлива составляло от 100 до 200 кг/см².

Следующим шагом стало внедрение системы COMMON RAIL. В дизеле появилась топливная рампа, где давление до 2 тыс. кг/см². Такие моторы ТНЛД стали намного легче.

Основная конструктивная сложность заключается в форсунках. Именно с их помощью регулируется момент, давление и количество ступеней впрыска.Система форсунок аккумуляторного типа Очень требовательна к качеству топлива. На предприятии такая система приводит к быстрому выходу из строя ее основных элементов. Дизельный двигатель S. COMMON RAIL. Он работает тихо, потребляет меньше топлива и обладает большей мощностью. За все это приходится платить меньшим ресурсом и большей стоимостью ремонта.

Еще более высокотехнологичной является система с использованием насосов-форсунок. Этот тип форсунки соединяет функции давления впрыска и распыления топлива. Параметры дизеля с насос-форсунками на порядок выше аналоговых систем.Впрочем, как и стоимость обслуживания и требования к качеству топлива.

Важность конфигурации турбин

Большинство современных дизельных двигателей оснащены турбинами.

Турбонаддув — эффективный метод Повышение мощностных характеристик автомобиля.

Из-за повышенного давления выхлопных газов, использование турбин в паре с дизелем заметно увеличит такелаж и снизит расход топлива.

Турбина далеко не самый надежный агрегат автомобиля.Больше 150 тыс. км они часто не ходят. Это, пожалуй, единственный его минус.

Благодаря электронному блоку управления двигателем (ЭБУ) для дизельного двигателя доступен чип-тюнинг.

Преимущества и недостатки

Существует ряд факторов, по которым выгодно отличать дизельные двигатели:

• эффективность. КПД в 40% (до 50% с применением турбонаддува) — просто недосягаемый показатель для бензинового собрата;
• мощность.Практически весь крутящий момент доступен на самых низких оборотах. Дизель с турбонаддувом не имеет ярко выраженной турбоямы. Такое богатство позволяет получить настоящее удовольствие от вождения;
• надежность. Пробег самых надежных дизелей достигает 700 тыс. км. И все это без ощутимых негативных последствий. Благодаря своей надежности дизельные двигатели ставят на спецтехнику и грузовые автомобили;
• экология. В борьбе за безопасность окружающей среды дизельный двигатель превосходит бензиновые двигатели.Меньшее количество выбрасываемого CO и использование технологии рециркуляции выхлопных газов (EGR) приносят минимальный вред.

Недостатки:

• стоимость. Оборудование, оснащенное дизельным двигателем, будет стоить на 10% дороже, чем аналогичная модель с бензиновым агрегатом;
• сложность и дороговизна обслуживания. Узлы КВС изготавливаются из более прочных материалов. Сложность двигателя и топливной аппаратуры требует качественных материалов, новейших технологий и высокого профессионализма при их изготовлении;
• плохой теплообмен.Большой процент КПД означает, что при сгорании топлива происходят меньшие потери энергии. Другими словами, выделяется меньше тепла. В зимнее время годы эксплуатации дизеля на короткие расстояния негативно отразятся на его ресурсе.

Рассмотренные минусы и достоинства не всегда уравновешивают друг друга. Поэтому вопрос, какой двигатель лучше, будет стоять всегда. Если вы собираетесь стать обладателем такого автомобиля, учитывайте все особенности его выбора.Именно ваши требования к силовой установке будут тем фактором, который решит, что лучше: бензиновый или дизельный двигатель.

Стоит ли покупать

Новый дизельный автомобиль – это приобретение, которое принесет только радость. Заправляя автомобиль качественным топливом и делая его по нормативным предписаниям, вы 100% не пожалеете о покупке.

Но стоит учесть тот факт, что дизельные автомобили на порядок дороже своих бензиновых аналогов.Компенсировать эту разницу и впоследствии сэкономить можно только при преодолении большого километра. Переплачивать с целью проезда в год до 10 тыс. км. Просто не целесообразно.

Ситуация с подержанными автомобилями несколько иная. Несмотря на то, что дизельные двигатели отличаются большим запасом прочности, со временем сложная топливная аппаратура требует повышенного внимания. Цены на запчасти для дизеля старше 10 лет поистине удручающие.

Стоимость ТНВД на бюджетный автомобиль А класса 15 лет может повергнуть некоторых автолюбителей.К выбору авто с пробегом более 150тыс. К этому надо относиться очень серьезно. Перед покупкой лучше сделать комплексную диагностику в специализированном сервисе. Так как низкое качество отечественной солярки очень негативно сказывается на ресурсе дизеля.

В этом случае решить, какому двигателю лучше отдать предпочтение, поможет репутация производителя. Например, модель Mercedes-Benz OM602 по праву считается одним из самых надежных дизельных двигателей в мире.Покупка автомобиля с подобным силовым агрегатом станет выгодным вложением на долгие годы. Подобные «удачные» модели силовых установок есть у многих производителей.

Мифы и заблуждения

Несмотря на распространенность автомобилей с дизельным двигателем, в народе до сих пор есть предубеждения и непонимание. «Тарахтит, зимой не греет, и в большой мороз не заведешь, летом не едет, а если что-то беспокоит, то надо все ремонтировать, что за космические деньги все отремонтирует», — примерно такие слова можно иногда услышать от «бывалых» автомобилистов.Все это отголоски прошлого!

1. Благодаря современным технологиям только рейка холостого хода позволяет отличить дизельные двигатели от бензиновых. В движении, когда шум дороги нарастает, разница не заметна.
2. Для улучшения запуска и прогрева в холодное время года в современных автомобилях используются различные вспомогательные системы. Ввиду роста популярности количество специализированных сервисов по обслуживанию дизельного двигателя постоянно увеличивается.
3. Существует мнение, что двигатель, работающий на дизеле, трудно форсировать.Это верно, если речь идет о модификациях цилиндрофонной группы. В то же время чип-тюнинг дизельного двигателя является хорошим способом повысить его мощностные характеристики без ухудшения ресурса.

Стоит помнить, что принцип работы дизельного двигателя целиком направлен на достижение экономичности и надежности. Не требуйте от такого внутреннего двигателя заоблачных динамических показателей.

Симптомы и причины неисправностей

• Плохой запуск дизеля на холодную, и после длительного простоя — означает плохо работающие свечи накала, воздух в системе, обратный клапан подливает давление топлива, плохая компрессия, разряженный аккумулятор;
• повышенный шум, повышенный расход и черный дым из выхлопной трубы — означает засорение или износ распылителей и форсунок, включение углов впрыска, грязный фильтр очистки воздуха;
• пропала мощность дизеля — означает отсутствие компрессии, выход из строя турбины, засорение топливного и воздушного фильтров, неправильные углы опережения впрыска, загрязненный клапан EGR;
• серый или белый дым из выхлопа, повышенный расход масла — означает трещину ГБЦ или пробитую прокладку ГБЦ.(Охлаждающая жидкость истечет, а в масле появится эмульсия), неисправность турбокомпрессора.

Правильная работа

Неправильная эксплуатация может вывести из строя даже самый надежный мотор.

Продлить ресурс дизеля и получить удовольствие от владения автомобилем вам поможет выполнение простых правил:

Дизельные двигатели

• с турбонаддувом очень требовательны к качеству масла и топлива. Заливайте только то масло, которое соответствует требованиям, установленным для вашего ДВС.Заправляйтесь только на проверенных АЗС;
• провести предварительный подогрев В соответствии с заявленными стандартами производителя. В этом случае у вас не возникнет проблем с запуском дизеля в холодное время года. Эксплуатация агрегата с некорректно работающей форсункой впоследствии может привести к дорогостоящему ремонту ФРОС;
• после активных отключений турбине требуется охлаждение. Не глушите двигатель сразу. Пусть поработает некоторое время на холостом ходу;
• избегать бега «от Толкача».Такой способ оживления мотора может нанести большой вред кристалло-соединяющему механизму вашего двигателя.

Оба типа двигателей имеют не только преимущества, но и недостатки. Основная цель автомобиля – удовлетворить ваши требования, не важно, бензиновый или дизельный двигатель установлен в нем. Что лучше подойдет именно вам, зависит только от индивидуальных предпочтений.

Современные инновационные технологии и прогрессивный маркетинг позволяют людям выбирать автомобили, которые они могут себе позволить.Приходится идти на компромиссы и жертвовать отдельными параметрами. Особенно эта тенденция заметна в процессе эволюции дизельных автомобилей.

Добрый день. Думаю многим будет интересна эта тема. Достоинства и недостатки… все ниже.
В 1890 году Рудольф Дизель разработал теорию «экономного теплового двигателя», который благодаря сильному сжатию в цилиндрах значительно повышает его эффективность. Патент на свой двигатель он получил 23 февраля 1893 года. Первый действующий образец был построен Дизелем к началу 1897 года, а 28 января того же года он успешно прошел испытания.
Интересно, что дизель в его книге вместо привычной нам солярки, как идеальное топливо, описывается угольной пылью. Эксперименты показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — в первую очередь из-за высоких абразивных свойств.

Но теорию дизельного двигателя тоже рассматривал Экройд Стюарт. Выгоды от работы от высокой компрессии он не рассматривал, просто экспериментировал с возможностями исключения из свечного двигателя, т. е. не обращал внимания на самое большое преимущество — топливную экономичность.Возможно, это было причиной того, что в настоящее время используется термин «дизель», «дизель» или просто «дизель» и т. д. Теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей с зажиганием от сжатия. В дальнейшем, примерно через 20-30 лет, такие двигатели получили широкое применение в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива не позволяли применять дизеля в высоконагруженных агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимый для работы системы впрыска топлива, сделали невозможным использование на автомобиле первых дизелей.
В 20-х годах 20 века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко используется и в наше время. Использование гидросистемы для впрыска и впрыска топлива позволило отказаться от отдельного воздушного компрессора и дало возможность еще больше увеличить скорость вращения. Выживший в таком виде скоростной дизель стал пользоваться все большей популярностью в качестве силового агрегата вспомогательного и общественного транспорта, но аргументы в пользу двигателей с электрозажиганием (традиционный принцип работы, легкость и небольшая цена производства) позволили их пользоваться большим спросом для установки на легковые и малотоннажные грузовики, в 50-х — 60-х гг. серьезное внимание к этому.

Принцип работы:
Четырехтактный цикл.
Для первый такт (впускной такт, поршень опускается) Порция свежего воздуха всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан.
За секунд Такт (такт сжатия, поршень идет вверх) впускной и выпускной клапан в закрытом состоянии сжимаются в объеме примерно в 17 раз (от 14:1 до 24:1), т.е. объем становится меньше в 17 раз по сравнению с весь объем цилиндра, и воздух становится очень горячим.
Непосредственно перед стартом Третья Такта. (Ход часов, поршень опускается) Топливо впрыскивается в камеру сгорания через форсунку-распылитель. При впрыске топливо распыляется на мелкие частицы, которые равномерно смешиваются со сжатым воздухом, образуя самораспространяющуюся смесь. Энергия выделяется при сгорании, когда поршень начинает движение в такте рабочего хода.
Выпускной клапан открывается при запуске четвертого такта (Такт выпуска, поршень идет вверх), и выхлопные газы проходят через выпускной клапан.

Двухтактный цикл.
Поршень находится в нижней мертвой точке, цилиндр заполнен воздухом. При ходе поршня вверх воздух сжимается; Вблизи верхней мертвой точки происходит впрыск топлива, который является самораспространяющимся. Затем происходит рабочий ход – продукты сгорания расширяются и передают энергию поршню, который движется вниз. Вблизи нижней мертвой точки продувка – продукты сгорания замещаются свежим воздухом. Цикл завершен.
Для продувки в нижней части цилиндра сделаны продувочные окошки.Когда поршень внизу, окна открыты. Когда поршень поднимается, он перекрывает окна.

Так как в двухтактном цикле рабочие обороты происходят вдвое чаще, то можно ожидать двукратного увеличения мощности по сравнению с четырехтактным циклом. На практике это реализовать невозможно, а двухтактный дизель мощнее в 1,6 — 1,7 раза в сумме четырехтактного максимума.
В настоящее время двухтактные дизели широко применяются на крупных морских судах с непосредственным (беспрецедентным) гребным винтом.При невозможности увеличить скорость вращения выгоден двухтактный цикл; Такие тихоходные дизеля имеют мощность до 100.000 л.с.

Плюсы и минусы.
Бензи. новый двигатель довольно малоэффективен и способен преобразовывать в полезную работу лишь около 20-30% энергии топлива. Однако стандартный дизельный двигатель обычно имеет коэффициент полезности 30-40%, дизельные двигатели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением более 50% (например, MAN S80ME-C7 расходует всего 155 грамм на кВт, достигая КПД 54.4%). К дизелю за счет применения впрыска под высоким давлением не предъявляются требования по летучести топлива, что позволяет использовать в нем низкосортные тяжелые масла.
Дизель не может развивать высокие обороты — Смесь не успевает сгореть в цилиндрах. Это приводит к уменьшению электрической мощности двигателя на 1 л объема, а значит, и к уменьшению удельной мощности на 1 кг массы двигателя.
Дизельный двигатель не имеет дроссельной заслонки, Регулировка мощности осуществляется регулировкой количества впрыскиваемого топлива.Это приводит к отсутствию снижения давления в цилиндрах на низких оборотах. Поэтому дизель дает высокий крутящий момент на низких оборотах, что делает автомобиль с дизелем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине большинство грузовых автомобилей в настоящее время оснащены дизельными двигателями.
Явными недостатками дизелей являются необходимость применения мощного стартера, помутнение и замерзание летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность ремонта топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления представляют собой устройства, выполненные с высокой точностью.Также дизельные моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Такие загрязнения очень быстро выводятся топливными аппаратами. Ремонт дизельных двигателей, как правило, существенно дороже ремонта бензиновых двигателей аналогичного класса. Литровая мощность дизелей также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых двигателей, хотя дизели имеют более равномерный крутящий момент в своем рабочем диапазоне. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступают бензиновым двигателям последнего времени.На классических дизелях с механически управляемым впрыском используются только окислительные нейтрализаторы отработавших газов (катализатор в просторе), работающие при температуре отработавших газов более 300°С, которые окисляют только СО и СН до безвредных для человека углекислого газа и воды. Также ранее эти нейтрализаторы выходили из строя из-за отравления своими соединениями серы (количество соединений серы в выхлопных газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе) и отложений на поверхности катализатора частиц сажи.Ситуация стала меняться только в последние годы благодаря внедрению дизельных двигателей так называемой системы «КОММОН-Рейл». В этом типе дизелей впрыск топлива осуществляется форсунками с электрическим управлением. Управление управляющим электрическим импульсом осуществляет электронный блок управления, получая сигналы от комплекта датчиков. Датчики также отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на продолжительность и момент подачи топливного импульса. Итак, по сложности современный — и экологичный, как и бензиновый — дизель ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров сложности и значительно его превосходит.Например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском колеблется от 100 до 400 бар, то в новейших системах «Common-Rail» оно находится в пределах от 1000 до 2500 бар, что влечет за собой значительные проблемы. Также каталитическая система современных транспортных дизелей значительно сложнее бензиновых двигателей, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава выхлопных газов, а также в тех случаях, когда введение т.н. «Выжимной фильтр» «Syft Filter» представляет собой аналогичную обычному каталитическому нейтрализатору конструкцию, устанавливаемую между выхлопным коллектором дизельного двигателя и катализатором в потоке выхлопных газов.Сажевый фильтр развивает высокую температуру, при которой частицы сажи способны окислять остаточный кислород, содержащийся в выхлопных газах. Однако часть нагара не всегда окисляется, а остается в «Святом фильтре», поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим очистки «отжимной фильтр» методом так называемой «проводки», т. е. впрыск дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью повышения температуры газов и, соответственно, очистки фильтра путем сжигания скопившейся сажи.Стандартом де-факто в конструкциях транспортных дизелей стало наличие турбокомпрессора, а в последние годы — и так называемого «интеркулера», то есть устройств, охлаждающих сжатый турбокомпрессором воздух. Нагнетатель позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизелей, так как позволяет пропускать через цилиндры большее количество воздуха.

Ну и в конце самое интересное. Мифы о дизелях.

Дизельный двигатель работает слишком медленно.
Современные дизели с системой турбонаддува намного эффективнее своих предшественников, а иногда и превосходят своих бензиновых атмосферных (без турбонаддува) собратьев при том же объеме двигателя. Речь идет о дизельном прототипе Audi R10, выигравшем 24-часовую гонку в Ле-Мане, и новых двигателях bMW, которые по мощности не уступают атмосферным (без турбонаддува) бензиновым и при этом обладают огромным крутящим моментом.

Дизельный двигатель слишком громкий.
Правильно настроенный дизель лишь немного «громче» бензина, что заметно только на холостом ходу. Разницы в режимах работы практически нет. Громко работающий двигатель свидетельствует о неправильной работе и возможных неисправностях. На самом деле старые дизеля с механическим впрыском действительно отличаются очень жесткой работой. Только с появлением перезаряжаемых топливных систем высокого давления («Common-Rail») в дизелях удалось значительно снизить шум, в первую очередь за счет разделения одного импульса впрыска на несколько (обычно — от 2 до 5 импульсов).

Дизельный двигатель намного экономичнее.
Времена, когда дизельное топливо обходилось в три раза дешевле бензина, давно прошли. Сейчас разница всего около 10-30% по цене топлива. Несмотря на то, что удельная теплота сгорания дизельного топлива (42,7 МДж/кг) меньше, чем у бензина (44-47 МДж/кг), основной КПД обусловлен более высоким КПД дизеля. В среднем современный дизель расходует топлива до 30% меньше. Ресурс дизеля действительно намного больше бензинового и может достигать 400-600 тысяч километров.[источник не указан 211 дней] Запчасти для дизелей также несколько дороже, как и стоимость ремонта. Несмотря на все причины всего вышеперечисленного, стоимость эксплуатации дизельного двигателя будет ненамного меньше эксплуатации бензинового. [Источник не указан 211 дней]

Дизель плохо заводится на морозе.
При правильной эксплуатации и подготовке к зиме проблем с двигателем не возникнет. Например, дизельный двигатель VW-Audi 1.9 TDI (77 кВт/105 л.с.) оснащен системой быстрого пуска: нагрев свечей накаливания до 1000 градусов осуществляется за 2 с. Система позволяет запускать двигатель в любых климатических условиях без предварительного прогрева.

Дизельный двигатель нельзя переоборудовать на использование более дешевого газа в качестве топлива.
Первые примеры работы дизелей на более дешевом топливе — газы порадовали в 2005 году итальянские тюнинговые фирмы, которые использовали в качестве топлива метан. В настоящее время успешно отработаны варианты использования газодизельных двигателей на пропане, а также радикальные решения по переоборудованию дизеля в газовый двигатель, имеющий преимущество перед аналогичным двигателем, переоборудованным из бензина, за счет его изначально более высокое сжатие.

А что скажете про дизель?)

Приветствую вас друзья! Дизельный силовой агрегат давно завоевал любовь и уважение в кругу автомобилистов! Он экономичнее, надежнее, а общий КПД намного выше бензинового собрата. Однако более сложное устройство и принцип работы дизельного двигателя не дают многим отечественным шоферам решиться на покупку автомобиля такого типа. Как не странно, заставляет обращать внимание на стоимость содержания автомобилей и это правильно! Но все же, дабы развеять опасения коллег, сегодня я постараюсь в доступной форме описать все особенности такого агрегата.Но обо всем, как обычно по порядку…

Немного предыстории

Первый мотор такого типа создал французский инженер Рудольф Дизель, живший в эпоху XIX века. Как известно, мастер недолго раздумывал над названием своего изобретения и пошел по стопам великих изобретателей, прозвав его своей фамилией. Двигатель работал на керосине и использовался исключительно среди кораблей и стационарных машин. Почему? Все очень просто, огромный вес и повышенная шумность двигателя, не позволили расширить спектр его применения.

И так было до 1920 года, когда первые экземпляры существенно модернизированного дизеля стали применяться на общественном и грузовом транспорте. Правда, только спустя 15 лет появились первые модели легковых автомобилей, работающих на дизельном топливе, но наличие все тех же минусов не позволяло использовать силовой агрегат повсеместно. Лишь в 70-х свет увидели действительно компактные дизеля, кстати, многие специалисты связывают это событие с резким скачком цен на нефть. Как бы то ни было, дизельная силовая установка при его формировании ни на что не годилась.Экспериментаторам лилии в нем все попадутся под руку: рапсовое масло, нерафинированное масло, мазут, керосин и, наконец, отомрут. В наши дни мы все видим, к чему это привело – на фоне дорогого бензина дизель покоряет не только Европу, но и весь мир!

Конструктивные особенности

Устройство дизельного двигателя, по большому счету, имеет не так много отличий по сравнению с бензиновым аналогом. Это все тот же поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором воспламенение топлива осуществляется не искрением, а сжатием или подогревом.В его конструкции можно выделить несколько основных элементов:

• Поршни;
• Цилиндры;
• Топливные форсунки;
• Свечи накаливания;
• Клапан впускной и выпускной;
• Турбина;
• Интеркулер.

Для сравнения: КПД бензинового двигателя около 30%, у дизельной версии этот показатель увеличивается до 40%, а с турбонаддувом и вовсе до 50%!

Более того, схемы функционирования также очень похожи друг на друга.Выделяют только процессы создания топливно-воздушной смеси и ее сгорания. Ну и еще одно глобальное отличие — прочность деталей. Есть такой момент гораздо более высокий уровень степеней сжатия, потому что если в «зажигалках» есть небольшой люфт между деталями, то в дизеле все должно быть максимально туго.

Принцип действия

Давайте наконец разберемся, как работает дизельный двигатель. Если говорить о четырехтактной версии, то здесь можно наблюдать отдельную от цилиндра камеру сгорания, которая тем не менее связана со специальным каналом.Этот тип двигателей, продвинутый в массы, намного раньше, чем модификация с двумя тактиками, в связи с тем, что они были тише и имели увеличенный диапазон оборотов. Если следовать логике, то становится понятно, если 4 такта, то, соответственно, рабочий цикл состоит из 4-х фаз, считайте их.

1. Впуск — при провороте коленчатого вала В районе 0-180 градусов воздух поступает в цилиндр через впускной клапан, открывающийся на 345-355 градусов. Одновременно с впускным открывается выпускной клапан, при повороте коленвала на 10-15 градусов.
2. Компрессия — двигаясь вверх на 180-360 градусов, поршень сжимает воздух в 16-25 раз, в свою очередь в начале хода на 190-210 градусов впускной клапан закрыт.
3. Рабочий — Когда такт только начинается, топливо смешивается с горячим воздухом и воспламеняется, естественно происходит достижение поршнем мертвой точки. При этом выделяются продукты сгорания, которые давят на поршень и он движется вниз. Обратите внимание, что давление газа постоянно, поэтому сгорание топлива длится ровно столько, сколько подается жидкость в форсунку дизеля.Именно из-за этого развивается больший крутящий момент по сравнению с бензиновыми агрегатами. Все это действие осуществляется на 360-540 градусов.
Проблема
4. — При вращении коленчатого вала на 540-720 градусов поршень, двигаясь вверх, выталкивает выхлопные газы через открытый выпускной клапан.

Принцип работы двухтактного дизельного двигателя характеризуется более быстрыми фазами, единым газообменом и процессом непосредственного впрыска. Для тех, кто не в теме, помните: в таких конструкциях камера сгорания находится непосредственно в поршне, а топливо поступает в пространство над ним.При движении поршня вниз продукты сгорания выходят из цилиндра через выпускной клапан. Далее доходят до впускных клапанов и поступает свежий воздух. При движении поршня вверх все клапаны закрыты, в это время происходит сжатие. Топливо впрыскивается форсунками и начинается его воспламенение до достижения поршнем верхней мертвой точки.

Дополнительное оборудование

Если отбросить саму ИКА в сторону, весь набор вполне подготовленных помощников выйдет на общий план.Рассмотрим главных специалистов!

Топливная система

Устройство топливной системы дизеля значительно сложнее у бензиновых модификаций. Объясняется этот нюанс легко и просто — требования к давлению подаваемого топлива, количеству и точности очень высоки, сами понимаете почему. Дизельный двигатель ТНЛД, топливный фильтр, форсунки их распылителей – все это основные элементы системы. Отдельной статьи заслуживает не только комплектация, но и устройство топливного фильтра.Возможно, скоро мы будем анализировать под микроскопом и их.

Турбочарды.

Турбина на дизеле значительно повышает его производительность за счет того, что топливо подается под высоким давлением и соответственно полностью сгорает. Конструкция этого узла в принципе не так уж и сложна, состоит всего из двух корпусов, подшипников и защитной сетки из металла. Принцип работы турбины дизеля следующий:

• Компрессор, к которому подсоединен один корпус, всасывает воздух в турбонагнетатель.
• Далее активируется ротор.
• После того, как дело доходит до охлаждения воздуха, с этой задачей справляется интеркулер.
• Пройдя на своем пути несколько фильтров, воздух через впускной коллектор поступает в двигатель, после чего клапан закрывается, а его последующее открытие происходит на завершающем этапе рабочего такта.
• Именно тогда через турбину двигателя уходят выхлопные газы, которые также оказывают определенное давление на ротор.
• В этот момент скорость вращения турбины может достигать 1500 оборотов в секунду, а ротор вращается через вал.

Цикл работы турбины силового агрегата Повторяется один раз с течением времени и именно за счет такой стабильности растет мощность двигателя!

Форсунки и интеркулер

Принцип работы интеркулера, как и форсунки, да и вообще их назначение конечно отличаются в корне. Первый за счет теплообмена снижает температуру воздуха, что в горячем состоянии сильно сказывается на долговечности двигателя. На форсунке задача в дозировке и распылении топлива.

Функционирует в импульсном режиме за счет кулачка, отходящего от распределительного вала и собственно распылителей.

Рабочая температура Дизель

Не пугайтесь, если на панели приборов нет привычных 90 градусов. Дело в том, что рабочая температура дизеля довольно специфична и зависит от конкретной марки автомобиля, собственно мотора и самого термостата. Так, для «Фольксвагена» нормальным значением будет отметка в пределах 90-100 градусов, тогда обычный «Мерседес» работает в районе 80-100, а «Опель» вообще в районе 104-111 градусов.Отечественный грузовик «КАМАЗ», например, работает при 95-98 градусах.

Какая бы рабочая температура не была у вашего силового агрегата, одно очевидно – Двигатели на дизельном топливе актуальны сегодня, как никогда. Не верь мне? Оглянитесь, сегодня можно встретить даже дизель на «Ниве» и я вам скажу, случай не единичный. Уже из этого можно сделать вывод – такой мотор намного лучше бензинового.

Да, по скоростным качествам с бензиновым вряд ли сравнится, хотя современные модели с турбинами точно могут составить конкуренцию.

Если менять машину, а тем более двигатель нет желания, рекомендую своими руками помыть двигатель, т.к. делаем это не так часто, как процедура выглядит так, как я описал. В общем свое мнение высказал, жду ваших комментариев! Всего наилучшего!

В том же году успешно прошел испытания. Дизель активно занимается продажей лицензий на новый двигатель. Несмотря на высокий КПД и простоту эксплуатации по сравнению с паровой машиной, практическое использование такой машины было ограничено: он уступал паровым машинам того времени по габаритам и массе.

Первые дизели работали на растительных маслах или легких нефтепродуктах. Интересно, что изначально в качестве идеального топлива предлагалась угольная пыль. Опыты показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — в первую очередь из-за высоких абразивных свойств как самой пыли, так и золы, получаемой при сжигании; Также были большие проблемы с пылью в цилиндрах.

Принцип действия

Четырехтактный цикл

• 1-й такт. Вход .Соответствует 0° — 180° поворота коленчатого вала. Через открытое ~ от 345-355° впускной клапан поступает в цилиндр, на 190-210° клапан закрывается. По крайней мере до 10-15° поворота коленчатого вала при этом выпускной клапан открыт, время совместного открытия клапанов называется перекрытие клапана .
• 2-й такт. Сжатие . Соответствует вращению коленчатого вала на 180° — 360°. Поршень, двигаясь к ВТТ (верхней мертвой точке), сжимает воздух в 16 (на малых оборотах) -25 (на оборотах) раз.
• 3-й такт. Рабочий, расширение . Соответствует 360° — 540° поворота коленчатого вала. При распылении топлива в горячем воздухе инициируется горение топлива, то есть его частичное испарение, образование свободных радикалов в поверхностных слоях капель и в парах, наконец, оно вспыхивает и сгорает до прихода форсунок, продуктов горения, расширяясь, переместите поршень вниз. Впрыск и, соответственно, воспламенение топлива происходит несколько раньше момента достижения поршнем мертвой точки из-за некоторой инертности процесса сгорания.Отличие от опережения зажигания в бензиновых двигателях состоит в том, что задержка необходима только из-за наличия времени инициирования, которое в каждом конкретном дизеле — не подлежит постоянному изменению в процессе эксплуатации. Сгорание топлива в дизеле происходит, таким образом, долго, столько времени, сколько времени истекает порция топлива из форсунки. В результате рабочий процесс протекает при относительно постоянном давлении газов, из-за чего двигатель развивает большой крутящий момент. Из этого следуют два основных вывода.
  • 1. Процесс сгорания в дизеле длится ровно столько времени, сколько требуется для впрыска данной порции топлива, но не больше времени рабочего такта.
  • 2. Соотношение топливо/воздух в цилиндре дизеля может значительно отличаться от стехиометрического, и очень важно обеспечить избыток воздуха, так как пламя факела занимает малую часть объема камеры сгорания и атмосферы в камера должна перед последней обеспечить желаемое содержание кислорода.Если этого не происходит, происходит массовый выброс несгоревших углеводородов с сажей — «Темлум» дает «медведя».).
• 4-й такт. Выпуск . Соответствует 540° — 720° поворота коленчатого вала. Поршень идет вверх, через открытый на 520-530° выпускной клапан поршень выталкивает отработавшие газы из цилиндра.

В зависимости от конструкции камеры сгорания различают несколько типов дизельных двигателей:

• Дизель с неразделенной камерой : Камера сгорания выполнена в поршне, а топливо впрыскивается в нагнетательное пространство.Основным преимуществом является минимальный расход топлива. Недостатком является повышенный шум («жесткая работа»), особенно на холостом ходу. В настоящее время ведется интенсивная работа по устранению указанной недостачи. Например, в системе COMMON Rail для снижения жесткости работы (часто многоступенчатой) антипсихотерапии.
• Дизель с отдельной камерой : Топливо подается в дополнительную камеру. В большинстве дизелей такая камера (ее называют вихревой или предтарифной) связана с цилиндром со специальным каналом для того, чтобы при сжатии воздуха, попадающего в камеру, он интенсивно вздувался.Это способствует хорошему смешиванию впрыскиваемого топлива с воздухом и более полному сгоранию топлива. Такая схема считалась оптимальной для легких дизелей и широко применялась на легковых автомобилях. Однако из-за худшей экономичности последние два десятилетия идет активное вытеснение таких дизелей с неразборной камерой и с топливными системами Common Rail.

Двухтактный цикл

Назначение двухтактного дизеля: вниз — продувка окон, выпускной клапан спит открытым

В дополнение к описанному выше четырехтактному циклу в дизельном топливе можно использовать двухтактный цикл.

При рабочей поездке поршень опускается вниз, открывая выпускные окна в стенке цилиндра, выхлопные газы выходят, при этом открытые окна открываются, цилиндр продувается свежим воздухом от нагнетателя — продувка , сочетающий такты впуска и выпуска. Когда поршень поднимается, все окна закрываются. С момента закрытия впускных окон начинается сжатие. Немного не дойдя до НТТ, топливо распыляется из форсунки и загорается. Происходит расширение — поршень опускается и снова открывает все окна и т.д.

Продувка — врожденное слабое место двухтактного цикла. Время продувки, по сравнению с другими часами, нельзя, увеличивать нельзя, иначе КПД рабочего хода упадет из-за его укорочения. В четырехтактном цикле половина цикла отдается тем же процессам. Полностью разделить выхлоп и подачу свежего воздуха также невозможно, поэтому часть воздуха теряется, оставляя прямо в выхлопной трубе. Если смещение часов обеспечивает один и тот же поршень, то возникает проблема, связанная с симметричностью открывания и закрывания окон.Для лучшего газообмена выгоднее заранее открывать и закрывать вытяжные окна. Тогда выхлоп, начавшись раньше, снизит давление остаточных газов в цилиндре к началу продувки. При предварительно закрытых выхлопных окнах и открытых — еще — впускных отверстиях осуществляется змеевик цилиндра с воздухом, а если нагнетатель обеспечивает избыточное давление, то становится возможным осуществлять наддув.

Окна

могут использоваться как для отвода выхлопных газов, так и для забора свежего воздуха; Эта продувка называется щелевой или оконной.Если отработавшие газы выводятся через клапан в головке блока цилиндров, а окна используются только для забора свежего воздуха, то продувку называют клапанно-щелевой. Есть двигатели, где в каждом цилиндре два поршня, движущихся друг к другу; Каждый поршень управляет своими окнами — одно впускное, другое выпускное (система Фербенкс-Морзе — Юнкерс — Корево: Дизели этой системы семейства Д100 применялись на тепловозах ТЭ3, ТЭ10, танковых двигателях 4ТПД, 5ТД(ф) (Т-64 ), 6ТД (т-80уд), 6ТД-2 (Т-84), в авиации — на бомбардировщиках Юнкерс (Jumo 204, Jumo 205).

У двухтактного двигателя Рабочие пробеги вдвое больше, чем у четырехтактного, но за счет наличия продувки двухтактный дизель мощнее в 1,6-1,7 раза.

В настоящее время тихоходные двухтактные дизели очень широко используются на крупных морских судах с непосредственным (беспрецедентным) приводом гребного винта. Благодаря удвоению числа рабочих ходов на одних и тех же оборотах двухтактный цикл выгоден при невозможности увеличения частоты вращения, кроме того, двухтактный дизель технически легче реверсировать; Такие тихоходные дизеля имеют мощность до 100 000 л.с.

В связи с тем, что при двухтактном цикле трудно организовать продувку вихревой камеры (или предостановку), двухтактные дизели строят только с неразделенными камерами сгорания.

Варианты исполнения

Для средних и тяжелых двухтактных дизелей характерно применение составных поршней, в которых используется стальная головка и дюралюминиевая юбка. Основной целью такого усложнения конструкции является уменьшение общего веса поршня при сохранении максимально возможной теплостойкости днища.Очень часто используются конструкции с масляно-жидкостным охлаждением.

Четырехтактные двигатели выделены в отдельную группу, содержащую в конструкции Creicopf. В двигателях Creicopful к Creiccopfu присоединяется шатун — ползунок, соединенный со штоком поршня (скалкой). Creicopf работает в своей направляющей — коронке, без воздействия повышенных температур, полностью исключая воздействие боковых сил на поршень. Такая конструкция характерна для больших долговременных судовых двигателей, часто — двойного действия, ход поршня может достигать 3 метров; Трехпоршневые поршни таких размеров перегревались бы, пробы с такой площадью трения значительно снижали бы механический КПД дизеля.

Реверсивные двигатели

Сгорание впрыскиваемого в цилиндр топлива происходит по типу впрыска. Поэтому дизель дает высокий крутящий момент на низких оборотах, что делает автомобиль с дизелем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине, а также из-за более высокой эффективности, большинство грузовых автомобилей в настоящее время оснащены дизельными двигателями. Например, в России в 2007 г. почти все грузовики и автобусы были оснащены дизельными двигателями (окончательный переход этого сегмента автомобилей с бензиновых двигателей на дизельные планировалось завершить к 2009 г.).Это также является преимуществом в двигателях морских судов, поскольку высокий крутящий момент на низких оборотах позволяет более эффективно использовать мощность двигателя, а более высокий теоретический КПД (см. цикл Карно) дает более высокую топливную экономичность.

По сравнению с бензиновыми двигателями, в выхлопных газах дизеля, как правило, меньше угарного газа (СО), но сейчас, в связи с применением на бензиновых двигателях каталитических нейтрализаторов, это преимущество не так заметно. Основными ядовитыми газами, присутствующими в выхлопе в заметных количествах, являются углеводороды (ns или CH), оксиды азота (NO) и сажа (или производные) в виде черного дыма.Больше всего загрязняют атмосферу в России Дизели грузовых автомобилей и автобусов, которые зачастую старые и нерегулируемые.

Еще одним важным аспектом безопасности является то, что дизельное топливо является энергонезависимым (то есть не испаряется легко) и, таким образом, вероятность возгорания в дизелях намного меньше, тем более, что система зажигания не используется. Вместе с высокой топливной экономичностью это послужило причиной широкого применения дизелей на танках, так как снижалась опасность возникновения пожара в моторном отделении при повседневных неудоборазведочных работах из-за утечек топлива.Меньшая пожароопасность дизеля в боевых условиях является мифом, так как при пробитии брони снаряд или его осколки имеют температуру, значительно превышающую вспышку паров дизельного топлива, а также способны просто поджечь образовавшуюся топливо. Детонация смеси дизельного топлива с воздухом в топливном баке пирса По своим последствиям сравнима со взрывом боеприпасов, в частности, танков Т-34, приводила к разрыву сварных швов и выбиванию верха передняя часть брони.С другой стороны, дизельный двигатель в танкостроении уступает карбюраторному по удельной мощности, и поэтому в ряде случаев (большая мощность при малом объеме моторного отсека) более выгодным может быть использование именно карбюраторной мощности единица (хотя это характерно для слишком легких боевых единиц).

Конечно, есть и недостатки, среди которых характерный стук дизеля при его работе. Однако отмечаются они в основном владельцами автомобилей с дизельными двигателями, а для стороннего человека практически незаметны.

Очевидными недостатками дизелей являются необходимость применения мощного стартера, помутнение и обледенение (обсыпание) летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность и более высокая цена при ремонте топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления являются прецизионными устройствами . Также дизельные моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Ремонт дизельных двигателей обычно значительно дороже ремонта бензиновых двигателей аналогичного класса.Литровая мощность дизелей также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых двигателей, хотя дизели имеют более быстрый и высокий крутящий момент в своем рабочем объеме. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступают бензиновым двигателям последнего времени. На классических дизелях с механически управляемым впрыском возможны только окислительные нейтрализаторы отработавших газов, работающие при температуре отработавших газов более 300°С, которые окисляют только СО и СН до вредных углекислого газа (СО 2 ) и воды.Также ранее эти нейтрализаторы выходили из строя из-за отравления своими соединениями серы (количество соединений серы в выхлопных газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе) и отложений на поверхности катализатора частиц сажи. Ситуация стала меняться только в последние годы благодаря внедрению в дизельные двигатели так называемой системы Common Rail. В этом типе дизельных двигателей впрыск топлива осуществляется форсунками с электронным управлением.Управление управляющим электрическим импульсом осуществляет электронный блок управления, получающий сигналы от комплекта датчиков. Датчики также отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на продолжительность и момент подачи топливного импульса. Итак, сложность современная — и экологичная, а так же бензино-дизельный двигатель ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров (сложности) и значительно превосходит его. Например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском колеблется от 100 до 400 бар (примерно эквивалентно «атмосферам»), то в новейших системах «Common-Rail» оно находится в пределах диапазон от 1000 до 2500 бар, что вызывает значительные проблемы.Также каталитическая система современных транспортных дизелей значительно сложнее бензиновых двигателей, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава отработавших газов, а в п.п. называется «сажевый фильтр» (DPF — это фильтр твердых частиц). «Фильтр Сифт» представляет собой аналогичную обычному каталитическому нейтрализатору конструкцию, устанавливаемую между выхлопным коллектором дизельного двигателя и катализатором в потоке выхлопных газов.Сажевый фильтр развивает высокую температуру, при которой частицы сажи способны окислять остаточный кислород, содержащийся в выхлопных газах. Однако часть нагара не всегда окисляется, а остается в «сценическом фильтре», поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим «очистки фильтра очистки» путем так называемого «проводка», т. е. впрыск дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью повышения температуры газов и, соответственно, очистки фильтра путем сжигания скопившейся сажи.Стандартом де-факто в конструкциях транспортных дизелей было наличие турбокомпрессора, а в последние годы — и «интеркулера» — устройств, охлаждающих воздух после турбокомпрессора сжатия — , чтобы получить большой после охлаждения массу воздуха (кислорода) в камеру сгорания при прежней пропускной способности коллекторов, а нагнетатель позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизелей, так как позволяет пропускать большее количество воздуха через цилиндры.

По своей сути конструкция дизельного двигателя аналогична конструкции. бензиновый двигатель. Однако аналогичные детали в дизеле более твердые и стойкие к высоким давлениям сжатия, имеющие место в дизеле, в частности Hon на поверхности зеркала цилиндра более грубая, но монолитность стенок цилиндра блок выше. Головки поршней, однако, специально разработаны для борьбы со сгоранием в дизельных двигателях и почти всегда рассчитаны на повышенную степень сжатия.Кроме того, головки поршней в дизеле находятся выше (у автомобильного дизеля) верхней плоскости блока цилиндров. В некоторых случаях в устаревших дизелях головки поршней содержат камеру сгорания («непосредственный впрыск»).

Область применения

Дизельные двигатели применяются для привода стационарных электростанций, на железнодорожных (тепловозы, дизелевозы, дизель-поезда, автодереи) и пожарных (автомобили, автобусы, грузовые автомобили) транспортных средствах, самоходных машинах и механизмах (тракторах, асфальтовых катках, скреперах и др. .), а также в судостроении в качестве главных и вспомогательных двигателей.

Мифы о дизелях

Дизельный двигатель с турбонаддувом

• Дизельный двигатель работает слишком медленно.

Современные дизельные двигатели с системой турбонаддува намного эффективнее своих предшественников, а иногда и превосходят своих бензиновых атмосферных (без турбонаддува) собратьев при том же объеме. Речь идет об этом дизельном прототипе Audi R10, выигравшем 24-часовую гонку в Ле-Мане, и новых двигателях BMW, не уступающих по мощности атмосферному (без турбонаддува) бензину и при этом обладающих огромным крутящим моментом.

• Дизельный двигатель работает слишком громко.

Громкая работа двигателя свидетельствует о неправильной работе и возможных неисправностях. На самом деле некоторые старые дизеля с непосредственным впрыском действительно отличаются очень жесткой работой. С появлением аккумуляторных топливных систем высокого давления («Common-Rail») в дизелях удалось значительно снизить шумность, в первую очередь за счет разделения одного импульса впрыска на несколько (как правило — от 2 до 5 импульсов). ).

• Дизельный двигатель намного экономичнее.

Основной КПД обусловлен более высоким КПД дизельного двигателя. В среднем современный дизель расходует топлива до 30% меньше. Ресурс дизельного двигателя больше бензинового и может достигать 400-600 тысяч километров. Запчасти для дизельных двигателей несколько дороже, стоимость ремонта не менее высока, особенно топливной аппаратуры. По вышеуказанным причинам стоимость эксплуатации дизельного двигателя несколько меньше, чем у бензинового.Экономия по сравнению с бензиновыми двигателями увеличивается пропорционально мощности, что определяет популярность использования дизельных двигателей на коммерческом транспорте и большегрузных автомобилях.

• Дизельный двигатель нельзя переоборудовать для использования в качестве топлива более дешевого газа.

С первых моментов строительства дизелей было построено и построено огромное их количество, предназначенных для работы на газе различного состава. В основном существует два способа перевода дизельных двигателей на газ.Первый способ заключается в том, что в цилиндры подается обедненная газовоздушная смесь, она сжимается и монтируется небольшая плотная струя дизельного топлива. Двигатель, работающий таким образом, называется газовым циферблатом. Второй способ заключается в переделке дизеля с уменьшением степени сжатия, установкой системы зажигания и, собственно, с построением на ее основе вместо дизельного газового двигателя.

Рекордсмены

Самый большой/мощный дизельный двигатель

Конфигурация — 14 цилиндров в ряду

Рабочий объем — 25 480 литров

Диаметр цилиндра — 960 мм

Ход поршня — 2500 мм

Среднее эффективное давление — 1.96 МПа (19,2 кгс/см²)

Мощность – 108 920 л.с. при 102 об/мин. (отдача от л 4,3 лс)

Крутящий момент — 7 571 221 Н·м

Расход топлива — 13 724 литра в час

Сухая масса — 2300 тонн

Размеры — длина 27 метров, высота 13 метров

Самый большой дизельный двигатель для грузовика

МТУ 20В400. Предназначен для установки на карьерный самосвал БелАЗ-7561.

Мощность – 3807 л.с. при 1800 об/мин. (Удельный расход топлива при номинальной мощности 198 г/кВт*ч)

Крутящий момент — 15728 Н·м

Самый большой/мощный серийный дизельный двигатель для серийного легкового автомобиля

Ауди 6.