Как работает дизельный двигатель схема: Принцип работы и устройство дизельного двигателя: Авторамблер

Содержание

Назначение дизельного двигателя. Дизельный двигатель: устройство и схема работы

Описание конструкции

Дизельный двигатель — это двигатель с возвратно-поступательным движением поршней, имеющий такую же базовую конструкцию и рабочий цикл, что и бензиновый двигатель. Главное отличие между дизельным двигателем и бензиновым двигателем заключается в используемом топливе и способе воспламенения топлива для обеспечения его сгорания.

Работа

В дизельных двигателях для зажигания воздушно-топливной смеси в камере сгорания используется теплота сжатия. Такое зажигание выполняется с использованием высокого давления сжатия и дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания под очень высоким давлением. Комбинация дизельного топлива и высокого давления сжатия обеспечивает самовоспламенение, позволяющее начать цикл сгорания.

Блок цилиндров

Блоки цилиндров дизельного и бензинового двигателя аналогичны друг другу, но в их конструкции имеются некоторые различия.

В большинстве дизельных двигателей используются гильзы цилиндров, а не цилиндры, выполненные как часть блока. При использовании гильз цилиндров может быть выполнен ремонт, позволяющий эксплуатировать двигатель в течение длительного времени. На тех дизельных двигателях, в которых не используют гильзы цилиндров, стенки цилиндра толще, чем стенки на бензиновом двигателе с аналогичным рабочим объемом. Для увеличения опорной поверхности коленчатого вала дизельные двигатели имеют более тяжелые и более толстые коренные перемычки.

Мокрые гильзы цилиндров

Мокрые гильзы цилиндров, используемые в дизельных двигателях, аналогичны используемым в бензиновых двигателях. Физические размеры гильз могут отличаться, чтобы соответствовать рабочим условиям дизельного двигателя.

Коленчатый вал

Коленчатый вал, используемый в дизельных двигателях имеет конструкцию, аналогичную конструкции коленчатого вала на бензиновых двигателях, но с двумя отличиями:

Коленчатые валы дизельных двигателей обычно кованые, а не литые. Ковка делает коленчатый вал более прочным.
. Шейки коленчатого вала дизельного двигателя обычно больше по размеру, чем шейки коленчатого вала бензинового двигателя.
Увеличение шеек позволяют коленчатому валу выдерживать большие нагрузки.

Шатуны

Шатуны, используемые в дизельных двигателях, обычно изготавливаются из кованной стали. Шатуны дизельных двигателей отличаются от шатунов бензиновых двигателей тем, что крышки смещены и имеют мелкие зубья на поверхности сопряжения с шатуном. Конструкция со смещением и мелкими зубьями помогает удерживать крышку на месте и уменьшает нагрузку на болты шатуна.

Поршни и поршневые кольца

Поршни, используемые в дизельных двигателях, предназначенных для работы в легких условиях, выглядят аналогично поршням, используемым в бензиновых двигателях. Дизельные поршни тяжелее чем поршни бензиновыхдвигателей, потому что дизельные поршни обычно изготавливаются из кованной стали, а не из алюминия, и больше внутренняя толщина материала.

Компрессионные кольца, используемые в дизельных двигателях, обычно изготавливаются из чугуна и часто покрываются хромом и молибденом, что позволяет уменьшить трение.

Головка цилиндров

Внешне головка цилиндров дизельного двигателя во многом выглядит подобно головке цилиндров бензинового двигателя. Но имеется много внутренних конструктивных различий, которые делают дизельные двигатели иными, оригинальными.

На дизельном двигателе сама головка цилиндров должна быть намного более прочной и более тяжелой, чтобы выдержать большие тепловые нагрузки и воздействие давления. Конструкция камеры сгорания и воздушные каналы на дизельных двигателях могут быть более сложными, чем на бензиновом двигателе.

В дизельных двигателях используются несколько конструкций камер сгорания, но две конструкции наиболее распространены: неразделенная камера сгорания и вихревая камера.

Конструкция с неразделенной камерой сгорания

Наиболее распространенный тип камеры сгорания для дизельного двигателя — это неразделенная камера, также известная как камера сгорания с прямым впрыскиванием. В неразделенной конструкции обеспечение турбулентности (завихрения) впускаемого воздуха происходит за счет формы канала впуска воздуха. Топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания.

Конструкция с вихревой камерой

В конструкции с вихревой камерой используются по две камеры сгорания для каждого цилиндра. Главная камера соединяется узким каналом с меньшей по размеру вихревой камерой. В вихревой камере находится топливная форсунка. Вихревая камера предназначается для обеспечения начала процесса сгорания. Впускаемый воздух вводится в вихревую камеру через узкий канал. Затем в вихревую камеру впрыскивается топливо, и образуемая смесь загорается. После этого горящая смесь входит в главную камеру сгорания, где и заканчивает свое горение, заставляя поршень перемещаться вниз.

Клапаны и седла клапанов

Клапаны дизельного двигателя изготавливаются из специальных сплавов, которые способны хорошо работать при высоком теплообразовании и давлении, характерным для дизельного двигателя. Некоторые клапаны частично заполняются натрием, который помогает отводить тепло. Большой процент от тепла передается от головки клапана седлу клапана. Для обеспечения соответствующей теплопередачи особое внимание должно быть уделено ширине седла клапана.

Широкое седло клапана имеет преимущество, заключающееся в способности передавать большее количество тепла. Однако, широкое седло клапана имеет и большую возможность накопления отложений нагара, которые могут стать причиной протечек в клапане. Узкое седло клапана обеспечивает лучшее уплотнение, чем широкое седло клапана, но не передает такое же количество тепла. В дизельном двигателе необходим компромисс между широкими и узкими седлами клапанов.

В дизельных двигателях часто используются вставные седла клапанов. Вставки имеют преимущество, заключающееся в возможности их замены. Вставные седла клапанов изготавливаются из специальных металлических сплавов, которые выдерживают воздействие тепла и давления дизельного двигателя.

Система подачи топлива

Обычная конструкция

В обычной системе подачи дизельного топлива топливо вытягивается из топливного бака, отфильтровывается и подается к насосу высокого давления. Топливо под высоким давлением доводится до требуемого давления и подается к топливному коллектору, который питает топливные форсунки. Система управления впрыскиванием в соответствующие моменты времени активизирует форсунки, которые на ходе сжатия поршня впрыскивают топливо для его последующего сгорания.

Конструкция с общим топливным коллектором («Common rail»)

В дизельных двигателях с общим топливным коллектором используются независимые системы создания давления топлива и впрыскивания топлива. Топливный насос высокого давления вытягивает топливо от бака и подает его через регулятор давления к общему топливному коллектору. Насос высокого давления состоит из перекачивающего насоса низкого давления и камеры высокого давления. Впрыскивание топлива управляется модулем управления силовым агрегатом (РСМ) и модулем управления форсунками (IDM), который регулирует продолжительность открытого состояния форсунок в зависимости от рабочих условий двигателя.

В конструкции с общим топливным коллектором уровень токсичности отработавших газов значительно уменьшен и минимизирован шум при работе.

Все это следствие большего управления процессом сгорания. Регулировка давления топлива и фазы работы форсунок управляются ЮМ и РСМ. Также изменена конструкция форсунки, которая теперь позволяет выполнять предварительное(пред-впрыскивание)и заключительное (пост-впрыскивание) впрыскивание топлива на различных стадиях хода сжатия и рабочего хода.

Улучшенное управление подачей топлива позволяет обеспечивать более чистое, более устойчивое сгорание и создавать требуемое давление в цилиндрах. Это оказывает влияние на уменьшение токсичности выхлопа и шума при работе.

Система смазки

Система смазки, используемая в дизельных двигателях, по принципу действия аналогична системам бензиновых двигателей. Большинство дизельных двигателей имеют маслоохладитель того или иного типа, помогающий отводить тепло от масла. Масло течет под давлением по каналам двигателя и возвращается к картеру двигателя.

Смазочное масло, используемое в дизельных двигателях, отличается от масла, используемого в бензиновых двигателях. Специальное масло необходимо по той причине, что при работе дизельного двигателя происходит большее загрязнение масла, чем в бензиновом двигателе. Высокое содержание углерода в дизельном топливе заставляет масло, используемое в дизельных двигателях, изменять свой цвет вскоре после начала его использования. Должно использоваться только такое моторное масло, которое предназначено специально для дизельных двигателей.

Система охлаждения

Система охлаждения дизельного двигателя обычно имеет больший заправочный объем, чем система охлаждения бензинового двигателя. Температура внутри дизельного двигателя должна тщательно контролироваться, потому что для самовоспламенения топлива используется тепло.

Если температура двигателя слишком низкая, возникают следующие проблемы:

Повышенный износ
. Плохая экономия топлива
. Скапливание воды и отстоя в картере двигателя
. Потеря мощности

Если температура двигателя слишком высокая, возникают следующие проблемы:

Повышенный износ
. Задиры
. Детонация
. Прогорание поршней и клапанов
. Проблемы со смазкой
. Заклинивание движущихся частей
. Потеря мощности

Система впрыскивания топлива

Дизельный двигатель работает по принципу самовоспламенения. Впускаемый воздух и топливо сжимаются в камере сгорания так сильно, что молекулы нагреваются и загораются без помощи внешней искры зажигания. Степень сжатия дизельного двигателя намного выше, чем степень сжатия бензинового двигателя. Значение степени сжатия в дизельных двигателях с прямым забором воздуха равняется приблизительно 22:1. Турбодизельные двигатели имеют степень сжатия в диапазоне 16.5-18.5:1. Создается давление сжатия, и температура воздуха возрастает приблизительно с 500 °С до 800 °С (от 932 °F до 1 472 °F).

Дизельные двигатели могут работать только с системой впрыскивания топлива. Смесеобразование происходит только в фазе впрыскивания и сгорания топлива.

В конце хода сжатия топливо впрыскивается в камеру сгорания, где оно смешивается с горячим воздухом и загорается. Качество этого процесса сгорания зависит от качества смесеобразования. Т.к. топливо впрыскивается столь поздно, оно не имеет много времени для смешивания с воздухом. В дизельном двигателе соотношение «воздух -топливо» постоянно поддерживается на уровне больше чем 17:1, таким образом обеспечивается сгорание всего топлива. За более подробной информацией обратитесь к публикации «Работа двигателя и его систем».

дата: 14.03.2018

Принцип работы дизельного двигателя совсем иной, чем у мотора, работающего на бензине. Этим и объясняется принцип его питания. В двух словах – работа дизельного мотора строится на воспламенении топливной смеси от сильного сжатия, поскольку высокая температура вызывает ее возгорание.

Ремонт дизельных двигателей – дело не такое сложное, если знать, как он устроен, и на чем построена работа дизельного двигателя.

Порядок работы системы дизельного двигателя

Сначала цилиндры дизельного двигателя наполняются воздухом. Поршни в них движутся вверх, создавая очень высокое давление, от сжатия воздух раскалится до того, что дизельное топливо, будучи смешанным с ним, воспламенится.

Температура достигает максимального значения, когда поршень заканчивает движение вверх, затем дизтопливо впрыскивается посредством форсунки, она подает его не струйкой, а распыляет. Далее, из-за высокой степени нагрева сдавленного воздуха, воздушно-горючая смесь взрывается. Давление из-за взрыва достигает критической отметки и заставляет поршень опускаться вниз. На языке физики – совершается работа.

Система дизельного двигателя устроена так, что подает горючее в мотор, обеспечивая одновременно и несколько других функций.

Части системы дизельного двигателя, механизм его действия

Дизель состоит из:

  • бака для горючего,
  • насоса, подкачивающего дизтопливо,
  • фильтров,
  • топливного насоса, который подает горючее под высоким давлением,
  • свечи накаливания
  • основной части двигателя, которой является форсунка.

Подкачивающий насос отвечает за забор дизельного топлива из бака и отправляет его в топливный насос, а сам этот насос для подачи горючего под давлением – состоит из нескольких секций (их столько же, сколько двигатель ДВС имеет цилиндров – одна секция отвечает за обслуживание одного цилиндра).

Устройство насоса для подачи горючего под воздействием давления таково: внутри него по низу во всю длину располагается вал с кулачками, который совершает вращения от распредвала мотора. Кулачки воздействуют на толкатели, заставляющие функционировать плунжер (поршень). Поднимаясь, плунжер способствует давлению горючего в цилиндре. Таким образом и происходит выталкивание горючего посредством ТНВД в ту главную рабочую часть двигателя, которой и является форсунка.

Поступающему в магистраль дизельному топливу необходимо давление, чтобы продвинуться к форсунке для распыления через нее. Для этого и нужен поршень – он захватывает горючее внизу и продвигает к секционной верхушке. Поступающее под напором – горючее уже может качественно распыляться в камере сгорания. В этом насосе сила давления достигает 2000 атмосфер.

Одна из функций плунжера – контролировать объем подачи дизтоплива на форсунку своей двигающейся частью, открывающей и закрывающей канальца внутри него, эта часть соединяется с педалью, отвечающей за подачу газа в салоне машины. То, насколько открыты каналы подачи горючего и его объем – обусловлено углом, под которым повернут поршень. Его поворот осуществляет рейка, соединяющаяся с педалью газа.

Вверху насоса, подающего под давлением горючее, расположен клапан, он устроен так, чтобы открываться под давлением и захлопываться, если оно мало. Таким образом, когда поршень внизу, клапан – в захлопнутом положении, и горючее из шланга, к которому подсоединена форсунка, поступать в насос не может. Давление, образующееся в секции, достаточно для впрыскивания горючего в цилиндр, тогда топливо и доставляется по шлангу в форсунку, а она – производит распыление его в цилиндре.

Форсунка – назначение и виды

Очень часто ремонт дизельных двигателей связан с диагностикой работы форсунок и их починкой или заменой.

Они бывают двух видов:

  • управляемые механически
  • электромагнитные

В управляемых механически – отверстие, которое распыляет горючее, открывается в зависимости от силы давления в шланге. Ее отверстие закрывает игла, соединенная с поршеньком на верхушке форсунки. Пока не возникло давления, игла не позволяет горючему выйти через распылитель. Когда горючее поступает под напором, плунжер поднимается и оттягивает иголку. Отверстия распылителя раскрываются, и горючее выбрызгивается в цилиндр.

В нем установлены свечи накаливания, воспламеняющие горючее с воздухом. Они раскаляют воздух в специализированном отсеке, прежде, чем он окажется в цилиндре. По сути, свечи только облегчают запуск мотора ДВС, поскольку перед попаданием в цилиндр воздух уже достаточной температуры. Именно поэтому, когда на улице тепло, или если мотор еще не остыл после выключения зажигания, его запуск происходит и без участия свечей, а когда холодно – это невозможно.

Оснащенный электромагнитными форсунками дизель – более современный вариант. В таком случае – в насосе, подающем горючее, отсутствуют для каждого цилиндра своя секция, а шланг – один на все форсунки, и обеспечивает нужное давление и впрыск горючего сразу во все форсунки цилиндров ДВС.

При данной системе ДВС – на форсунки воздействуют электрические импульсы, поступающие от блока управления автомобилем: их клапаны, открывающие и закрывающие выходы для впрыска горючего – электромагнитные. Сам блок управления мотором считывает информацию со специальных датчиков, а затем дает команду электромагнитному управлению форсунками.

Такая система подачи топлива в дизельный двигатель еще и намного экономичней.

Форсунки начали использовать в производстве моторов еще в тридцатых годах XX столетия, их устанавливали сначала на авиамоторы, затем стали применять в двигателях гоночных машин. А массовое применение в автомобилестроении они получили лишь в семидесятые-восьмидесятые годы прошлого века. Тому послужили топливный кризис и осознание необходимости сбережения природы: чтобы сделать авто более мощными – специально переобогащали воздушно-горючую смесь, но это приводило к увеличению расхода топлива и переизбытку продуктов сгорания в газовых выхлопах автомобилей. И в 1967-м проблема была решена – тогда и была изобретена электромагнитная форсунка, в которой впрыск осуществляется электронной командой. Вне всяких сомнений, электроника всегда лучше механики, поскольку имеет перед ней массу очевидных преимуществ.

Давно уже прошли времена, когда в индустрии гражданских автомобилей дизельный двигатель считался во многом компромиссным «меньшим братом» бензиновых моторов.

Благодаря особенностям дизельного топлива, такой тип имеет ряд очевидных преимуществ.

Сильные стороны настолько явны, что даже отечественные конструкторы ломали голову по внедрению этой технологии.

Сейчас такие моторы имеют Газель Next, УАЗ Патриот. Более того, были попытки установки дизельного двигателя на Ниву. К сожалению, выпуск ограничился небольшими экспортными партиями.

Позитивные факторы позволили дизельному двигателю завоевать популярность в каждом из автомобильных сегментов. Речь идёт о четырехтактной конфигурации, поскольку двухтактный дизельный двигатель не получил широкого применения.

Конструкция

Принцип работы дизельного двигателя заключается в преобразовании возвратно-поступательных движений кривошипно-шатунного механизма в механическую работу.

Способ приготовления и воспламенения топливной смеси – это то, чем отличается дизельный двигатель от бензинового. В камерах сгорания бензиновых моторов, приготовленная заранее топливно-воздушная смесь воспламеняется с помощью подаваемой свечой зажигания искры.

Особенность дизельного двигателя заключается в том, что смесеобразование происходит непосредственно в камере сгорания. Рабочий такт осуществляется путем впрыскивания под огромным давлением дозированной порции топлива. В конце такта сжатия реакция нагретого воздуха с дизтопливом приводит к воспламенению рабочей смеси.

Двухтактный дизельный двигатель имеет более узкую сферу применения.
Использование одноцилиндрового и многоцилиндрового дизелей такого типа имеет ряд конструктивных недостатков:

  • неэффективную продувку цилиндров;
  • повышенный расход масла при активном использовании;
  • залегание поршневых колец в условиях высокотемпературной эксплуатации и прочие.

Двухтактный дизельный двигатель с противоположным размещением поршневой группы имеет высокую первоначальную стоимость и очень сложен в обслуживании. Установка такого агрегата целесообразна лишь на морских судах. В таких условиях, благодаря небольшим габаритам, малой массе и большей мощности при идентичных оборотах и рабочем объеме, двухтактный дизельный двигатель более предпочтителен.

Одноцилиндровый агрегат внутреннего сгорания широко применяется в домашнем хозяйстве в качестве электрогенератора, двигателя для мотоблоков и самоходных шасси.

Такой тип получения энергии налагает определённые условия на устройство дизельного двигателя. Он не нуждается в бензонасосе, свечах, катушке зажигания, высоковольтных проводах и прочих узлах, жизненно необходимых для нормальной работы бензинового ДВС.

В нагнетании и подачи дизтоплива участвуют: топливный насос высокого давления и форсунки. Для облегчения холодного пуска современные моторы используют свечи накала, которые предварительно подогревают воздух в камере сгорания. Во многих автомобилях в баке устанавливается вспомогательный насос. Задача топливного насоса низкого давления в том, чтобы прокачать топливо от бака к топливной аппаратуре.

Пути развития

Инновации дизельного двигателя заключаются в эволюции топливной аппаратуры. Усилия конструкторов направлены на то, чтобы добиться точного момента впрыска и максимального распыления топлива.

Создание топливного «тумана» и деление процесса впрыска на фазы позволило достигнуть большей экономичности и повышения мощности.

Наиболее архаичные экземпляры имели механический ТНВД и отдельную топливную магистраль к каждой форсунке. Устройство двигателя и ТА такого типа обладали большой надежностью и ремонтопригодностью.

Дальнейший путь развития заключался в усложнении ТНВД дизельного двигателя. В нем появились изменяемые моменты впрыска, множество датчиков и электронное управление процессами. При этом использовались все те же механические форсунки. В таком типе конструкции давление впрыскиваемого топлива было от 100 до 200 кг/см².

Следующим шагом было внедрение системы Common raіl. В дизельном двигателе появилась топливная рампа, где может поддерживаться давление до 2 тыс. кг/см². ТНВД таких моторов стали значительно проще.

Основная конструктивная сложность заключается в форсунках. Именно с их помощью регулируется момент, давление и количество ступеней впрыска. Форсунки системы аккумуляторного типа очень требовательны к качеству топлива. Завоздушивание такой системы приводит к быстрому выходу из строя ее основных элементов. Дизельный двигатель с Common rail работает тихо, потребляет меньше топлива и имеет большую мощность. За все это приходится платить меньшим ресурсом и более высокой стоимостью ремонта.

Еще более высокотехнологичной является система с применением насос-форсунок. В ТА такого типа форсунка соединяет в себе функции нагнетания давления и распыления топлива. Параметры дизельного двигателя с насос-форсунками на порядок выше аналоговых систем. Впрочем, как и стоимость обслуживания и требования к качеству топлива.

Важность комплектации турбинами

Большинство современных дизелей комплектуются турбинами.

Турбонаддув – это эффективный способ повысить мощностные характеристики автомобиля.

Благодаря повышенному давлению выхлопных газов, использование турбин в паре с дизельным ДВС заметно повышает приёмистость и уменьшает расход топлива.

Турбина – далеко не самый надёжный агрегат автомобиля. Больше 150 тыс. км они зачастую не ходят. Это, пожалуй, её единственный минус.

Благодаря электронному блоку управления двигателем (ЭБУ), дизельному двигателю доступен чип тюнинг.

Преимущества и недостатки

Существует ряд факторов, которые выгодно отличают дизельные двигатели:

  • экономичность. КПД в 40% (до 50% с применением турбонаддува) просто недосягаемый показатель для бензинового собрата;
  • мощность. Практически весь крутящий момент доступен на самых низких оборотах. Турбированный дизельный двигатель не имеет ярко выраженной турбоямы. Такая приёмистость позволяет получить настоящее удовольствие от вождения;
  • надежность. Пробег самых надежных дизельных двигателей доходит до 700 тыс. км. И все это без ощутимых негативных последствий. Благодаря своей безотказности, дизельные ДВС ставят на спецтехнику и грузовики;
  • экологичность. В борьбе за сохранность окружающей среды дизельный двигатель превосходит бензиновые моторы. Меньшее количество выбрасываемого СО и использование технологии рециркуляции выхлопных газов (EGR) приносят минимум вреда.

Недостатки:

  • стоимость. Комплектация, оснащённая дизельным двигателем, будет стоить на 10% больше, чем такая же модель с бензиновым агрегатом;
  • сложность и дороговизна обслуживания. Узлы ДВС выполнены из более прочных материалов. Сложность устройства двигателя и топливной аппаратуры требует качественных материалов, новейших технологий и большого профессионализма в их изготовлении;
  • плохая теплоотдача. Большой процент КПД значит то, что при сгорании топлива происходят меньшие потери энергии. Другими словами, выделяется меньше тепла. В зимнее время года эксплуатация дизельного двигателя на короткие расстояния будет негативно сказываться на его ресурсности.

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

Стоит ли покупать

Новые дизельные автомобили – это тот вид приобретения, который будет приносить только радость. Заправляя автомобиль качественным топливом и делая ТО согласно нормативным предписаниям, вы 100% не пожалеете о покупке.

Но стоит учитывать тот факт, что дизельные авто на порядок дороже своих бензиновых аналогов. Вы сможете компенсировать эту разницу и в последующем экономить только тогда, когда будете преодолевать большой километраж. Переплачивать с целью проезжать в год до 10 тыс. км. попросту не целесообразно.

Ситуация с б/у автомобилями немного иная. Несмотря на то, что дизельные двигатели отличаются большим запасом прочности, со временем сложная топливная аппаратура требует к себе повышенного внимания. Цены на запчасти к дизельному двигателю возрастом свыше 10 лет действительно удручающие.

Стоимость ТНВД на бюджетный автомобиль Б класса возрастом 15 лет может повергнуть в шок некоторых автолюбителей. К выбору авто с пробегом свыше 150 тыс. нужно относиться очень серьезно. Перед покупкой лучше сделать комплексную диагностику в специализированном сервисе. Так как низкое качество отечественного дизтоплива очень пагубно сказывается на ресурсе дизельного двигателя.

В этом случаи решить, какому двигателю лучше отдать предпочтение, поможет репутация производителя. К примеру, модель Mercedes-Benz OM602 по праву считается одним из самых надёжных дизельных двигателей в мире. Покупка автомобиля с подобным силовым агрегатом станет выгодным вложением на долгие годы. Многие производители имеют подобные «удачные» модели силовых установок.

Мифы и заблуждения

Несмотря на распространенность автомобилей с дизельным двигателем, в народе до сих пор существуют предрассудки и непонимание. «Тарахтит, зимой не греет, а в большой мороз не заведёшь, летом не едет, а если что-то поломается, так ещё поискать нужно мастера, который за космические деньги отремонтирует всё», – примерно такие слова можно услышать иногда от «опытных» автолюбителей. Всё это отголоски прошлого!

  1. Благодаря современным технологиям, только рокот холостого хода позволяет отличить дизельные двигатели от бензиновых. В движении, когда шум дороги нарастает, разница не ощутима.
  2. Для улучшения запуска и прогрева в холодное время года в современных автомобилях используются различные вспомогательные системы. Ввиду нарастающей популярности, количество сервисов, специализированных на обслуживании дизельного двигателя, постоянно увеличивается.
  3. Бытует мнение, что ДВС работающий на дизеле сложно форсировать. Это верно, если мы говорим о модификациях цилиндропоршневой группы. В то же время чип тюнинг дизельного двигателя – это хороший способ повысить его мощностные характеристики без ухудшения ресурсности.

Стоит помнить о том, что принцип работы дизельного двигателя всецело направлен на достижения экономичности и надёжности. Не стоит требовать от таких ДВС заоблачных динамических показателей.

Симптомы и причины неисправностей

  • Плохой запуск дизельного двигателя на холодную, и после длительного простоя – означает плохо работающие свечи накала, воздух в системе, обратный клапан стравливает давление топлива, плохая компрессия, разряженный аккумулятор;
  • повышенная шумность, увеличенный расход и чёрный дым из выхлопной трубы – означает засорение или износ распылителей и форсунок, неправильные углы опережения впрыска, грязный фильтр очистки воздуха;
  • пропала мощность дизельного двигателя – означает отсутствие компрессии, выход из строя турбины, засорение топливного и воздушного фильтров, некорректные углы опережения впрыска, загрязненный клапан ЕГР;
  • серый или белый дым из выхлопной, повышенный расход масла – означает трещину ГБЦ или пробитую прокладку ГБЦ (уходит охлаждающая жидкость, а в масле появляется эмульсия), неисправность турбонагнетателя.

Правильная эксплуатация

Неправильная эксплуатация может погубить даже самый надежный мотор.

Продлить ресурс дизельного двигателя, и получать удовольствие от владения автомобилем вам поможет выполнение несложных 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;
  • проводите ТО предпускового подогрева в соответствии с заявленными производителем нормами. В этом случае у вас не возникнет проблем с запуском дизельного двигателя в холодное время года. Эксплуатация агрегата с неправильно работающей форсункой впоследствии может привести к дорогостоящему ремонту ДВС;
  • после активных поездок турбина нуждается в охлаждении. Не глушите мотор сразу же. Дайте ему поработать некоторое время на холостых оборотах;
  • избегайте запуска «с толкача». Такой способ оживления мотора может причинить большой вред кривошипно-шатунному механизму вашего ДВС.

Оба типа двигателей имеют не только плюсы, но и минусы. Главная цель автомобиля – соответствовать вашим требованиям, неважно, установлен в нем бензиновый или дизельный двигатель. Что лучше подойдёт вам, зависит только от индивидуальных предпочтений.

Современные инновационные технологии и прогрессивный маркетинг позволяют людям выбирать из автомобилей, которые они могут себе позволить. Нам всё меньше приходится идти на компромисс и жертвовать отдельными параметрами. Особенно эта тенденция заметна в процессе эволюции дизельных автомобилей.

Каждый водитель имеет свои соображения по поводу того, какой силовой агрегат на самом деле лучше. Одни считают, что малый объем приносит большое преимущество и дает экономию топлива. Другие полагают, что стоит покупать только бензиновый двигатель из-за его неприхотливости и универсальной эксплуатации. Третьи выбирают только объемистые дизели с турбиной для получения громадного удовольствия от прекрасной тяги. Давайте разберемся с тем, как стоит эксплуатировать дизельный силовой агрегат, который имеет ряд особенностей использования. Правильная эксплуатация может значительно продлить срок жизни агрегата и предоставить немало важных преимуществ. Если же вы пересядете с бензинового внедорожника на дизельный без смены привычек, то вашего силовому агрегату придется непросто.

Использования двигателей — это тема, которую можно обсуждать бесконечно. Основываясь на том, какие особенности поездки нарушают владельцы техники в сравнении с заводскими рекомендациями, можно очень просто подыскать целый ряд важных рекомендаций. Вопрос этот касается заправки определенного топлива и заливания масла, сервисного обслуживания, а также ремонта. Есть определенные советы по практичной эксплуатации для понижения расхода и износа дизельного двигателя. Можно также вспомнить зимнее использование дизельного двигателя, которое должно быть очень аккуратным. Учитывая все представленные категории, мы можем сформировать несколько важных советов для владельцев дизельных силовых агрегатов. Стоит только сказать, что все сказанное ниже относится к современным турбированным дизелям, которые устанавливаются на массовые легковые машины.

Заправка и обслуживание — два важнейших момента использования

В первую очередь при покупке дизельного силового агрегата нужно выбрать нормальное место заправки. Речь идет не только о качественном бренде заправочной станции, но и о качестве солярки, что не всегда совпадает. Воспользуйтесь рекомендациями специалистов и проверьте солярку на качество с помощью нехитрых тестов. Топливо не должно замерзать, мутнеть и должно быть чистым в любых условиях. Также стоит соблюдать рекомендации по обслуживанию:

  • для дизельного силового агрегата многие производители ставят несколько меньший межсервисный интервал, чем для бензиновых двигателей, но это не всегда именно так;
  • нужно на сто процентов соблюдать все условия обслуживания, которые выставлены производителем автомобиля, использовать только оригинальные материалы на сервисе;
  • при покупке неизвестного масла можно попрощаться с двигателем уже через 10-20 тысяч километров, фильтры также стоит покупать оригинальные и очень качественные;
  • особое внимание нужно уделить диагностике оборудования во время проведения сервиса — это поможет избежать самых неприятных неполадок, связанных с ТНВД, и головкой блока;
  • выполнять ремонт дизельного двигателя нужно сразу после того, как автомобиль показал неполадку, это поможет сохранить определенное качество и нужные свойства установки.

Если бензиновый двигатель иногда эксплуатируют успешно и с неполадками, то в дизельных силовых агрегатах такая идея не пройдет. Нужно использовать услуги профессионального сервиса для обслуживания Common Rail, турбины, ТНВД и головки блока цилиндров. Именно эти детали наиболее часто выходят из строя и доставляют определенные неприятности в процессе эксплуатации. Поломка может полностью вывести агрегат из строя.

Как ездить на дизельном двигателе с турбиной современного типа?

Актуальные силовые агрегаты на тяжелом топливе не слишком сильно отличаются от бензиновых двигателей. Вопрос качества поездки может оказаться весьма серьезным, поскольку неправильная эксплуатация приводит к ряду проблем. Нужно помнить основные рекомендации, а также почитать особенности и индивидуальные советы в инструкции по эксплуатации вашего автомобиля. Базовые рекомендации для таких двигателей следующие:

  • используйте высокий крутящий момент при низком показателе оборотов — не раскручивайте дизельный двигатель до высоких показателей оборотов силового агрегата;
  • воспользуйтесь удобным ранним переключением передач и прекрасными тяговыми характеристиками автомобиля с дизельным двигателем, это поможет получить комфорт;
  • не перегревайте агрегат, длительная работа на повышенных оборотах или эксплуатация на бездорожье в срединном режиме выводит из строя ТНВД и прочие важные модули;
  • не стоит гонять на дизельной машине — вы покупаете автомобиль для комфорта и низкого расхода, поэтому используйте все важные преимущества транспорта с такими чертами;
  • в городе вполне возможна поездка на скорости 60-70 километров в час с использованием последней передачи — это один из любимых режимов работы дизельного агрегата.

Нужно понимать, что дизель имеет совершенно иную структуру, нежели привычный нам бензиновый двигатель. Есть ряд преимуществ, но и недостатки имеются. Поэтому всегда нужно изучать рекомендации производителя по использованию автомобиля, иначе можно попасть в неприятную ситуацию. Используйте наиболее качественные решения поездки и всегда стремитесь соблюдать рекомендации завода. Это поможет сохранит работоспособность вашей машины.

В чем важные преимущества дизельного двигателя?

Силовой агрегат дизельного типа известен тем, что кушает меньше топлива, чем бензиновый собрат с подобными характеристиками мощности. Это действительно так, но силовой агрегат дизельного типа является одним из растратчиков бюджета на сервисе, он требует большего количества денег для выполнения всех поставленных задач. Поэтому стоит выделить такие чистые и неоспоримые преимущества силового агрегата на тяжелом топливе:

  • возможность раннего переключения передач, очень хороший крутящий момент, который подхватывает КПП в любом режиме и прекрасно едет даже в неудачно выбранном положении;
  • очень высокие показатели тяги непосредственно в процессе разгона, то есть на низких оборотах возникает самый высокий показатель оптимальной полезной мощности агрегата;
  • сниженный расход топлива в сравнении с бензином выравнивает стоимость эксплуатации силового агрегата на тяжелом топливе, так что он не обойдется вам намного дороже;
  • срок эксплуатации дизеля при соблюдении всех важных рекомендаций будет достаточно высоким, с аппаратом не возникает никаких проблем, многие доезжают до 500 000 км;
  • экологическая чистота выбросов намного лучше, чем у бензиновых вариантов, отсутствие угарный газ, а вот твердые частицы есть, и часто они превышают норму для авто такого класса.

Современные разработки силовых агрегатов становятся все более утонченными и требовательными. Поэтому стоит внимательно следить за каждым обновлением и перед покупкой изучать двигатель, информацию и отзывы о нем. Один и тот самый агрегат в разных поколениях автомобилей от производителя может иметь совершенно разные варианты эксплуатации. И в данном случае можно получить действительно разочарование при покупке.

Как эксплуатировать дизельный двигатель зимой?

Зимняя эксплуатация силового агрегата с дизельным топливом происходит несколько сложнее. Если бензин не застывает вообще в принципе, то температура помутнения дизельного топлива составляет -25 градусов Цельсия. Температура замерзания уже при -35 градусах исключает эксплуатацию авто в таких условия. Впрочем, сегодня есть солярка с присадками, которая без проблем используется в любых условиях. Есть ряд осторожных моментов:

  • зимой в дизельном двигателе неплохо было бы установить турботаймер, который продолжал бы медленно снижать температуру двигателя после поездки, когда вы уже вышли из авто;
  • также следует выбирать зимнее топливо на заправке, выбрав изначально нормальную заправочную станцию, на которой вы не зальете в бак некачественную жидкость;
  • можно также использовать ряд присадок для снижения температуру кристаллизации топлива, когда залитое в бак горючее превращается в гелеобразную массу;
  • после превращения солярки в гель придется везти машину на сервис, причем на эвакуаторе, чтобы вычистить топливные элементы и шланги для дальнейшего использования.

По этим причинам дизельные машины в северных условиях — это не самый удачный вариант. В средней полосе России такие авто вполне приемлемы и могут выполнять свои функции прекрасно. На юге вообще не возникает проблем с их эксплуатацией. Тем не менее, нужно учитывать ряд особенностей по использованию топлива и качеству сервисного обслуживания вашего авто. Предлагаем посмотреть небольшое видео про особенности дизельного автомобиля:

Подводим итоги

Есть ли смысл покупки дизельного автомобиля? В экономическом плане этого смысла практически нет. Но в плане поездки, ваши условия действительно серьезно поменяются. Вы познакомитесь с новой технологией, которая полностью открывает новое восприятие автомобильного транспорта. Есть ряд положительных и ряд отрицательных факторов использования такого транспорта. Но зачастую любители дизелей утверждают, что плюсы значительно превосходят минусы. Конечно, все это очень условно. Вы можете приобрести дизель и остаться крайне недовольным ситуацией при первой поломке зимой. Но помните, что качество эксплуатации напрямую зависит от вас.

Также следует помнить о заправке, которая может быт нормальной и ужасной. Если бензиновый агрегат от плохой заправки просто повысит расход, то дизельное топливо может уничтожить ряд дорогостоящих элементов в машине. Поэтому в Европе, к примеру, эксплуатировать дизельные агрегаты непроблематично. С другой стороны, всегда есть ряд сложностей во владении автомобилем с таким агрегатом. Так что если вы боитесь этих сложностей, лучше выбирайте бензиновую машину. Если же хотите попробовать нечто новое, смело покупайте турбодизель. А какой двигатель вы бы предпочли для личной эксплуатации?

Особенности дизельного двигателя, такие как экономичность и высокий крутящий момент, делают его предпочтительным вариантом. Современные дизели близки к бензиновым моторам по шумности, сохраняя преимущества в экономичности и надежности.

Конструкция и строение
По конструкции дизельный двигатель не отличается от бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Правда, клапанные детали усилены, чтобы воспринимать высокие нагрузки — ведь степень сжатия дизеля намного выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового мотора). Именно этим объясняется большой вес и габариты дизельного мотора в сравнении с бензиновым.

Принципиально отличие заключается в способах формирования смеси топлива и воздуха, её воспламенения и сгорания. У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно . Вначале в цилиндры поступает воздух. В конце такта сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800 о С, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением впрыскивается солярка, которое почти мгновенно самовоспламеняется.

Смесеобразование в дизелях протекает за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы и чтобы каждая частица имела достаточное для полного сгорания количество воздуха. С этой целью топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания .

В дизелях применяют неразделенные камеры сгорания. Они представляют собой единый объем, ограниченный днищем поршня 3 и поверхностями головки и стенок цилиндров. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топливных факелов. Углубление 1 , выполненное в днище поршня, способствует созданию вихревого движения воздуха.

Мелко распыленное топливо впрыскивается из форсунки 2 через несколько отверстий, направленных в определенные места углубления. Чтобы топливо полностью сгорало и дизель обладал наилучшими мощностями и экономическими показателями, топливо нужно впрыскивать в цилиндр до прихода поршня в ВМТ.

Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления — отсюда повышенная шумность и жесткость работы. Такая организация рабочего процесса позволяет работать на очень бедных смесях, что определяет высокую экономичность. Экологические характеристики тоже лучше — при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ меньше, чем у бензиновых моторов.

К недостаткам относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую мощность, трудности холодного пуска, проблемы с зимней соляркой. У современных дизелей эти проблемы не столь очевидны.


Дизельное топливо должно отвечать определенным требованиям. Главные показатели качества топлива — чистота, малая вязкость, низкая температура самовоспламенения, высокое цетановое число (не ниже 40). Чем больше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения после момента впрыска его в цилиндр и двигатель работает мягче (без стуков).
Типы дизельных двигателей
Существует несколько типов дизельных моторов, различие между которыми заключено в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания — их называю дизелями с непосредственным впрыском — топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. Непосредственный впрыск применяется на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это связано с трудностями процесса сгорания, а также повышенным шумом и вибрацией.

Благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить экономичность, снизить шум и вибрацию.

Наиболее распространенным является другой тип дизеля — с раздельной камерой сгорания . Впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.

При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Такие двигатели составляют большинство среди устанавливаемых на современные автомобили.

Устройство топливной системы
Важнейшей системой является система топливоподачи. Ее функция — подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему сложной и дорогой.

Главными элементами являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.

ТНВД
ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и действий водителя. По своей сути современный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера.

Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п.

На современных авто применяются ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа получили широкое распространение. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. В то же время они предъявляют высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах малы.

Форсунки.
Другим важным элементом топливной системы является форсунка. Она вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму факела топлива, которая имеет важное значение для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.

Топливные фильтры.
Топливный фильтр, несмотря на его простоту, является важнейшим элементом дизельного мотора. Его параметры, такие, как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды , для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы.

Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.

Как происходит запуск?
Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900 о С, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. О работе системы водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа.

Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30 о С, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув и Common-Rail
Эффективным средством повышения мощности является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и в результате увеличивается мощность. 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».


Система Common-Rail. Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, 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.

В результате в дизелях с системой Common-Rail расход топлива сокращается на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора.

Схемы устройства и принцип действия

Двигателем внутреннего сгорания называется тепловой двига­тель поршневого типа, в котором химическая энергия топлива пре­образуется в тепловую непосредственно внутри рабочего ци­линдра. В результате химической реакции топлива с кислородом воздуха образуются газообразные продукты сгорания с высокими давлением и температурой, которые являются рабочим телом дви­гателя. Продукты сгорания оказывают давление на поршень и вы­зывают его перемещение. Возвратно-поступательное движение поршня с помощью кривошипно-шатунного механизма превра­щается во вращательное движение коленчатого вала.

Двигатели внутреннего сгорания работают по одному из трех циклов: изохорному (цикл Отто), изобарному (цикл Дизеля) и смешанному (цикл Тринклера), различающихся характером про­текания процесса сообщения тепла рабочему телу. В смешанном цикле часть тепла сообщается при постоянном объеме, а осталь­ная часть при постоянном давлении. Отвод тепла во всех циклах совершается по изохоре.

Совокупность последовательных и периодически повторяю­щихся процессов, необходимых для движения поршня — наполне­ние цилиндра, сжатие, сгорание с последующим расширением газов и очистка цилиндра от продуктов сгорания — называется рабочим циклом двигателя. Часть цикла, проходящая за один ход поршня, называется тактом.

Двигатели внутреннего сгорания делятся на четырехтактные и двухтактные; в четырехтактных двигателях рабочий цикл совер­шается за четыре хода поршня, а в двухтактных — за два.

Судовые двигатели внутреннего сгорания в основном работают по смешанному циклу. Крайние предельные положения поршня в цилиндре называются соответственно верхней и нижней мерт­выми точками (в. м. т., н. м. т.). Расстояние по оси цилиндра, проходимое поршнем от одного до другого крайнего положения, называется ходом поршня S (рис. 125). Объем, описываемый поршнем при его движении между в. м. т. и н. м. т., называется рабочим объемом цилиндра Vs. Объем цилиндра над поршнем, когда последний находится в н. м. т., называется объемом камеры сжатия Vс. Объем цилиндра при положении поршня в н. м. т. на­зывается полным объемом цилиндра Vа : Va= Vс + Vs.

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия ? = Va / Vc.

Величина степени сжатия зависит от типа двигателя. Для су­довых дизелей степень сжатия равна 12—18. Главными конструк­тивными характеристиками двига­теля являются диаметр цилиндра, ход поршня, число цилиндров и га­баритные размеры.

Четырехтактный двигатель.

На рис. 125 показана схема устройства четырехтактного дизеля. Фунда­ментная рама 15 дизеля покоится на судовом фундаменте 1. Блок ци­линдров 11 закрепляется на станине двигателя 14. Поршень 9 под дей­ствием газов совершает возвратно-поступательное движение по зерка­лу цилиндровой втулки 10 и с по­мощью шатуна 13 вращает коленча­тый вал 2. Верхняя головка шатуна с помощью поршневого пальца 3 соединена с поршнем, а нижняя ох­ватывает мотылевую шейку колен­чатого вала. В крышке 7 цилиндра размещены впускной клапан 4, вы­пускной клапан 8 и топливная фор­сунка 6. Впускной и выпускной клапаны приводятся в действие через систему штанг и рычагов 5 от кулачных шайб распредели­тельных валов 12. Последние получают вращение от коленчатого вала.

Рабочий цикл в четырехтактном двигателе происходит за два оборота коленчатого вала — за четыре хода (такта) поршня. Из четырех ходов (тактов) три хода (такта) являются подготови­тельными, а один рабочим. Каждый такт носит название основ­ного процесса, происходящего во время данного такта.

Первый такт — впуск. При движении поршня вниз (рис. 126) над поршнем в цилиндре создается разрежение, и через принуди­тельно открытый впускной клапан а атмосферный воздух запол­няет цилиндр. Для лучшего заполнения цилиндра свежим заря­дом воздуха впускной клапан а открывается несколько раньше, чем поршень достигнет в. м. т.—точка 1; имеет место предваре­ние впуска (15—30° по углу поворота коленчатого вала). Закан­чивается впуск воздуха в цилиндр в точке 2. Впускной клапан а закрывается с углом запаздывания 10—30° после н. м. т. возможность использовать инерцию входящего с большой ско­ростью воздуха, что приводит к более полной зарядке цилиндра. Продолжительность впуска соответствует углу поворота коленча­того вала на 220—250° и на рисунке показана заштрихованным углом 1—2, а па диаграмме р—? — линией впуска 1—2.

Второй такт — сжатие. С момента закрытия впускного кла­пана а (точка 2) при движении поршня вверх начинается сжатие. Объем уменьшается, температура и давление воздуха увеличи­ваются. Продолжительность сжатия составляет угол 140—160° по­ворота коленчатого вала и заканчивается в точке 3. Давление в конце сжатия достигает 3—4,5 Мн/м2, а температура 800—1100° К. Высокая температура заряда воздуха обеспечивает самовоспламенение топлива. В конце хода сжатия, когда поршень .немного не дошел до в. м. т. (точка 3), производится впрыск топ­лива через форсунку б. Опережение подачи топлива (угол пред­варения 10—30°) дает возможность к приходу поршня в в. м. т. подготовить рабочую смесь к самовоспламенению.

Третий такт — рабочий ход. Происходит горение топлива и рас­ширение продуктов сгорания. Продолжительность сгорания топ­лива составляет 40—60° поворота коленчатого вала (процесс 3—4 на рисунке). В конце горения внутренняя энергия газов увеличи­вается, давление газов достигает значительной величины 58 Мн/м2, а температура 1500—2000° К. Точка 4 — начало рас­ширения газов. Под давлением газов поршень движется вниз, со­вершая полезную механическую работу. В конце расширения (угол опережения 20—40° до н. м. т.) — точка 5 — открывается выпускной клапан в, давление в цилиндре резко падает и по дости­жении поршнем н. м. т. оказывается равным 0,1—0,11 Мн/м2, а температура 600—800° К. Предварение выпуска обеспечивает минимальное сопротивление движению поршня вверх в последую­щем такте. Рабочий ход совершается за 160—180° угла поворота коленчатого вала.

Четвертый такт — выпуск. Продолжается от точки 5 до точки 6. При выпуске поршень, двигаясь вверх от н. м. т., выталкивает от­работавшие продукты сгорания. Выпускной клапан закрывается с некоторым запозданием (на 10—30° угла поворота коленчатого вала после в. м. т.). Это улучшает удаление отработавших про­дуктов горения за счет отсасывающего действия газов, тем более что в это время впускной клапан уже открыт. Такое положение клапанов называется «перекрытием клапанов». Перекрытие кла­панов обеспечивает более совершенное удаление продуктов сгора­ния. Выпуск осуществляется в течение 225—250° угла поворота коленчатого вала.

Двухтактный двигатель.

На рис. 127 показана схема работы двухтактного дизеля. Газораспределение в двухтактных двигате­лях осуществляется через продувочные окна П и выпускные окна В. Продувочные окна соединены с продувочным ресиве­ром Р, в который продувочным насосом Н нагнетается чистый воз­дух под давлением 0,12—0,16 Мн/м2. Выпускные окна, несколько выше расположенные, чем продувочные, соединяются с выпускным коллектором. Топливо подается в цилиндр форсункой Ф. Рабочий цикл двухтактного двигателя осуществляется за два хода поршня, за один оборот коленчатого вала. Открытие и закрытие выпускных и продувочных окон производится поршнем.

Рассмотрим последовательность процессов в цилиндре.

Первый такт — горение, расширение, выпуск и продувка. Пор­шень движется вниз от в. м. т. к н. м. т. В начале такта происхо­дит бурное горение с повышением давления газов до 5—10 Мн/м2 и температуры до 1700—1900° К для тихоходных двигателей и 1800—2000° К для быстроходных. Горение заканчивается в точке 4 и затем происходит расширение продуктов сгорания (участок 4—5) до давления 0,25—0,6 Мн/м2 и температуры 900—1200° К. При положении мотыля в точке 5 (за 50—70° до н. м. т.) откры­ваются выпускные окна, давление в цилиндре резко падает и на­чинается выпуск отработавших газов выпускного коллектора в ат­мосферу. Высота продувочных окон подбирается таким образом, чтобы к моменту их открытия давление газов в цилиндре было бы близко к давлению продувочного воздуха в продувочном ресивере. После открытия продувочных окон (точка 6) продувочный воздух, поступая в цилиндр, вытесняет продукты сгорания через выпускные окна, при этом часть воздуха уходит с отработавшими газами. При открытых продувочных окнах происходит принудительная очистка цилиндра и заполнение его свежим зарядом; этот процесс называется продувкой.

Второй такт. Процесс продувки продолжается также при дви­жении поршня вверх от н. м. т. до закрытия продувочных окон (точка 1). После закрытия поршнем выпускных окон (точка 2) процесс выпуска заканчивается и начинается процесс сжатия све­жего заряда воздуха. В конце сжатия (в. м. т.) давление воздуха равно 3,5—5 Мн/м2, а температура составляет 750—800° К. Высо­кая температура воздуха в конце сжатия обеспечивает самовос­пламенение топлива. Затем цикл повторяется.

По тем же соображениям, что и для четырехтактных дизелей, топливо в цилиндр подается с опережением в 10—20° поворота ко­ленчатого вала до в. м. т. (точка 3).

В настоящее время на судах применяют как двухтактные, так и четырехтактные дизели. Для крупнотоннажных грузовых и пас­сажирских судов основным является двухтактный двигатель. Ти­хоходные двухтактные крейцкопфного типа дизеля долговечны, отличаются высокой экономичностью, но имеют большой вес и га­бариты. При одной и той же частоте вращения и одинаковых раз­мерах цилиндров мощность двухтактного двигателя теоретически вдвое больше мощности четырехтактного. Увеличение мощности двухтактного двигателя обусловлено сгоранием вдвое большего количества топлива, чем в четырехтактном, но так как объем ра­бочего цилиндра (из-за наличия выпускных и продувочных окон) используется неполностью, а часть мощности (4—10%) затрачи­вается на приведение в действие продувочного насоса, то факти­ческое превышение мощности в двухтактном двигателе над мощ­ностью четырехтактного составляет 70—80%.

Четырехтактный двигатель при одинаковых мощности и ча­стоте вращения с двухтактным имеет большие размеры и вес. Двухтактный двигатель при одинаковых частоте вращения и числе цилиндров с четырехтактным вследствие удвоенного числа рабо­чих циклов работает более равномерно. Минимальное число ци­линдров, обеспечивающее надежный пуск для двухтактного дви­гателя — четыре, а для четырехтактного — шесть.

Отсутствие клапанов и приводов к ним у двухтактного двига­теля со щелевой продувкой упрощает его конструкцию. Однако на изготовление деталей требуются более прочные материалы, так как двухтактные двигатели работают при более высоких темпера­турных условиях.

В двухтактных двигателях очистка, продувка и зарядка све­жим воздухом цилиндра осуществляется на протяжении части одного хода, поэтому качество этих процессов ниже, чем у четы­рехтактного двигателя.

Четырехтактные двигатели удобнее в отношении повышения их мощности путем наддува. Для них используют более простую схему наддува, теплонапряженность цилиндров меньше, чем у двухтактных дизелей. Для современных четырехтактных дизелей с газотурбинным наддувом удельный эффективный расход топ­лива составляет 0,188—0,190 кг/(квт ? ч), а для двухтактных тихо­ходных дизелей с наддувом 0,204—0,210 кг/(квт?ч).


Что такое газодизель, экономия, принцип работы газодизельного двигателя

Что собой представляет газодизельный двигатель и принцип его работы:

Двухтопливным газодизельным двигателем называется силовая установка, на которую дополнительно смонтировано оборудование для работы от газа. Принцип работы такой установки заключается в одновременной подаче в камеру сгорания двух видов топлива. Основным топливом является солярка, а дополнительным газ метан. Причем дизтопливо подается в значительно меньшем объеме, чем обычно.

Солярка, по сути, является своеобразным “запалом” для газовоздушной смеси. Подача солярки связана с тем, что температура воспламенения у метана выше, чем у солярки. По этой причине в момент сжатия в камере сгорания сам метан воспламениться не может. Для его поджига на такте впуска в камеру сгорания подается некоторое количество солярки.

Газодизельный двухтопливный двигатель сохраняет возможность работать только от солярки, но не способен работать на одном газу.

 

Какую экономию при этом можно получить?:

Экономия денег от газодизельного режима зависит от того, в каком процентном соотношении происходит замещение дизтоплива газом.

 

Процент замещения солярки метаном может колебаться в пределах от 50 до 85%. На этот показатель влияет несколько факторов:

  • характеристики штатной топливной системы;
  • конструкция применяемой газодизельной системы;
  • манера вождения.

При запуске двигателя, либо при его работе на малых нагрузках, используется практически только дизтопливо. Связано это с тем, что при данных режимах работы затруднительно определить оптимальные параметры подачи газа.

Далее, с повышением нагрузок, создаются оптимальные условия для перехода в газодизельном режиме. Именно в этот момент замещение может вырастать до 85%. В тоже время, во избежание перегрева форсунок и последующего закоксовывания распылителей, сохраняется подача некоторого объема дизтоплива.

При выходе ДВС на полную мощность велик риск появления детонации и возникновения эффекта калильного зажигания. Система управления газодизелем начинает снижать порцию газа.

Для экономичной, в финансовом плане, эксплуатации важным является показатель, определяющий, сколько кубометров метана будет нужно на 1 литр солярки. На всех режимах дизель работает с избытком воздуха. В связи с этим газ, подаваемый в камеру сгорания, разрежен воздухом. Это, в свою очередь, снижает ступень его возгорания. Таким образом, сгорание газо-воздушной смеси протекает в непосредственной близости с каплями солярки. Остатки несгоревшего газа выводятся вместе с выхлопом.

В теории для замещения 1 литра дизтоплива требуется не более 0,9 кубометра метана. На практике, по причине несовершенства процесса горения, коэффициент замены может составлять 1,1 — 1,3 кубометра.


SCANIA DC13 карьерный самосвал SCANIA DC13 седельный тягач Газель Cummins ISF 2.8  
Технология Подача газа перед турбиной, управление подачей дизельного топлива через эмуляцию сигнала педали газа, управление подачей газа через GPS Подача газа перед турбиной, управление подачей дизельного топлива через эмуляцию сигнала педали газа, управление подачей газа через GPS Подача газа перед турбиной, управление подачей дизельного топлива через эмуляцию сигнала педали газа
Замещение 50% 60% 70%
1 литр ДИЗ топлива замещается на 1.1 нм3 1.2 нм3
1.3 нм3

 

Чтобы произвести практические расчеты замещения, за основу берется гарантированный показатель 60%. Эта величина ориентирована на обычные двигатели. Для газового показателя принято учитывать коэффициент 1,2. Отсюда следует, что для замещения 1 литра дизтоплива расходуется 1,2 кубометра метана. При условии соблюдения корректного стиля вождения допустима большая степень замещения. Но гарантий в этом нет.

Чтобы рассчитать экономию, берется сумма затрат на дизельное топливо из расчета расхода на 100 км пробега. Эта сумма должна соответствовать расходам при работе двигателя до перевода на газ. Затем фиксируются затраты на сниженный объем расхода солярки, и прибавляется сумма на приобретение газового топлива.

 

Как осуществляется трансформация в газодизель:

Для переоборудования в газодизель изменение конструкцию штатного двигателя не требуется.

В систему поступления воздуха, расположенную перед турбиной, производится установка газовых инжекторов. Они, получая импульсы от электронного блока управления, впрыскивают газ.

Подобная схема газоподачи имеет ряд преимуществ:

 

  • высокая степень взрыво — пожаробезопасности. В этом режиме газ разбавляется воздухом, и его предельная концентрация не способна загореться.
  •  благодаря прохождению через турбину образуется однородная газовоздушная смесь.
  •  в случае отказа одного или нескольких газоинжекторов происходит обычное снижение тяги двигателя без отрицательных последствий

Подача дизтоплива ограничивается сигналом педали газа или методом эмуляции.

Контроль теплорежимов работы газодизеля осуществляется на основании показаний термопары, которая устанавливается на входе горячей части турбины.

 

Поменяются ли силовые показатели двигателя после перевода в газодизель?:

Установка на ДВС газодизельной системы никак не влияет на его работу. Все характеристики дизеля, включая степень сжатия, наддув, компрессию остаются без изменений.

Эти сведения основаны на откликах водителей, что их газодизельная машина прекрасно справляется с перевозкой груза даже на крутых подъемах. При этом была включена передача, на которой обычно они передвигаются на простом дизельном моторе.

Стендовые испытания двигателей также показали неизменность параметров при их работе с газодизельной установкой.

 

Экологический эффект газодизеля:

Газодизельный ДВС наносит меньший ущерб природе, чем обычный. В тоже время этот показатель меняется в зависимости от режима эксплуатации мотора и степени замещения солярки.

Европейская ассоциация газомоторных ТС заявляет, что даже при 50% замещении солярки достигается значительное снижение вредных веществ при выхлопе.

Подробнее про установку ГБО на грузовые автомобили:


Подробнее о Газодизеле

Индивидуальные условия на установку газодизеля: 8 (495) 532-01-11


Проект “Дизельный двигатель” — презентация онлайн

1. Физика

Проект “Дизельный двигатель”
СОЗДАТЕЛЬ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ОТ ДРУГИХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО
СГОРАНИЯ
НЕДОСТАТКИ ДАННОГО ДВИГАТЕЛЯ

3. Создатель дизельного двигателя

СОЗДАТЕЛЬ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
• Рудо́льф Кристиа́н Карл
Ди́ зель — немецкий
инженер и изобретатель,
создатель дизельного
двигателя.
• Родился: 18 марта 1858
г., Париж, Франция
• Умер: 29 сентября 1913
г., Ла-Манш
далее

4. Создатель дизельного двигателя

СОЗДАТЕЛЬ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
• Рудольф Дизель обучался в Германии, закончил училище, а затем
Аугсбургскую политехническую школу.
• С 1893 года Дизель ведет разработки нового двигателя на
Аугсбургском машиностроительном заводе при финансовом
участии компаний Фридриха Круппа и братьев Зульцер.
• 1 января 1898 года Дизель открыл собственный завод по
производству дизельных двигателей. Работа шла успешно.
Первый корабль с дизельным двигателем был построен в 1903
году, через пять лет построен первый дизельный двигатель
малых размеров, первый грузовой автомобиль и первый
локомотив на дизельном двигателе.
вернуться

5. Принцип работы и устройство дизельного двигателя

ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЬНОГО
ДВИГАТЕЛЯ
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.
далее

6. Принцип работы и устройство дизельного двигателя

ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЬНОГО
ДВИГАТЕЛЯ
• Важно знать, как работает дизельный
двигатель 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.
вернуться
• 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.

7. Отличительные особенности дизельного двигателя

далее
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ,
ТАКИЕ КАК ЭКОНОМИЧНОСТЬ, ВЫСОКИЙ
КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ И БОЛЕЕ ДЕШЕВОЕ
ТОПЛИВО, ДЕЛАЮТ ЕГО
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫМ ВАРИАНТОМ.
ДИЗЕЛИ ПОСЛЕДНИХ ПОКОЛЕНИЙ
ВПЛОТНУЮ ПРИБЛИЗИЛИСЬ К
БЕНЗИНОВЫМ МОТОРАМ ПО ШУМНОСТИ,
СОХРАНЯЯ ПРИ ЭТОМ ПРЕИМУЩЕСТВА В
ЭКОНОМИЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ.

8. Отличительные особенности дизельного двигателя

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
У бензинового мотора смесь
образуется во впускной системе, а в
цилиндре воспламеняется искрой
свечи зажигания. В дизельном
двигателе подача топлива и воздуха
происходит раздельно. Вначале в
цилиндры поступает чистый воздух. В
конце сжатия, когда он нагревается до
температуры 700-800оС, в камеру
сгорания форсунками, под большим
давлением впрыскивается топливо,
которое почти мгновенно
самовоспламеняется.
вернуться

9. Недостатки

НЕДОСТАТКИ
Явными недостатками дизельных двигателей являются необходимость
использования стартера большой мощности, помутнение и застывание
летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность
в ремонте и регулировке топливной аппаратуры (ТНВД), так как
насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с
высокой точностью. Также дизель-моторы крайне чувствительны к
загрязнению топлива механическими частицами и водой. Такие
загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя.

10. Благодарим за внимание


HTTPS://RU.WIKIMEDIA.ORG
HTTP://WWW.TECHGIDRAVLIKA.RU
HTTP://JOYREACTOR.CC/

Принцип действия дизельного двигателя

Дизель — это двигатель внутреннего сгорания с КПД более 50%. Большое значение этому агрегату дают низкий расход топлива и низкая токсичность. Дизельный двигатель адаптирован к наддуву воздуха — за счет этого повышается мощность, кпд и уменьшается содержание вредных веществ в отработанном газе (ОГ). Дизели работают по двухтактному и четырехтактному принципу. Но большинство автомобилей сегодня используют четырехтактный принцип.

Принцип действия

Дизельный двигатель может быть одноцилиндровым или многоцилиндровым. При сгорании дизельного топлива в камере сгорания повышается давление, которое заставляет поршень совершить возвратно-поступательное действие в цилиндре. Этот принцип действия называется «поршневой двигатель». Шатун преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное движение коленвала. Маховик на коленвале сглаживает неравномерное вращение из-за последовательного сгорания топлива в отдельных цилиндрах.

Четырехтактный процесс


Рисунок 1- Четырехтактный процесс

а — такт впуска; б — такт сжатия; в — рабочий ход; г — такт выпуска; 1— впускной клапан; 2 — форсунка; 3 — выпускной клапан; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 —топливный насос высокого давления

Первый такт — впуск

Поршень, находящийся в верхней точке, начинает движение вниз и увеличивается объем цилиндра. Через открытый впускной клапан в цилиндр засасывается воздух. В нижней мертвой точке поршня, объем цилиндра становится максимально допустимым.

Второй такт — сжатие

Впускной клапан закрыт и поршень, начиная своё движение, сжимает воздух, который от степени сжатия начинает нагреваться до высокой температуры (максимально доходящей до 900 С). В конце процесса сжатия в разогретый воздух форсункой впрыскивается топливо. В верхней мертвой точке поршня объем цилиндра достигает минимальное значение.

Третий такт — рабочий ход

После задержки воспламенения (это связано с углом поворота коленвала) происходит рабочий ход. Топливо в сильно сжатом воздухе воспламеняется и сгорает в камере сгорания. Из-за этого заряд топливовоздушной смеси, созданной ТНВД, разогревается и давление поднимается выше. Количество впрыснутого топлива определяется количество освобожденной при сгорании энергии. Под действием давления поршень опускается вниз и тепловая энергия преобразуется в кинетическую. Кривошипно-шатунная система переводит кинетическую энергию поршня в энергию вращения коленвала.

Четвертый такт — выпуск

Незадолго до того, как поршень достигнет нижней мертвой точки, открывается выпускной клапан. Горячий газ находящийся под давлением выходит из цилиндра. Движение поршня вверх позволяет вытеснить остаток газа. Коленвал проходит два оборота и цикл повторяется сначала.

Кулачки впуска и выпуска распредвала отвечают за работу (открытия и закрытия) клапанов. Распредвал приводится от коленвала зубчатым ремнем или шестернями. Рабочий цикл, при четырех вышеописанных тактах, совершается за два оборота коленвала, поэтому распредвал вращается с частотой меньшей вдвое, чем коленчатый.

В момент перехода от такта выпуска к такту впуска — клапаны открыты одновременно. Этот момент называется — перекрытие клапанов. В это время отработавшие газы вытесняются новым воздухом в выпускной коллектор, таким образом охлаждая цилиндр.

Степень сжатия в двигателе оказывает влияние на:

  • процесс холодного пуска;

  • крутящий момент;

  • расход топлива;

  • шумность работы;

  • эмиссию отработанных газов.

Принцип работы двигателя определил наличие следующих систем: 

кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня под воздействием давления газов во вращательное движение коленчатого вала; 

механизм газораспределения, предназначенный для своевременного наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом и выпуска отработавших газов в атмосферу; 

система смазки, предназначенная для очистки и подачи к трущимся сопряженным поверхностям двигателя необходимого для смазки и охлаждения этих поверхностей количества масла; 

система охлаждения, служащая для охлаждения всех нагреваемых деталей двигателя путем отвода от них тепла; 

система питания, предназначенная для подачи в цилиндры дозированного количества топлива или горючей смеси в распыленном состоянии; 

система пуска, предназначенная для быстрого и уверенного запуска двигателя при любых температурных условиях.

История дизельного двигателя / Интересное / Статьи / Еще / Обо всем

В 1890 году Рудольф Дизель развил теорию «экономичного термического двигателя», который благодаря сильному сжатию в цилиндрах значительно улучшает свою эффективность. Интересно, что в написанной им книге в качестве идеального топлива предлагалась каменноугольная пыль.

Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — прежде всего из-за высоких абразивных свойств как самой пыли, так и золы, получающейся при сгорании; а также большие проблемы с подачей пыли в цилиндры.

Зато была открыта дорога к использованию в качестве топлива тяжелых нефтяных фракций. 

23 февраля 1983 года в Имперском Патентном Бюро Дизелю был выдан патент №. 67207 «О разработке метода и конструкции двигателя внутреннего сгорания  … нового, эффективного теплового двигателя». Вооружившись контрактами промышленников, Дизель начал работу над производством функционального образца своего двигателя.

Первый официально засвидетельствованный запуск двигателя с «компрессионным зажиганием» был осуществлён  французским изобретателем Рудольфом Дизелем в 1897 году.

Разработку по достоинству оценили в тяжёлой промышленности и производстве грузового автотранспорта, где отмечали её непревзойдённую экономичность, а также высокий крутящий момент, что на тот момент и требовалось в сфере грузоперевозок.

Схема работы двухтактного дизельного двигателя

Мало кто знает, что принцип дизельного двигателя Рудольф Дизель позаимствовал от обычной зажигалки, используемой в то время. Принцип состоял в том, что в специальную емкость вставлялся фитиль и интенсивными движениями специального поршня поджигался.

Происходило это от того, что сжимаемый воздух нагревался до определенной температуры. Дизель просто добавил к этому форсунки и топливную аппаратуру.

Похожее по теме… Вечный двигательИдея создания механизма с замкнутым энергетическим циклом, способного производить полезную работу вечно, будучи лишь однажды приведенным в движение, будоражила у

После получения патента потребовалось еще много лет, чтобы создать функционирующую модель дизельного двигателя. За это время Линде потерял терпение и их пути разошлись.

Дизель смог убедить, в эффективности нового двигателя, Генриха фон Бенса, главу будущей компании MAN в Аугсбурге стать его новым спонсором.

Двухтактный дизельный двигатель впервые увидел свет практически одновременно с четырехтактным, созданным в том же году.

В 1895 году появился первый опытный образец, а уже в 1898 году первый дизельный двигатель заработал на спичечной фабрике в Германии и с этого момента на него возник большой спрос.

Эффективность и экономичность двигателя Дизеля заключалась в том, что он мог работать практически на любом топливе. Эксперименты и испытания привели к тому, что в качестве топлива, в то время, стали использовать керосин, кстати, очень распространенный в те годы.

Современные дизельные двигатели работают на топливе содержащем гораздо меньше серы и называемом дизельным.

Принцип действия дизельного двигателя

Вначале подается воздух, который в процессе сжатия нагревается до высоких температур (около 800 градусов по Цельсию) , затем в камеру сгорания под высоким давлением (10-30 МПа) подается топливо, после чего происходит его самовоспламенение.

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.

Сам процесс воспламенения топлива всегда сопровождается высокими уровнем вибраций и шума, поэтому двигатели дизельного типа являются более шумными в сравнении с бензиновыми собратьями.

Подобный принцип работы дизеля позволяет использовать более доступные и дешевые (до недавнего времени ) виды топлива, снижая уровень затрат на его обслуживание и заправку.

Дизели могут иметь как 2, так и 4 рабочих такта (впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск). Большинство автомобилей оснащено 4-х тактовыми дизельными двигателями.

Схема работы четырёхтактного дизельного двигателя

Бензиновый, или дизельный — что лучше?

Сравнение двух типов двигателей.

Бензиновый и дизельный двигатели – два наиболее часто используемых двигателя внутреннего сгорания. Несмотря на то, что их принципы работы схожи, эти двигатели имеют ряд интересных отличий и у каждого есть свои преимущества. 

 

Похожие публикации


Малайское царство Шривиджая

Шривиджая — малайское царство с центром на острове Суматра. Первые достоверные сведения о Шривиджае приходятся на 70-е годы VII столетия, хотя возникновение этого государства можно отнести предположительно…    Открыть
Сарматы

Сарматы — кочевой народ существовавший примерно с V в. до н.э. по IV в. н. э. Сарматы говорили на скифском языке восточной-иранской группы индо-европейской языковой семьи.    Открыть

Турбокомпаундный двигатель – принцип работы и устройство

Автор: Владимир Егоров
Источник: icarbio.ru
19476 2
Турбокомпаундный двигатель (ТКД)
Двигатель внутреннего сгорания, в котором работа газов происходит не только в цилиндро-поршневой группе, но и в силовой турбине, связанной с коленчатым валом.

Большое распространение получили турбокомпаундные двигатели большой размерности. Сначала корабельные, а затем и авиационные моторы (например, на самолетах «Boeing B-29» и «Douglas DC-7»).

Однако турбокомпаундный силовой агрегат дает экономию топлива, а также имеет лучшие показатели надежности и долговечности в сравнении с классическим поршневым двигателем. Если коэффициент полезного действия (КПД) бензинового двигателя составляет около 30 – 35 %, а дизеля с турбонаддувом – 40 %, то КПД турбокомпаундного мотора может достигать 46 %. Экономичность, надежность и долговечность играют важную роль для коммерческого автотранспорта, поэтому с начала 90-х годов XX века начались попытки внедрения силовой турбины в дизельный двигатель на грузовиках.

Устройство и принцип работы

Турбокомпаунд преобразует энергию, которая в противном случае и ушла бы в атмосферу, в работу за счет силовой турбины, приводимой в действие выхлопными газами. Это типичный пример утилизации остаточной энергии отработавших газов.

Устройство турбокомпаундного двигателя «Scania»

Турбокомпаундный двигатель – это частный случай компаундного двигателя. В последнем дополнительная работа извлекается при расширении отработавших газов в цилиндре низкого давления.

Как правило, современный дизель уже включает две турбины. Это газовая и компрессорная (по сути, центробежный компрессор) турбины турбонаддува посаженные на один вал. При компаундировании двигателя добавляется третья – силовая турбина (компаунда). Она также вращается отработавшими газами со скоростью до 55000 об/мин. Чтобы передать такое быстрое вращательное движение на коленчатый вал, создавав тем самым полезную прибавку крутящего момента, необходимо уменьшить скорость вращения до примерно 2000 об/мин за счет шестерней и гидромуфты. Гидравлическая муфта не увеличивает передаваемый момент, но ее пробуксовка позволяет плавно согласовать различные частоты вращения (при их резком изменении) маховика и силовой турбины.

Схема работы турбокомпаундного двигателя

Рассмотрим, как работает турбокомпаундный двигатель:

  1. Выхлопные газы с температурой 600 – 700 °C поступают в газовую турбину наддува, раскручивая её до 55000 – 100000 об/мин.
  2. Газовая турбина через вал передает вращение на центробежный компрессор туробонаддува, который нагнетает воздух во впускной трубопровод для приготовления горючей смеси.
  3. Выхлопные газы покидают турбонаддув, потеряв там около 100 °C.
  4. Отработавшие газы, сохраняя высокую температуру, поступают в силовую турбину турбокомпаунда, раскручивая её примерно до 55000 об/мин.
  5. Вращение силовой турбины передается через понижающую передачу и гидравлическую муфту на коленчатый вал и маховик двигателя.
  6. Температура газов на выходе из турбокомпаунда также снижается примерно на 100 °C. Выхлопные газы отводятся через выпускную систему.

Турбокомпаундный дизель

Но автомобилях турбокомпаунд появился в 1991 году, когда фирма «Scania» представила автомобильный шестицилиндровый дизель «DTC11», оснащенный силовой турбиной. Данный двигатель имел рабочий объем 11 литров и развивал мощность 400 л. с. Также он был на пару сотен килограммов легче 14-литровой «восьмерки» аналогичной мощности без турбокомпаунда.

Инженеры «Scania» предвещали этому мотору прекрасное будущее, но как оказалось двигатель «DTC11» работал слишком «жестко». Кроме того, он показал недостаточную топливную экономичность. В результате спрос на данный двигатель был недостаточным (выпущено всего 1500 шт.), поэтому его производство было свернуто.

Эта неудача привела к тому, что появления нового шведского шестицилиндрового турбокомпаундного двигателя «Scania DT 12 02» затянулось. Чтобы снова не потерпеть провал, «Scania» в 1998 году запустила в опытную эксплуатацию 25 грузовиков с турбокомпаундом. Отзывы водителей – самые хорошие. Новый мотор работает очень тихо, а также экономичность на высоком уровне.

Максимальная мощность «Scania DT 12 02» достигает 470 л. с. при рабочем объеме 12 л, что на 50 сил больше, чем у аналога без турбокомпаунда. Но силовая турбина – только одна особенность нового мотора. Второе новшество – это необычные насос-форсунки HPI (High Pressure Injection), созданные в сотрудничестве с фирмой «Cummins». В насос-форсунах HPI управление впрыском осуществляется гидравлически, с помощью самого топлива. Чем больше дизельного топлива под давлением 18 атмосфер поступит в насос-форсунку по управляющему каналу, тем раньше начнется впрыск (его давление – 1500 атмосфер, а в будущем – до 2400). Также «Scania» разработала новый электронный блок управления двигателем.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

  • рост эффективного КПД двигателя, а, следовательно, низкий удельный расход топлива;
  • вращение коленчатого вала дополняется постоянной передачей усилия от силовой турбины, что сглаживает пульсацию нагрузки, вызванную периодическими тактами сгорания в цилиндрах;
  • разгрузка поршневой части двигателя приводит к улучшению показателей надежности и долговечности.

Минусы:

  • усложнение конструкции;
  • усложнение обслуживания;
  • как следствие, увеличение стоимости.
Опубликовано 02.04.2014

Читайте также

Комментарии

Как работает дизельный двигатель?

Дизельные двигатели

преуспевают там, где бензиновые двигатели просто не могут конкурировать. Грузовые автомобили, автобусы, генераторы, строительство, сельское хозяйство и локомотивы — это несколько областей, в которых преобладает дизель. Давайте рассмотрим, чем они отличаются от бензиновых двигателей.

 

Есть конкретные вопросы о дизельных двигателях? Позвоните нашим сертифицированным специалистам ASE!

Позвоните нам!

 

Различия в воспламенении дизельных и бензиновых двигателей

 

Разница в зажигании

Оба двигателя похожи тем, что они имеют внутреннее сгорание для привода.Однако бензиновые и дизельные двигатели сгорают двумя разными способами. Бензин сгорает за счет сжатия в паре со свечой зажигания, а дизельное топливо сгорает без искры из-за более высокой компрессии и температуры в цилиндре. Оба двигателя требуют три вещи, чтобы быть эффективными:

Одно явное отличие обеих камер сгорания заключается в том, что в дизельных двигателях установлены свечи накаливания, а в бензиновых двигателях — свечи зажигания. Так чем же они отличаются?

 

Свечи накаливания дизельного двигателя

В отличие от бензиновых двигателей воспламенение дизеля происходит от сжатия без искры.Такт сжатия в дизельном двигателе достаточно горячий, чтобы воспламенить топливно-воздушную смесь, иногда достигающую 2000 градусов. Однако при низких температурах для запуска требуется свеча накаливания. Свеча накаливания нагревает камеру сгорания, а затем отключается после запуска двигателя. На нашем сайте представлен большой выбор свечей накаливания.

 

  • Подогрев камеры сгорания
  • Не воспламеняет топливо
  • Используется при низких температурах

 

Свечи зажигания для бензиновых двигателей

Свечи зажигания необходимы для зажигания в бензиновых двигателях.Они отличаются от свечей накаливания тем, что используются при каждом рабочем ходе.

  • Требуется для воспламенения бензина
  • Используется при каждом рабочем ходе

 

Как дизельный двигатель превращает топливо в энергию?

 

Превращение топлива в энергию

Не секрет, что дизельные двигатели очень мощные. Причина такой мощности связана с тем, как происходит сжатие в камере сгорания. Дизельный двигатель работает, циклически переключаясь между четырьмя различными тактами:

  1. Такт впуска — Поршень начинается в верхней части цилиндра, по мере его движения вниз открываются впускные клапаны и в камеру сгорания подается воздушно-топливная смесь.Смесь попадает в зону низкого давления, вызванного движением поршня.
  2. Такт сжатия — Этот такт начинается с поршня в нижней части цилиндра. После заполнения цилиндра топливно-воздушной смесью и закрытия впускных клапанов поршень начинает подниматься для сжатия. В верхней части цикла смеси некуда деваться, и она воспламеняется.
  3. Рабочий ход — Этот ход начинается после зажигания. Клапаны остаются закрытыми, а воспламененная смесь расширяется и толкает поршень обратно вниз.
  4. Такт выхлопа — По окончании рабочего такта открывается выпускной клапан, и использованная смесь выбрасывается, когда поршень возвращается в верхнее положение.

Каковы преимущества и недостатки дизельного двигателя?

Дизельные двигатели

очень универсальны и эффективны. Из-за мощности, создаваемой сжатием, они имеют большую экономию топлива, крутящий момент и долговечность. Бензиновым двигателям требуется искра для воспламенения топлива, но давление и температура в дизелях настолько высоки, что топливо воспламеняется само по себе.

Преимущества дизельных двигателей:

1. Эффективность — Из-за мощности, вырабатываемой воспламенением от сжатия, дизельный двигатель потребляет меньше топлива и вырабатывает больше мощности.

2. Долговечность — Чтобы выдерживать более высокие температуры сжатия, дизельный двигатель разработан более прочным, чем бензиновый двигатель. В результате они могут проехать больше километров по сравнению с бензиновыми автомобилями, прежде чем потребуется замена деталей.

3. Крутящий момент — Чем больше энергии выделяется при сжатии, тем больше крутящий момент.Именно благодаря этой дополнительной мощности дизельные двигатели идеально подходят для перевозки тяжелых грузов.

4. Вторичная продажа — Высокая надежность и способность набирать мили являются атрибутами дизельных автомобилей, имеющих более высокую стоимость при перепродаже.

 

Недостатки дизельных двигателей:

1. Цена — Вы обнаружите, что автомобили с дизельным двигателем могут быть немного дороже, чем автомобили с бензиновым двигателем.

2. Топливо — Дизельное топливо дороже бензина, но в зависимости от того, как часто вы ездите, вам не нужно будет заправляться так часто.Это все еще кое-что, чтобы иметь в виду, рассматривая покупку.

3. Запчасти — Если общее техническое обслуживание не выполняется, запчасти и ремонт могут быть дороже, чем автомобили с бензиновым двигателем.

Вы обнаружите, что автомобили с дизельным двигателем имеют высокую стоимость и высокую стоимость топлива, но, как правило, они предназначены для выполнения большей работы, чем автомобили с бензиновым двигателем. Благодаря большей мощности, крутящему моменту и долговечности дизель отлично подходит для различных работ. Однако, если вы просто ищете что-то для езды по городу, вам подойдет бензиновый автомобиль.Прочтите наш предыдущий блог, чтобы узнать несколько полезных советов, которые помогут продлить срок службы вашего дизельного двигателя.

 

Резюме

Дизельные двигатели

обеспечивают большую мощность и эффективность по сравнению с бензиновыми двигателями благодаря воспламенению от сжатия. Результатом также является большая экономия топлива, что означает меньшее количество поездок на заправку. Дизельный двигатель функционирует посредством тактов впуска, сжатия, рабочего и выпускного тактов. Это похоже на автомобильный двигатель, однако бензин воспламеняется от свечи зажигания в газовых транспортных средствах.В дизельном двигателе топливные форсунки выпускают топливо в виде мелкодисперсного тумана, который воспламеняется при сжатии.

 

Позвольте нам помочь вам подобрать нужные детали для вашего двигателя! У нас есть сертифицированные технические специалисты ASE, которые помогут убедиться, что вы получаете лучшие детали для работы. Позвоните им по телефону 844-304-7688 или запросите расценки онлайн.

Как работает автомобильный двигатель

В словаре двигатель определяется как машина с движущимися частями, которая преобразует мощность в движение.Таким образом, когда мы рассматриваем работу автомобильного двигателя, мы можем игнорировать многие дополнительные детали (водяной насос, генератор переменного тока, стартер и т. д.), которые многие люди также считают частью двигателя.

Они существуют в том смысле, что помогают продлить срок службы двигателя автомобиля, но не участвуют напрямую в производстве энергии.

Как автомобильный двигатель вырабатывает энергию?

Серия хорошо контролируемых взрывов толкает вниз поршни (они выглядят как перевернутые кружки), прикрепленные к металлическим стержням, называемым шатунами.Эти стержни прикреплены к гораздо большему и чрезвычайно прочному металлическому куску в нижней части двигателя, который расположен под прямым углом к ​​ним. Он называется коленчатый вал.

Движение поршней и шатунов вверх и вниз преобразуется во вращательное движение за счет вращения коленчатого вала. С коленчатым валом связано все что угодно, включая коробку передач и трансмиссию.

Что вызывает взрывы?

В бензиновом двигателе они вызваны свечами зажигания (по одной на поршень, но иногда и по две).Когда через них проходит электрический заряд, они генерируют искру, которая воспламеняет смесь бензина и воздуха.

Все это происходит в камере сгорания, небольшом пространстве между верхней частью поршня и цилиндром. Цилиндр — это то, в чем поршень движется вверх и вниз. Двигатели часто называют по количеству цилиндров, которые у них есть. Четырехцилиндровый двигатель с расположением цилиндров в линию является наиболее распространенным.

Горячие газы, образующиеся при воспламенении топливно-воздушной смеси от свечи зажигания, быстро расширяются внутри камеры сгорания, толкая поршень вниз по цилиндру.

В дизельном двигателе нет свечей зажигания. Вместо этого взрыв вызывается тем, что поршень сжимает воздух в камере сгорания до такой степени, что он становится очень горячим. В этот момент в него впрыскивается дизельное топливо, которое самовозгорается, вызывая взрыв, который снова заставляет поршень опускаться.

Четырехтактный бензиновый или дизельный двигатель: как это работает, анимация

Главная > Уход за автомобилем > Четырехтактный двигатель: как это работает, анимация

Обновлено: 16 марта 2020 г.

Современные автомобили имеют четырехтактный двигатель.Ход – это движение поршня вверх или вниз в цилиндре между верхним и нижним положениями. Один оборот коленчатого вала равен двум тактам. В четырехтактном двигателе каждый цилиндр «срабатывает» при каждом втором обороте коленчатого вала. Полный цикл сгорания состоит из двух оборотов коленчатого вала и четырех тактов:
1. Такт впуска
2. Такт сжатия
3. Рабочий такт
4. Такт выпуска.

Для иллюстрации мы создали эти две анимации четырехтактного бензинового и дизельного двигателей с непосредственным впрыском топлива.Мы выбрали двигатель с непосредственным впрыском, потому что более половины новых автомобилей с бензиновым двигателем имеют непосредственный впрыск. См. анимацию четырехтактного дизельного двигателя ниже.

Непосредственный впрыск бензина отличается от обычного впрыска топлива расположением форсунки: в обычном впрыске топлива форсунка устанавливается во впускном канале над впускным клапаном. В бензиновом двигателе с непосредственным впрыском сопло форсунки выступает в камеру сгорания. Топливо распыляется под очень высоким давлением непосредственно в камеру сгорания.

1. Такт впуска

Впускной ход. Коленчатый вал двигателя продолжает вращаться по инерции от предыдущего рабочего такта. Такт впуска всегда считается первым в последовательности. В такте впуска поршень движется вниз, создавая над собой вакуум. Распределительный вал открывает впускной клапан (клапаны), всасывая воздух из впускного коллектора. Впускной клапан начинает открываться в конце такта выпуска предыдущего цикла. Когда поршень движется вниз, воздух заполняет цилиндр. Вскоре после того, как поршень достигает нижнего положения, впускной клапан закрывается.Выпускной клапан закрыт во время такта впуска.

2. Такт сжатия

Такт сжатия. Во время такта сжатия впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень движется вверх, он сжимает воздух, попавший в цилиндр. Инжектор прямого действия впрыскивает бензин под очень высоким давлением в цилиндр во время такта сжатия, когда поршень находится ближе к верху. Непосредственно перед тем, как поршень достигает верхнего положения, искра между электродами свечи зажигания воспламеняет воздушно-топливную смесь.Самое верхнее положение поршня называется верхней мертвой точкой или ВМТ. Сгорание происходит в камере сгорания, которая представляет собой пространство между верхней частью поршня и головкой блока цилиндров.

3. Рабочий ход

Рабочий ход. В рабочем такте давление горячих газов, создаваемое при сгорании, толкает поршень вниз с большой силой. Рабочий ход обеспечивает энергию для поворота колес автомобиля. После рабочего такта коленчатый вал продолжает вращаться за счет инерции тяжелых компонентов, прикрепленных к коленчатому валу.В автомобилях с механической коробкой передач это маховик. В автомобилях с автоматической коробкой передач это гидротрансформатор. Во время рабочего такта впускной и выпускной клапаны все еще закрыты. Когда поршень приближается к нижнему положению рабочего такта, выпускной клапан начинает открываться, позволяя горячим выхлопным газам вырываться наружу. В некоторой литературе рабочий ход называется «такт расширения» или «такт сгорания».

4. Такт выпуска

Такт выпуска. Во время такта выпуска выпускной клапан открыт, а впускной клапан закрыт.Поршень движется вверх, выталкивая оставшиеся выхлопные газы из цилиндра в выпускной коллектор. Такт выпуска является последним тактом цикла. Когда поршень приближается к верхнему положению (ВМТ), впускной клапан начинает открываться для такта впуска следующего цикла сгорания. Выпускной клапан закрывается сразу после достижения поршнем ВМТ.

Как работает четырехтактный дизельный двигатель:

Анимация четырехтактного дизельного двигателя. Дизельный четырехтактный двигатель работает так же, но в дизельном двигателе нет свечи зажигания.Дизельное топливо воспламеняется из-за высокой температуры сжатого воздуха. По этой причине дизельный двигатель имеет более высокую степень сжатия, достигаемую за счет уменьшения размера камеры сгорания. Форсунка дизельного топлива впрыскивает топливо под очень высоким давлением в конце такта сжатия. Когда двигатель холодный, электрическая свеча накаливания нагревается, помогая воспламенить дизельное топливо. В дизельном двигателе поршень и другие компоненты сделаны более мощными, чтобы выдерживать более высокую степень сжатия.

Дизельный цикл — Дизельный двигатель | Определение

Дизельный цикл – pV, Ts диаграмма

pV диаграмма идеального дизельного цикла

Дизельные циклы часто наносятся на диаграмму давление-объем (pV диаграмма) и температурно-энтропийную диаграмму (Ts диаграмма).

На диаграмме давление-объем изобарический процесс следует изобарной линии газа (горизонтальные линии), изохорный процесс следует изохорной линии газа (вертикальная линия), адиабатические процессы проходят между этими линий, а площадь, ограниченная полной траекторией цикла, представляет общей работы , которую можно выполнить за один цикл.

Диаграмма температура-энтропия (диаграмма Ts), на которой термодинамическое состояние определяется точкой на графике с удельной энтропией (s) в качестве горизонтальной оси и абсолютной температурой (T) в качестве вертикальной оси.Диаграммы Ts являются полезным и распространенным инструментом, особенно потому, что они помогают визуализировать теплопередачу во время процесса. Для обратимых (идеальных) процессов площадь под кривой T-s процесса равна теплоты, переданной системе во время этого процесса.

Четырехтактный дизельный двигатель

Дизельные двигатели могут быть двухтактными или четырехтактными. Четырехтактный дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания (ВС), в котором поршень совершает четыре отдельных хода при вращении коленчатого вала.Под ходом понимается полный ход поршня вместе с цилиндром в любом направлении. Поэтому каждый такт не соответствует одному термодинамическому процессу, указанному в главе «Дизельный цикл — процессы».

Четырехтактный двигатель состоит из:

  • Дизельный двигатель аналогичен бензиновому двигателю. На этом снимке двигатель Отто зажигает свеча зажигания, а не само сжатие. Четырехтактный двигатель — двигатель Отто
    Источник: википедия.org, Собственная работа Zephyris, CC BY-SA 3.0

    Такт впуска – Поршень проходит от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ), и цикл проходит 0 → 1. В В этом такте впускной клапан открыт, в то время как поршень втягивает воздух (без топлива) в цилиндр, создавая вакуумное давление в цилиндре за счет своего движения вниз.

  • Такт сжатия – Поршень движется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ), и цикл проходит точки 1 → 2 . И впускной, и выпускной клапаны в этом такте закрыты, что приводит к адиабатическому сжатию воздуха (т. е. без передачи тепла в окружающую среду или из нее). Во время этого сжатия объем уменьшается, а давление и температура повышаются. В конце этого такта топливо впрыскивается и сгорает в сжатом горячем воздухе. В конце этого такта коленчатый вал совершил полный оборот на 360 градусов.
  • Рабочий ход – Поршень движется от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), и цикл проходит точки 2 → 3 → 4. В этом такте впускной и выпускной клапаны закрыты. В начале рабочего такта почти изобарическое сгорание происходит между 2 и 3. В этом интервале давление остается постоянным, так как поршень опускается, а объем увеличивается. При 3 впрыск топлива и сгорание завершаются, и в цилиндре находится газ с более высокой температурой, чем при 2. Между 3 и 4 этот горячий газ расширяется, опять же примерно адиабатически. В этом такте поршень движется к коленчатому валу, объем увеличивается, и работа совершается газом над поршнем.
  • Такт выпуска. Поршень движется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ), и цикл проходит 4 → 1 → 0. камера. В конце этого такта коленчатый вал совершил второй полный оборот на 360 градусов.

Обратите внимание, что: В идеальном случае адиабатическое расширение должно продолжаться до тех пор, пока давление не упадет до уровня окружающего воздуха.Это увеличило бы тепловой КПД такого двигателя, но это также вызывает практические трудности. Просто двигатель должен быть намного больше. . Основные различия между реальными и идеальными дизельными двигателями показаны на рисунке. В действительности идеального цикла не бывает, и с каждым процессом связано много потерь.Для реального цикла форма pV-диаграммы аналогична идеальной, но площадь (работа), охватываемая pV-диаграммой, всегда меньше идеального значения. Идеальный дизельный цикл основан на следующих допущениях:

  • Замкнутый цикл : Самая большая разница между двумя диаграммами заключается в упрощении тактов впуска и выпуска в идеальном цикле. В такте выпуска тепло Q из выбрасывается в окружающую среду (в реальном двигателе газ покидает двигатель и заменяется новой смесью воздуха и топлива).
  • Добавление изобарического тепла . В реальных двигателях подвод тепла никогда не бывает изобарным.
  • Нет теплопередачи
    • Сжатие – газ адиабатически сжимается из состояния 1 в состояние 2. В реальных двигателях всегда есть некоторые неэффективности, которые снижают тепловую эффективность.
    • Расширение. Газ адиабатически расширяется из состояния 3 в состояние 4.
  • Полное сгорание смеси.
  • Без насосных работ .Насосная работа – это разница между работой, совершаемой во время такта выпуска и такта впуска. В реальных циклах существует разница давлений между давлением на выходе и на входе.
  • Без потерь при продувке . Потеря продувки вызвана ранним открытием выпускных клапанов. Это приводит к потере производительности во время такта расширения.
  • Без картерных газов . Утечка сжатых газов вызывает потери картерных газов через поршневые кольца и другие щели.
  • Без потерь на трение .

Эти упрощающие допущения и потери приводят к тому, что площадь (работа) pV-диаграммы реального двигателя значительно меньше, чем площадь (работа) pV-диаграммы идеального цикла. Другими словами, идеальный цикл двигателя будет переоценивать сеть, и, если двигатели работают с одинаковой скоростью, фактический двигатель производит большую мощность примерно на 20% (аналогично двигателю Отто).

Степень сжатия – двигатель Отто

Степень сжатия , CR определяется как отношение объема в нижней мертвой точке к объему в верхней мертвой точке. Это ключевая характеристика многих двигателей внутреннего сгорания. В следующем разделе будет показано, что степень сжатия определяет тепловую эффективность используемого термодинамического цикла двигателя внутреннего сгорания. Желательно иметь высокую степень сжатия, потому что это позволяет двигателю достигать более высокой тепловой эффективности.

Например, пусть цикл Отто со степенью сжатия CR = 10 : 1. Объем камеры составляет 500 см³ = 500×10 -6 м 3 (0,5 л) перед тактом сжатия. Для этого двигателя A LL требует тома известна:

  • V 1 = V 4 = V MAX = 500 × 10 -6 M 3 (0.5L)
  • V 2 = V 3 = V мин = V Max = V Max / Cr = 55.56 × 10 -6 M 3

Обратите внимание, что (V MAX — V мин ) x Количество цилиндров = общий объем двигателя.

Примеры степеней сжатия – бензин по сравнению с дизельным двигателем

  • Степень сжатия в бензиновом двигателе обычно не превышает 10:1 из-за потенциальной детонации двигателя (самовоспламенения) и не ниже 6: 1 .
  • Subaru Impreza WRX с турбонаддувом имеет степень сжатия 8,0:1 . Как правило, двигатели с турбонаддувом или наддувом уже имеют сжатый воздух на впуске воздуха. Поэтому они обычно строятся с более низкой степенью сжатия.
  • Стандартный двигатель Honda S2000 (F22C1) имеет степень сжатия 11,1:1 .
  • Некоторые атмосферные двигатели спортивных автомобилей могут иметь степень сжатия до 12,5 : 1 (например, Ferrari 458 Italia).
  • В 2012 году Mazda выпустила новые бензиновые двигатели под торговой маркой SkyActiv со степенью сжатия 14:1 . Остаточный газ снижается за счет использования выхлопных систем двигателя 4-2-1, внедрения поршневой полости и оптимизации впрыска топлива для снижения риска детонации двигателя.
  • Дизельные двигатели имеют степень сжатия, которая обычно превышает 14:1, а также распространены степени выше 22:1.

Тепловая эффективность для дизельного цикла

В целом, термическая эффективность

η Th Th , любой тепловой двигатель определяется как отношение работы, которое он делает, W , к подводу тепла при высокой температуре, Q H .

Тепловая эффективность , η , представляет собой фракцию тепло , Q H , преобразован на работу .Поскольку энергия сохраняется в соответствии с первым законом термодинамики и энергия не может быть полностью преобразована в работу, подводимая теплота, Q H , должна равняться выполненной работе, Вт плюс теплота, которая должна быть рассеяна в виде отработанной теплоты. Q C в окружающую среду. Поэтому мы можем переписать формулу для теплового КПД в виде:

Поглощение тепла происходит при сгорании топливно-воздушной смеси, когда возникает искра, примерно при постоянном объеме.Поскольку во время изохорного процесса система не совершает никакой работы, первый закон термодинамики диктует ∆U = ∆Q. , следовательно, добавляют тепло и отклоненные, добавляются:

Q Add = MC P (T P — T 2 — T 2 )

Q OUT = MC V (T 4 – T 1 )

Подставив эти выражения для подводимого и отводимого тепла в выражение для теплового КПД, получаем:

Это уравнение можно преобразовать в вид со степенью сжатия и степенью отсечки:

где

  • η Дизель — максимальный тепловой КПД дизельного цикла
  • α — коэффициент отсечки e. Соотношение объемов в конце и начале фазы сгорания)
  • CR составляет соотношение компрессии
  • κ = C P / C V = 1,4

Это очень полезный вывод, поскольку желательно достичь высокой степени сжатия, чтобы извлечь больше механической энергии из данной массы топлива. Как было сказано в предыдущем разделе, тепловой КПД цикла Отто в стандартном воздушном цикле также зависит от степени сжатия и κ.

Когда мы сравним их с формулами, можно увидеть, что цикл Отто будет более эффективным для заданной степени сжатия (CR), чем цикл Дизеля. Но дизельные двигатели обычно более эффективны, поскольку они могут работать при более высоких степенях сжатия.

В обычных двигателях Отто степень сжатия имеет свои пределы. Степень сжатия в бензиновом двигателе обычно не превышает 10:1. Более высокие степени сжатия сделают бензиновые двигатели подверженными детонации, вызванной самовоспламенением несгоревшей смеси, если используется топливо с более низким октановым числом.Риск самовоспламенения топлива минимален, поскольку дизельные двигатели являются двигателями с воспламенением от сжатия и в начале такта сжатия в цилиндре нет топлива.

КПД двигателей на транспорте

  • В середине двадцатого века типичный паровоз имел тепловой КПД около 6% . Это означает, что на каждые 100 МДж сожженного угля производилось 6 МДж механической энергии.
  • Типичный бензиновый автомобильный двигатель работает с КПД около от 25% до 30% с тепловым КПД.Около 70—75% отбрасывается в виде сбросного тепла, не превращаясь в полезную работу, т. е. работу, переданную колесам.
  • Типичный автомобильный дизельный двигатель работает при от 30% до 35% . В общем, двигатели, использующие дизельный цикл, обычно более эффективны.
  • В 2014 году были введены новые правила для автомобилей Формулы-1 . Эти правила автоспорта подтолкнули команды к разработке высокоэффективных силовых агрегатов. По словам Мерседес, их силовой агрегат сейчас достигает более чем на 45% и близкого к 50% термического КПД, т.е.е., 45 – 50% потенциальной энергии топлива передается колесам.
  • Дизельный двигатель имеет самый высокий тепловой КПД среди всех существующих двигателей внутреннего сгорания. Тихоходные дизельные двигатели (используемые на судах) могут иметь тепловой КПД, превышающий 50% . Самый большой дизельный двигатель в мире достигает 51,7%.

Среднее эффективное давление – MEP

MEP – полезная мера способности двигателя выполнять работу независимо от объема двигателя.

Параметр, используемый инженерами для описания характеристик поршневых двигателей, известен как среднее эффективное давление или MEP . MEP — полезная мера способности двигателя выполнять работу независимо от объема двигателя. Существует несколько типов МЭП. Эти MEP определяются методом измерения и расчета местоположения (например, BMEP или IMEP).

В целом, среднее эффективное давление представляет собой постоянное теоретическое давление, которое создавало бы такую ​​же сеть, которая развивалась бы за один полный цикл, если бы оно действовало на поршень во время рабочего такта. MEP может быть определен как:

Например, нетто , указывающее среднее эффективное давление , известное как IMEP n , равно среднему эффективному давлению, рассчитанному на основе давления в цилиндре (это измерение должно быть). на протяжении всего цикла двигателя.Обратите внимание, что это 720° для четырехтактного двигателя и 360° для двухтактного двигателя.

Некоторые примеры:

  • МРД атмосферного бензинового двигателя может составлять от 8 до 11 бар в области максимального крутящего момента.
  • MEP бензинового двигателя с турбонаддувом может составлять от 12 до 17 бар.
  • МЭП атмосферного дизеля может составлять от 7 до 9 бар.
  • MEP дизельного двигателя с турбонаддувом может составлять от 14 до 18 бар

Например, четырехтактный бензиновый двигатель мощностью 200 Н·м при рабочем объеме 2 л имеет MEP, равный (4π)(200 Н·м) /(0.002 м³) = 1256000 Па = 12 бар. Как видно, MEP является полезной характеристикой двигателя . Для двух двигателей одинакового рабочего объема один из них с MEP на выше будет производить сеть на большую и, если двигатели работают с одинаковой скоростью, на большую мощность .

Дизельный цикл – задача с решением

pV-диаграмма идеального дизельного цикла

Предположим, дизельный цикл является одним из наиболее распространенных термодинамических циклов , которые можно найти в автомобильных двигателях .Одним из ключевых параметров таких двигателей является изменение объемов между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ). Отношение этих объемов ( V 1 / V 2 ) известно как степень сжатия . Кроме того, коэффициент отсечки составляет V 3 /V 2 , что представляет собой соотношение объемов в конце и начале фазы сгорания.

В этом примере допустим дизельный цикл со степенью сжатия CR = 20 : 1 и степенью отсечки α = 2.Воздух имеет давление 100 кПа = 1 бар, 20 °C (293 K), а объем камеры перед тактом сжатия составляет 500 см³.

  • Удельная теплоемкость при постоянном давлении воздуха при атмосферном давлении и комнатной температуре: c p = 1,01 кДж/кгК.
  • Удельная теплоемкость при постоянном объеме воздуха при атмосферном давлении и комнатной температуре: c v = 0,718 кДж/кгК.
  • κ = с р v = 1.4

    1. Температура T 2
    2. Давление P 2
    3. Температура T 3
    4. Сумма тепла, добавленного сжиганием топливно-воздушной смеси
    5. Тепловая эффективность этого цикла
    6. MEP

Решение:

1)

В начале расчетов мы должны определить количество газа в цилиндре перед тактом сжатия.Используя идеальный газовый закон, мы можем найти массу:

PV = MR специфический T

, где:

  • P — это абсолютное давление газа
  • м масса вещества
  • T — абсолютная температура
  • V — объем
  • R удельная — удельная газовая постоянная, равная универсальной газовой постоянной, деленная на молярная масса (М).Для сухого воздуха R специфический = 287,1 Дж.кг -1 .K -1 .

Поэтому

M = P 1 V 1 / R Consic T 1 = (100000 × 500 × 10 -6 ) / (287,1 × 293) = 5,95 × 10 -4 кг

кг

2)

В этой проблеме все объемы известны:

  • V 1 = V 4 = V MAX = 500 × 10 -6 м 3 (0.5L)
  • V 2 = V мин = V MIX = V MAX / CR = 25 × 10 -6 M 3

Обратите внимание, что (V MAX — V мин ) цилиндров = общий рабочий объем двигателя

Поскольку процесс адиабатический, мы можем использовать следующее соотношение p, V, T для адиабатических процессов: CR κ – 1 = 293 . 20 0,4 = 971 K

3)

Опять же, мы можем использовать закон идеального газа, чтобы найти давление в конце такта сжатия: Т 2 / В 2 = 5.95×10 -4 x 287,1 x 971 / 25 ×10 -6 = 6635000 Па = 66,35 бар

4)

Поскольку процесс 2 → 3 происходит при постоянном давлении, уравнение идеального газа дает

T 3 = (V 3 /V 2 ) x T 2 = 1942 K

использовать первый закон термодинамики для изобарического процесса, который гласит:

Q добавить = mc p (T 3 — T 2 ) = 5.95×10 -4 x 1010 x 971 = 583,5 Дж

5)

Тепловой КПД для этого дизельного цикла:

Как было получено в предыдущем разделе, тепловой КПД дизельного цикла является функцией степень сжатия, коэффициент отсечки и κ:

где

  • η Дизель — максимальный тепловой КПД дизельного цикла
  • α — коэффициент отсечки V 3 /V 2 (т.е. отношение объемов в конце и начале фазы сгорания)
  • CR – степень сжатия
  • κ = c p /c v
  • 9000 = 1

Для этого примера:

η дизель = 0,6467 = 64,7%

6)

MEP был определен как:

Это уравнение объем смещения равен V MAX — В мин . Чистая работа на один цикл может быть рассчитана с помощью добавленной тепла и термической эффективности:

W Net = Q Add Отто = = = 377,3 J

MEP = 377,3 / ( 500 × 10 -6 — 25 × 10 -6 ) = 794,3 кПа = 7,943 бар

Как работают дизельные двигатели для суперяхт

Дизельный двигатель получил значительное развитие с тех пор, как Рудольф Дизель впервые предложил метод сжигания дизельного топлива с воспламенением от сжатия в 1893 году.

Подавляющее большинство яхт сегодня оснащены дизельными двигателями.Базовая технология существует уже более века, но сегодняшние дизели значительно эволюционировали всего за последние два десятилетия. Современные дизельные двигатели работают чище, сжигают меньше топлива и производят больше энергии на фунт, чем когда-либо прежде. Перед лицом этих улучшений и всех новых схем силовых установок дизельные двигатели остаются золотым стандартом в яхтинге.

Нет никаких сомнений в том, что для подавляющего большинства яхт, а в последнее время и для кораблей предпочтение отдается дизельному двигателю.Его ошеломляющая популярность является результатом сочетания технических, экономических и практических преимуществ, не имеющих себе равных ни у одной другой альтернативы.

Судовой дизельный двигатель является одним из самых универсальных источников энергии, доступных для судовых силовых установок и вспомогательного оборудования. Диапазон размеров впечатляет: от одного из самых маленьких одноцилиндровых двигателей Yanmar мощностью 8 л. л.с. (84 000 кВт).Некоторые дизельные двигатели работают со скоростью более 4000 об/мин, в то время как другие работают со скоростью менее 100 об/мин. Какими бы ни были ваши потребности, похоже, для вашего приложения найдется движок или поставщик, готовый его создать.

Рудольф Дизель представил двигатель, носящий его имя, в 1893 году.

История Дизеля

Вся мощность сгорания, будь то внутреннее сгорание, как в дизельном или бензиновом двигателе, или внешнее сгорание, как в паровом двигателе или, частично, в некоторых газовых турбинах, зависит от сжигания топлива для создания тепла.Расширение, возникающее в результате нагрева, затем используется для создания давления, а давление используется для перемещения чего-либо, как правило, поршня или лопасти турбины. Это движение с помощью различных механизмов преобразуется во вращение, которое в конечном итоге попадает на выходной вал.

В течение многих лет, даже после того, как Рудольф Дизель представил двигатель, носящий его имя, в 1893 году, паровой двигатель оставался первым выбором для морского движения. Это была зрелая технология, которая работала, и ее можно было подпитывать чем угодно, что могло гореть в котле.Уголь был обычным выбором, но речные пароходы часто собирали коряги и упавшие деревья в качестве дополнительного топлива на своих маршрутах.

Когда была обнаружена нефтяная нефть и началась ее переработка, одним из почти непригодных побочных продуктов был бункер С, похожий на деготь шлам, который фактически определяет «дно бочки». Он был настолько густым, что его приходилось нагревать, прежде чем перекачивать и сжигать, но, поскольку он был дешевым и его было много, он идеально подходил для морских паровых установок.

Несмотря на их повсеместное распространение, механизм их работы остается загадкой для многих владельцев

Подъем дизеля

Ряд факторов — экономичность, безопасность, надежность, долговечность, универсальность и забота об окружающей среде — позволили дизелям завоевать господство над паровыми двигателями, а также над другими двигателями внутреннего сгорания.При использовании в двигателе дизельное топливо обеспечивает высокую тепловую эффективность, а это означает, что вы получаете много калорийного тепла для большей мощности на литр / галлон.

По мере разработки новых технологий нефтепереработки поставщики смогли выжимать из барреля большее количество более качественного топлива. Это увеличило процент легкого дизельного топлива и уменьшило процент каждого барреля, который оказался в бункере C, с экономическим законом спроса и предложения, сокращающим разрыв в стоимости.

Дизельное топливо чище для сжигания и его легче хранить и использовать, чем бункер С или уголь, и оно безопаснее, чем более летучие виды топлива, включая бензин/бензин и газообразное топливо, такое как пропан (СНГ) или метан (СПГ).Последние виды топлива могут легко воспламениться от искры, и двигатели, использующие эти виды топлива, называются двигателями с искровым зажиганием. Проблема в том, что случайные искры вне двигателя, такие как статическое электричество, сигара или мобильный телефон, также могут непреднамеренно воспламенить топливо, поэтому меры предосторожности при хранении являются значительно более строгими.

Зажечь дизельное топливо от искры относительно сложно, настолько, что потребовался другой метод воспламенения топлива, и здесь на помощь пришел Рудольф Дизель.Он обнаружил, что решением был двигатель с воспламенением от сжатия
.

null

В отличие от этого, воспламенить дизельное топливо от искры относительно сложно, настолько, что потребовался другой метод воспламенения топлива внутри двигателя, и здесь на помощь пришел Рудольф Дизель. -двигатель зажигания. При сжатии воздуха его температура повышается. Сожмите его достаточно и смешайте с небольшим количеством дизельного топлива, и смесь самопроизвольно воспламенится.

Простое по замыслу, но сложное в исполнении, развивающееся искусство сжатия воздуха, впрыска топлива и извлечения энергии продолжает совершенствоваться и сегодня, спустя 120 лет.Поскольку степень сжатия, необходимая для нагрева воздуха до температуры воспламенения дизельного топлива, очень высока, дизельные двигатели обычно имеют более прочную конструкцию, чем другие типы, просто для того, чтобы выдерживать возникающие физические нагрузки. Эта прочная конструкция имеет дополнительные преимущества надежности и долговечности.

Современные дизельные двигатели бывают всех форм и размеров, но они далеки от самых ранних версий; кроме того, выходная мощность может превышать 100 000 л.с.

Особенности дизельного двигателя

На протяжении многих лет были опробованы различные конфигурации двигателей, сегодня наиболее распространены V-образный и рядный.Однако в прошлом к ​​одному редуктору присоединялось несколько двигателей, или блоки двигателей соединялись последовательно для получения дополнительной мощности. Одним интересным вариантом, использовавшимся на сотнях десантных кораблей времен Второй мировой войны, было расположение поршней с оппозитным расположением поршней, в котором были как верхний, так и нижний коленчатые валы и не было головок цилиндров, поскольку два поршня в каждом цилиндре сталкивались друг с другом.

Важно помнить, что выходная мощность двигателя во многом определяется количеством сожженного топлива.За некоторыми исключениями, современный дизельный двигатель выдает около одной лошадиной силы на каждые 0,05–0,055 галлона (0,19–0,21 литра) топлива, сжигаемого каждый час. Это соответствует 50-55 галлонам в час (от 190 до 210 литров в час) для двигателя мощностью 1000 лошадиных сил, работающего на полную мощность. Если вы всего этого не помните и у вас двухмоторная яхта, есть простое практическое правило: максимальный расход топлива в галлонах в час будет составлять около одной десятой лошадиной силы одного двигателя, т.е. два двигателя мощностью 1000 лошадиных сил, работающие на полную мощность, сжигают в общей сложности около 100 галлонов топлива в час.

Существует простое эмпирическое правило: максимальный расход топлива в галлонах в час должен составлять около одной десятой мощности одного двигателя, т. е. два двигателя мощностью 1000 л.с. при полной мощности сжигают около 100 галлонов топлива в час.

null

Теперь, понимая, что выходная мощность напрямую связана с количеством сожженного топлива, очевидно, что чем больше топлива вы можете сжечь, тем больше мощности вы можете получить от данного двигателя. Это выгодно, потому что позволяет использовать меньший и более легкий двигатель, улучшая важнейшее соотношение мощности и веса для удовлетворения потребностей данной яхты.

Чтобы сжечь больше топлива, вам также нужно больше воздуха, поэтому используются различные схемы для увеличения количества воздуха, поступающего в двигатель. Наиболее хорошо зарекомендовавшим себя является использование турбонагнетателя, который использует выхлопные газы двигателя для вращения компактного воздушного насоса, сжимая поступающий воздух, позволяя большему количеству его под более высоким давлением проходить через впускные отверстия в цилиндры.

Закон физики также гласит, что более холодный воздух плотнее горячего, поэтому граммов на литр/фунтов на кубический фут больше, и при сгорании важен вес, а не объем.Вот почему производители высокопроизводительных двигателей предпочитают, чтобы всасываемый воздух поступал непосредственно снаружи, а не из горячего машинного отделения. По этой же причине в технических характеристиках двигателя указана мощность при определенной температуре, а выходная мощность снижается по мере повышения температуры воздуха.

С этой целью промежуточные и доохладители с водяным охлаждением часто устанавливаются в сочетании с турбонагнетателями, чтобы поступающий воздух не только сжимался, но и охлаждался. Это максимизирует мощность, развиваемую для заданного рабочего объема двигателя – рабочий объем представляет собой площадь поперечного сечения цилиндра, умноженную на ход поршня (расстояние, пройденное поршнем в цилиндре), умноженное на количество цилиндров

Силовые установки также продолжают развиваться , с гибридами, дизель-электрическими и стручками в авангарде

Зажигание от искры и зажигание от сжатия

В двигателе с искровым зажиганием, таком как бензиновый двигатель, топливо и воздух смешиваются перед поступлением в цилиндр, затем сжимаются и воспламеняются от свечи зажигания в нужный момент.Это делается путем регулировки времени, чтобы максимизировать мощность и избежать повреждения предварительного или последующего зажигания.

В двигателе с воспламенением от сжатия, таком как дизель, свеча зажигания отсутствует. Воздух поступает в цилиндр и сжимается при движении поршня вверх. Затем топливо распыляется в виде тонкого тумана через инжектор в верхнюю часть цилиндра, где оно мгновенно воспламеняется сжатым перегретым воздухом. Взрыв отправляет поршень вниз в так называемом рабочем такте.

Традиционно топливо к форсункам подавалось насосом-форсункой, имевшим количество выходов, равное количеству цилиндров. Каждое выпускное отверстие имело стальную трубку, ведущую к одной форсунке, через которую подавалось соответствующее количество топлива под высоким давлением в нужное время для распыления через наконечник форсунки, когда поршень достигал верхней части цилиндра. Более поздняя альтернатива заключалась в постоянной подаче топлива под высоким давлением с синхронизацией открытия механических форсунок через распределительный вал.

Сегодня во многих двигателях используется система форсунок Common Rail, в которой используются форсунки с электронным управлением. Систему управления электронными форсунками можно запрограммировать на изменение времени срабатывания каждой форсунки в зависимости от частоты вращения двигателя и требуемой мощности, что улучшает производительность и экономию топлива, а также снижает выбросы загрязняющих веществ в выхлопные газы.

Дизельные двигатели

улучшались с каждым десятилетием, и нет оснований ожидать, что эта тенденция не сохранится. Силовые установки также продолжают развиваться, с гибридами, дизель-электрическими и капсулами на переднем крае, но в каждой из них дизель остается ключевым компонентом и останется таковым в обозримом будущем.

Руководство для владельцев суперяхт по двигателям 2012 г.

Все о судовых дизельных двигателях

BY Стив Брэнд | суббота, 5 мая 2018 г. | Новости

Основы
Судовые дизельные двигатели

являются жизненно важной системой на любом судне, на котором они установлены, независимо от размера судна. Жизненно важно, чтобы вы понимали, как работают эти двигатели, и могли устранять любые проблемы, возникающие во время путешествия по морю. Знания в области эксплуатации и ремонта дизельных двигателей очень важны для любого уважающего себя моряка, и при правильном обучении им можно легко научиться.

Немного истории

Дизельный двигатель изобрел не кто иной, как Рудольф Дизель, родившийся в Париже в 1858 году и умерший в сентябре 1913 года в возрасте 55 лет. Дизель был немецким изобретателем и инженером-механиком. Из-за требований к более тяжелой и надежной конструкции дизельного двигателя он никогда не использовался широко в авиационной промышленности, но идеально подходит для других применений, особенно в поездах, лодках и кораблях.

Дизельные двигатели в судоходстве

В морской промышленности используются как двухтактные, так и четырехтактные дизельные двигатели.На больших кораблях двухтактные двигатели обычно используются для приведения в движение, в то время как более высокоскоростные четырехтактные двигатели больше подходят для обеспечения вспомогательной энергии. Это связано с тем, что двухтактный двигатель имеет более высокий крутящий момент при более низких оборотах в минуту, чем четырехтактный двигатель. Однако четырехтактные двигатели подходят в качестве двигательных установок для небольших судов.

Как они работают?

Современные судовые дизели очень эффективны и надежны, но они все еще могут выйти из строя и требуют хорошего обслуживания. Одной из основных причин отказа судового дизельного двигателя являются неисправности, связанные с выхлопом, когда соленая вода может попасть в камеру сгорания, и двигатель остановится.Вам также понадобятся очень мощные аккумуляторы, чтобы запустить морской дизельный двигатель.

Дизельные двигатели

в целом не нуждаются в большом запасе воды и не очень долго прогреваются по сравнению с другими типами двигателей. Одно из основных отличий дизельного двигателя от бензинового заключается в том, что воспламенение топлива в головке блока цилиндров достигается за счет сжатия воздуха, а не свечи зажигания.

Возьмите хороший курс

Морская академия Seahaven, расположенная в порту Ньюхейвен в Восточном Сассексе, является идеальным местом для изучения судовых дизельных двигателей.Наш курс по дизельным двигателям RYA даст вам представление о том, как работает морской дизельный двигатель, с особым вниманием к топливной системе и системам охлаждения. Вам покажут, как принять простые меры для предотвращения механических поломок в море и устранения дефектов, не требующих обслуживания в мастерской.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о судовых дизельных двигателях и забронировать место на нашем курсе RYA Diesel Engine.

Поделитесь этим документом


Об авторе

Стив Брэнд
Управляющий директор

Стив — очень опытный инструктор с большим и впечатляющим послужным списком в критически важных для безопасности рабочих средах.Обучение для него гораздо больше, чем работа, это призвание, и его самоотверженность и забота о своих ценных учениках не имеют себе равных.


Комментарий на Facebook


Инженерная компания A-trac — Блог

Вы когда-нибудь смотрели на проезжающие мимо автомобили и задавались вопросом, как небольшое количество жидкого топлива может питать такие массивные автомобили? Разве не удивительно, что дизельные двигатели приводят в движение тяжелые транспортные средства, такие как грузовики, поезда и тракторы? Что ж, это возможно благодаря довольно простому, но удивительному научному принципу, установленному Рудольфом Дизелем в 1893 году.В дизельном двигателе воздух сжимается до достаточно высокой температуры, чтобы воспламенить впрыскиваемое в цилиндр дизельное топливо. В результате сгорания и расширения поршень движется. Следовательно, химическая энергия, запасенная в топливе, преобразуется в механическую энергию и приводит в движение транспортные средства.

Детали дизельного двигателя

Блок двигателя — это основная конструкция, поддерживающая все остальные части двигателя. Это компоненты, которые составляют основу работы дизельного двигателя:

  • Гильзы цилиндров с гильзами
  • Поршни с прикрепленными поршневыми кольцами
  • Клапаны двигателя — впускные и выпускные клапаны
Как работает дизельный двигатель?

Большинство дизельных двигателей работают по четырехтактному циклу.Ход относится к полному перемещению поршня вдоль цилиндра в любом направлении, и он завершает четыре отдельных хода при вращении коленчатых валов. Через впускной клапан через равные промежутки времени в камеру цилиндра впрыскивается воздух. Поршень внутри гильзы движется вверх и вниз, сжимая воздух над собой. Когда поршень достигает эффективного конца своего хода впуска, впускной клапан закрывается. Мощность от других поршней и импульс маховика помогают поршню двигаться к верхней части цилиндра, сжимая воздух примерно до двадцатой части его первоначального объема.Это сжатие генерирует тепло, которое воспламеняет топливно-воздушную смесь, заставляя ее сгорать и расширяться, заставляя поршень опускаться вниз, вращая коленчатый вал. Когда поршень движется вверх по цилиндру, выпускной клапан открывается и позволяет сгоревшим и расширенным газам проходить по выхлопной трубе. В конце такта выпуска цилиндр готов к свежему нагнетанию воздуха.

Весь этот процесс можно разделить на четыре этапа:

Индукция — Когда поршень начинает двигаться вниз по каналу, открывается впускной клапан и в камеру нагнетается воздух.

Компрессия — Впускной клапан закрывается в нижней части хода. Поршень поднимается, сжимая воздух.

Зажигание —  Топливо подвергается воздействию тепла сжатого воздуха, что приводит к сгоранию и расширению, которые толкают поршень вниз.

Выхлоп — При движении поршня вверх открывается выпускной клапан и выбрасываются сгоревшие газы.

Конструкция двигателя

Детали дизельных двигателей должны быть намного прочнее, чем их аналоги с бензиновыми двигателями, из-за гораздо более высоких нагрузок.Стенки блока дизельного двигателя намного толще, чем блок бензинового двигателя, и имеют больше ребер жесткости, обеспечивающих дополнительную прочность и поглощающих нагрузку. Помимо большей прочности, сверхмощный блок также может более эффективно снижать уровень шума.
Поршни, шатуны, коленчатые валы и крышки подшипников должны быть изготовлены из стали прочнее, чем их аналоги для бензиновых двигателей.

Дизельные двигатели

всегда противостоят бензиновым двигателям. Вас смутил этот разговор о бензиновых и дизельных автомобилях? Вот простое объяснение того, чем они отличаются.

Основное преимущество дизельных двигателей перед бензиновыми двигателями является их более низкая стоимость эксплуатации. Это из-за типично низкая цена дизельного топлива и его высокая степень сжатия — объем цилиндра при нахождении поршня в нижней части его хода, деленной на объем цилиндра, когда поршень наверху. Типичная степень сжатия для дизельного двигателя составляет 20:1 по сравнению с 9:1 у бензинового двигателя. Но цена на топливо разная. из одного региона в другой, поэтому преимущество эксплуатации дизельного автомобиля будет немного снижается, если вы живете в районе с дорогим дизельным топливом.

Дело не только в выборе бензина и дизельных двигателей, но гарантируя, что вы выберете правильные детали для вашего двигателя в зависимости от полезности вашего автомобиля. Важно убедиться в подлинность деталей двигателя, которые вы покупаете, и проверьте, соответствуют ли они требованиям OEM технические характеристики.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.