Дизельный двигатель принцип работы: Дизельные двигатели авто — устройство и как работают, из чего состоят, типы дизелей

Содержание

Дизельные двигатели авто — устройство и как работают, из чего состоят, типы дизелей

Всё про устройство и принцип работы современного дизельного двигателя автомобиля — какая конструкция и строение, из чего состоит. Что такое дизель. Подходит для начинающих автолюбителей и чайников.

Дизель — это…
Типы дизельных двигателей
Устройство топливной системы
Как происходит запуск
Турбонаддув и Common-Rail

Конструкция и строение

По конструкции дизельный двигатель авто 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). Этим объясняется большой вес и габариты дизельного мотора в сравнении с бензиновым.

Дизель — это…

Принципиально отличие 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°С, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением впрыскивается солярка и 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 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

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.

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 авто. 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

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 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

Они вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе. Тип распылителя определяет форму факела топлива, которая важна 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.

Топливный фильтр

Является важнейшим элементом дизельного мотора авто. 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 автомобиля обеспечивает система предпускового подогрева. В камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900°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°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».

Турбодизель имеет некоторые недостатки, связанные с надежностью работы турбокомпрессора. Так, его ресурс существенно меньше ресурса самого двигателя и не превышает 150 тыс. км. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Подробнее в статье: что такое турбокомпрессор.

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 авто — 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 автомобиля 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.

Дизельный двигатель — принцип работы

Дизельный двигатель, наряду с бензиновым, является одним из двух самых распространенных типов поршневых двигателей внутреннего сгорания. Принцип его работы базируется на самовоспламенении воздушно-топливной смеси, которая подается в камеры сжигания под давлением.

Благодаря этому горючее нагревается и самовоспламеняется, что является главным отличием дизельного двигателя от бензинового и выступает основной причиной всех конструктивных и эксплуатационных изменений в силовом агрегате этого типа, а также напрямую влияет на сферу применения и частоту его использования. В статье подробно рассматривается история создания и совершенствования дизельного двигателя, устройство и принцип работы подобного оборудования, а также его основные отличия и преимущества по сравнению с бензиновой силовой установкой.

История создания и совершенствования

Первые научные разработки, касающиеся возможности использовать для воспламенения горючего в тепловой машине сжатого до высокого давления топлива, были осуществлены в 20-30-х годах 19-го века. На практике этот принцип был реализован выдающимся немецким изобретателем и инженером Рудольфом Дизелем, который в 1892 году оформил патент на изобретение двигателя оригинальной конструкции, получивший название дизель-мотор в честь его создателя. Через 3 года документ был признан США. В течение нескольких лет Дизель зарегистрировал еще несколько патентов на различные модификации дизельного двигателя.

Первый работающий агрегат был изготовлен в конце 1896 года, а его испытания прошли практически сразу – 28 января следующего года. В качестве горючего первые дизельные двигатели использовали растительные масла и легкие нефтепродукты. Силовая установка практически сразу же стала показывать высокий КПД, будучи еще и очень удобной в эксплуатации. Но в первые годы после изобретения дизельные двигатели применялись, главным образом, в тяжелых паровых машинах.

Существенно расширить сферу практического использования дизельных агрегатов позволили два ключевых усовершенствования. Первое заключалось в применении в качестве топлива керосина, что первым использовал в 1898 году другой великий инженер того времени – родившийся в России швед Рудольф Нобель. Вторым серьезным рационализаторским решением стало изобретение топливного насоса высокого давления (ТНВД), который заменил используемый ранее для сжатия горючего компрессор.

Серьезный вклад в усовершенствования ТНВД внес в 20-е годы 20-го века Роберт Бош. Он изобрел и внедрил модель встроенного насоса и бескомпрессорной форсунки, применение которых привело к существенному уменьшению габаритов дизельного двигателя, что, в свою очередь, позволило устанавливать его сначала на общественный и грузовой транспорт, а во второй половине 30-х годов – впервые использовать на легковых машинах. Дальнейшие улучшения рассматриваемого агрегата, в частности использование специального дизельного топлива, позволили силовой установке на этом типе горючего успешно конкурировать с бензиновыми двигателями, постоянно увеличивая занимаемую долю рынка.

Отличие от бензинового двигателя

Главное отличие дизельного двигателя от бензинового было упомянуто выше. Оно состоит в отсутствии системы зажигания, что объясняется использованием принципа самовоспламенения топливно-воздушной смеси в результате нагнетания давления и вызванного этим нагрева горючего. Необходимо отметить несколько ключевых следствий разницы между рассматриваемыми типами силовых установок.

Главные положительные для дизельного двигателя моменты состоят в следующем. Во-первых, отсутствие системы зажигания делает конструкцию агрегата заметно проще, повышая надежность и долговечность. Во-вторых, компрессионное воспламенение топлива обеспечивает более полное и эффективное сгорание, в результате чего повышается КПД силовой установки и снижается количество вредных выбросов.

Основным негативным следствием указанного выше отличия между двигателями внутреннего сгорания выступают более существенные требования к прочности и качеству изготовления клапанов и других деталей дизельных агрегатов. Это связано с тем, что они эксплуатируются под серьезной нагрузкой, связанной с повышенным давлением топливно-воздушной смеси.

Устройство

И дизельный, и бензиновый агрегаты относятся к поршневым двигателям внутреннего сгорания, а потому имеют сходное устройство. Основными конструктивными частями силовой установки на дизельном топливе являются такие:

1. Блок цилиндров. Основа любого двигателя. Используется для размещения всех систем и узлов силового агрегата. Различаются по трем основным параметрам – числу цилиндров, схеме их расположения и способу охлаждения. Как правило, количество цилиндров является четным, максимальное их число составляет 16. Чаще всего встречаются двигатели с 2-я, 4-я, 6-ю или 8-ю цилиндрами.

Важным элементом рассматриваемого узла является так называемая ГБЦ или головка блока цилиндров. Она создает закрытое пространство, в котором происходит непосредственное сжигание топливной смеси.

2. Кривошипно-шатунный механизм. Основное назначение этого узла двигателя – преобразование перемещения поршня внутри гильзы, являющегося возвратно-поступательным, в движение коленвала, которое относится к вращательным. Главной деталью механизма считается коленвал, подвижно соединенный с блоком цилиндров, что обеспечивает вращение вала.

Другая важная деталь – маховик, который крепится к одному из концов коленвала. Его задача – передать крутящий момент к другим узлам транспортного средства. Ко второму концу коленвала крепится шкив и приводная шестерня топливно-распределительной системы.

3. Цилиндропоршневая группа. Включает в себя цилиндры или гильзы, поршни или плунжеры, шатуны и поршневые пальцы. Отвечает за процесс сжигания топлива с последующей передачей образовавшейся энергии для дальнейших преобразований. Камера сжигания представляет собой пространство внутри гильзы, которое с одной стороны ограничивается ГБЦ, а с другой — поршнем. Главное требование к цилиндропоршневой группе дизельного двигателя – герметичность, прочность и долговечность.

4. Топливно-распределительная система. Функциональное назначение – своевременная подача горючего в камеры сгорания и отвод из двигателя продуктов сжигания топливно-воздушной смеси. В дизельном агрегате основу системы составляют два насоса. Первый из них – низкого давления – отвечает за перемещение горючего из бака к двигателю.

Назначение второго – ТНВД – несколько шире и заключается в определении нужного количества и времени впрыска топлива, а также в обеспечении необходимого уровня давления в камере сгорания. Именно топливный насос высокого давления и соединенные с ним форсунки являются ключевыми элементами дизельного двигателя, обеспечивающими его впечатляющие эксплуатационные и технические параметры.

5. Система смазки. Предназначается для уменьшения показателей трения между отдельными узлами и деталями силовой установки. В качестве смазочного материала используются как различные масла, так и, что характерно для отдельных механизмов, непосредственно дизельное топливо. Устройство системы смазки предусматривает наличие масляного насоса, различных емкостей и соединяющих трубопроводов.

6. Система охлаждения. Основное функциональное назначение данного элемента дизельного двигателя очевидно и состоит в поддержании такого уровня температуры, который является оптимальным для работающего агрегата. Для этого используются два метода – принудительный отвод тепла от узлов двигателя и охлаждение их при помощи воздуха или жидкости. В качестве последней обычно используется вода или антифриз.

7. Дополнительные узлы – турбина и интеркулер. Турбонаддув или турбонагнетатель позволяет увеличить давление в камере сгорания, что ведет к росту производительности двигателя. Интеркулер предназначен для дополнительного и более эффективного охлаждения горячего воздушного потока, который создается в процессе эксплуатации дизельного агрегата.

Отдельного упоминания заслуживает еще одна важная часть любого современного дизельного двигателя – электрооборудование и автоматика. Именно различные приборы управления и контроля над работой агрегата позволяют добиться главного преимущества, характерного для подобных силовых установок – высокого КПД.

Принцип работы

Дизельные двигатели делятся на двух- и четырехтактные. Первый вариант в сегодняшних условиях используется крайне редко, а потому детально рассматривать его попросту не имеет смысла. Стандартный принцип работы обычного четырехтактного двигателя предполагает, что вполне логично, 4 основных этапа:

1. Впуск. Коленвал поворачивается в диапазоне между 0 и 180 градусами. На этой стадии воздух подается в цилиндр.

2. Сжатие. Положение коленвала изменяется со 180 до 360 градусов. Это обеспечивает движение поршня к так называемой верхней мертвой точке (ВМТ), что приводит к сжатию воздуха в цилиндре в 16-25 раз.

3. Рабочий ход с последующим расширением. Коленвал осуществляет перемещение между 360 и 540 градусами. В камеру сжигания через форсунки впрыскивается топливо, которое при смешивании с воздухом воспламеняется. Это происходит чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ.

4. Выпуск. Коленвал завершает оборот, перемещаясь между 540 и 720 градусами. В результате очередного перемещения поршня в верхнюю часть цилиндра из камеры сгорания удаляются отработанные газы. После этого цикл начинается заново.

Основные разновидности

Основным параметром, который используется для классификации дизельных двигателей, выступает конструкция камеры сжигания. По этому параметру различают два основных типа рассматриваемых силовых установок, на которых используется

· разделенная камера сгорания. Подача горючего производится в специальную камеру, которая называется вихревой и размещается в головке блока, соединяясь с цилиндром при помощи канала. Наличие такого дополнительного элемента позволяет добиться увеличения уровня нагнетания, что положительно сказывается на способности смеси к самовоспламенению;

· неразделенная камера сгорания. Более простая, а потому надежная конструкция, при использовании которой топливо подается непосредственно в пространство над поршнем, которое и выступает камерой сгорания. Это позволяет заметно снизить расход топлива, что, наряду с надежностью механизма, стало ключевой причиной широко распространения именно такого типа дизельных двигателей.

Особенно популярными дизельные агрегаты с неразделенной камерой сгорания стали после появления ТНВД системы Common Rail. Ее использование позволяет обеспечить оптимальный уровень давления, количества и времени впрыскивания топлива для последующего сжигания. Таким образом, достигаются все основные преимущества двигателей с разделенной камерой сгорания без присущих им недостатков.

Основные достоинства и недостатки

Широкое распространение и успешная конкуренция дизельных двигателей с бензиновыми объясняется рядом впечатляющих преимуществ. Главными из них выступают:

· КПД, достигающий 40% на обычных установках и 50% на дизельных двигателях с турбонаддувом. Такие показатели являются попросту недосягаемыми для агрегатов, использующих в качестве топлива бензин;

· мощность. Крутящий момент дизельного двигателя обеспечивается даже на малых оборотах, что гарантирует автомобилю уверенный и быстрый разгон;

· экологичность. Сгорание топлива под высоким давлением приводит к уменьшению количества образующихся в процессе эксплуатации двигателя выхлопных газов. В сегодняшних условиях этому плюсы дизелей придается все большее значение;

· надежность. Как правило, моторесурс дизельного агрегата примерно в полтора-два раза превосходит аналогичный показатель бензинового конкурента. Кроме того, отсутствие системы зажигания позволяет избавиться от многих традиционных проблем двигателей на бензине, например, слабой искры на свечах или их залива.

В числе недостатков, присущих дизельному двигателю, прежде всего, необходимо выделить два. Первый – это несколько более высокая стоимость транспортных средств, оборудованных этим типом силовой установки. Разница в цене обычно варьируется от 10 до 20%.

Второй минус – необходимость существенных эксплуатационных расходов. Это объясняется серьезными требованиями к качеству изготовления и уровню технического обслуживания автомобилей с дизельными двигателями. Однако, обращение в солидную компанию за приобретением, а также последующим обслуживанием, комплектованием и ремонтом сведет к минимуму недостатки агрегата, оставив в полной сохранности его впечатляющие достоинства.

Принцип работы дизельного двигателя

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

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

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

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

Содержание

Принцип работы двигателя Дизеля
Как устроен дизельный двигатель
Плюсы и минусы дизельного мотора
Дизельный двигатель с турбонаддувом
Турбояма
Интеркуллер

Принцип работы двигателя Дизеля

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

Цикл работы такого силового агрегата можно представить в следующем виде:

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

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

Как устроен дизельный двигатель

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

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

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

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

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

Плюсы и минусы дизельного мотора

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

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

Дизель не лишен и недостатков:

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

Дизельный двигатель с турбонаддувом

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

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

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

Турбояма

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

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

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

Интеркуллер

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

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

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

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

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

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

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

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.

TNVD.ORG, 2022

Если вы хотите найти милую проститутку, сделайте это с помощью веб-сайта http://prostitutkikazani.date. После тяжелого рабочего дня секс с шлюхами будет для вас самым лучшим выводом.

Спасибо, Ваше сообщение успешно отправлено!

Дизельный двигатель. Устройство и принцип работы.

Время и техника идут вперед, и все больше появляется на дорогах автомобилей, у которых лишь характерное постукивание из-под капота выдает тип установленного мотора.

В данной статье разберем устройство, принцип работы и конструктивные особенности дизельных двигателей.

Особенности дизельного двигателя, такие как экономичность, высокий крутящий момент во всем диапазоне оборотов, делают его предпочтительным вариантом. Современные дизели последних поколений вплотную приблизились к бензиновым моторам по шумности и удельным характеристикам, сохраняя при этом преимущества в экономичности и надежности.

Конструктивные особенности дизельных двигателей

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

Принципиально отличие заключается в способах формирования топливно-воздушной смеси, ее 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 чистый воздух. В конце сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800 градусов цельсия, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением (10-30 МПа) впрыскивается топливо, которое почти мгновенно самовоспламеняется.

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

К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Стоит отметить, что это относится в большей степени к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.

Дизельные двигатели с непосредственным впрыском

Существует несколько типов дизельных двигателей, 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.

До недавнего времени непосредственный впрыск применялся в основном на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это было связано с трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией.

В последние годы 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 его экономичность, снизить шум и вибрацию.

Дизельные двигатели с раздельной камерой сгорания

Наиболее распространенным на легковых автомобилях пока является другой тип дизельного мотора — с раздельной камерой сгорания. В них 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 значительно улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение в этом случае 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. Вихрекамерные двигатели составляют подавляющее большинство среди устанавливаемых на легковые автомобили и джипы (около 90 %).

Устройство топливной система дизельного двигателя

Важнейшей системой дизеля, определяющей надежность и эффективность его работы, является система топливоподачи. Основная 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 топливной системы дизеля являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.

ТНВД — топливный насос высокого давления.

ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя. По своей сути современный всережимный 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 внедорожниках обычно применяются ТНВД распределительного типа.

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

Форсунки дизеля.

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 очень 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 дизеля.

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.

Как происходит запуск дизельного двигателя?

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* С, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива.

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 25-30оС, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув дизельного двигателя

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы».

Система Common-Rail

Пример двигателя: Nissan YD22DDTi

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 двигателем сокращается примерно на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора.

Специалисты автотехцентра Nissan имеют богатый опыт диагностики и ремонта дизельныйх двигателей и ТНВД.

Звоните и приезжайте — 8 (912) 220-85-27

← Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы на бензиновых и дизельных двигателях
|
Компрессия и степень сжатия двигателя. Какая должна быть? →

Назначение и принцип работы дизельного двигателя. Дизельный двигатель: принцип работы, видео

За последние десять лет дизельные технологии стремительно развивались. Большая часть современных автомобилей, которые производятся в Европе, выпускаются именно с дизельными двигателями. Конечно, принцип работы данного устройства не изменился. Однако работает современный дизельный мотор намного тише. Он стал экологически чище. В далеком прошлом остались сильное тарахтение, густой черный дым и неприятный запах при работе прибора. Итак, каков принцип работы дизельного двигателя?

Как работает дизельный двигатель?

Заключается принцип действия дизельного двигателя в следующим: в цилиндр

всасывается чистый воздух при движении поршня вниз. А при перемещении клапана вверх он нагревается. Стоит отметить, что температура при работе дизельного двигателя может быть от 700 до 900°. Это достигается при сильном сжатии. Когда поршень перемещается в мертвую верхнюю точку, происходит впрыскивание дизельного топлива в камеру сгорания под достаточно высоким давлением. При соприкосновении с горячим воздухом происходит воспламенение горючего. В результате этого давление в цилиндре возрастает, так как самовоспламенившееся топливо расширяется. Именно это и вызывает сильный шум при работе агрегата.

Преимущества и недостатки

Такой принцип работы дизельного двигателя позволяет использовать бедную смесь. Топливо для таких устройств относительно недорогое. Это делает дизельные моторы неприхотливыми и экономичными. Стоит отметить, что в отличие от бензиновых такие агрегаты обладают большим крутящим моментом, а КПД выше на 10%. К минусам

дизельного двигателя стоит отнести повышенный уровень шума, вибрацию, малую мощность на одну единицу объема, сложность холодного пуска. Более современные модели практически лишены таких недостатков.

Устройство и особенности некоторых узлов

Учитывая принцип работы дизельного двигателя, детали к таким агрегатам значительно усиливаются, так как они должны выдерживать высокие нагрузки. Среди основных частей агрегата стоит выделить поршень. Форма его днища зависит от типа камеры сгорания, которая может быть встроена в дно клапана. В поршне для дизельного двигателя днище обычно выступает за верхнюю часть блока цилиндра. Привычной системы зажигания в агрегатах такого типа нет. Хотя в них тоже применяются свечи.

Турбина

Мощность, которую способен развить мотор, зависит от количества топлива и воздуха, которые в него поступают. Чтобы повысить возможности агрегата, необходимо увеличить содержание перечисленных компонентов. Для поступления в камеру сгорания большего количества топлива, следует поднять уровень воздуха, который

попадает в цилиндр. Для этого применяется дополнительное оборудование. Принцип работы турбины дизельного двигателя достаточно прост. Деталь позволяет нагнетать больше воздуха. Благодаря этому увеличиваются объемы сжигаемого топлива, что значительно повышает количество выделяемой энергии.

Камеры сгорания

В дизельных двигателях могут использоваться камеры сгорания нескольких типов: разделенные и неразделенные. Первый тип применялся в легковом машиностроении, но с недавних пор его заменили на более простой. Ведь при использовании разделенных отсеков топливо впрыскивалось в ту камеру сгорания, которая располагалась в головке цилиндра, а не в полость поршня. Выполнялись подобные детали также по-разному и зависело это от процессов образования смеси: вихрекамерные либо предкамерные.

В последнем случае топливо впрыскивается в предварительный отсек, который

сообщается маленькими клапанами или же отверстиями с цилиндром. При этом горючее смешивается с воздухом, ударяясь о стенки. Самовоспламенившись топливо попадает в основную камеру, где уже полностью сгорает. Что касается вихрекамернного процесса сгорания, то он, как и в первом случае, начинается в отдельном отсеке, который представляет собой полую сферу. Через соединительные каналы воздух попадает во время такта сжатия в камеру. Закручивается в ней и образует вихрь. В результате этого горючая смесь, впрыснутая в отсек, хорошо перемешивается с воздухом. Такое строение камер сгорания имеет несколько недостатков. Во-первых, затрачивается больше топлива, так как происходят большие потери из-за объема отсеков. Во-вторых, значительные потери при перетекании в дополнительную камеру из цилиндра воздуха, а также на обратный процесс: перемещение горючего в цилиндр. Стоит отметить, что подобный принцип работы дизельного двигателя применяется редко, так как происходит ухудшение пусковых характеристик агрегата.

Неразделенные камеры сгорания

В двигателе с непосредственным впрыском отсек сгорания имеет определенную форму и является полостью. Встраивается такая камера сгорания непосредственно в днище

поршня. При этом топливо впрыскивается сразу в цилиндр. Несмотря на простоту конструкции, имеются у такой системы и недостатки. Дизельные моторы такого плана практически невозможно использовать, если автомобиль обладает малым литражом. При наборе скорости в таком транспортном средстве наблюдается повышение уровня шума, а также увеличивается вибрация.

Новые разработки

Сегодня чаще используются электронные системы, которые контролируют количество поступившего в камеру сгорания топлива. Это позволило уменьшить уровень шума, а также вибрацию агрегата во время работы. Сегодня же разрабатываются совершенно новые дизельные двигатели, в конструкциях которых применяется непосредственный впрыск горючей смеси.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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».

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.

В данной статье описаны основные процессы, связанные с внутренним сгоранием топлива, рассказывается о четырёхтактном цикле, а также обо всех подсистемах благодаря которым происходит работа двигателя.

Введение
Сравнение дизельных и бензиновых двигателей
Система впрыска дизельного топлива
Дизельное топливо
Улучшение качества дизельного топлива и Биодизель
Узнать больше
Читайте также » Статьи про все типы двигателей

В данной статье описаны основные процессы, связанные с внутренним сгоранием топлива, рассказывается о четырёхтактном цикле, а также обо всех подсистемах, благодаря которым происходит работа двигателя.

История дизеля начинается с изобретения бензинового двигателя. В 1876г. Николаус Август Отто изобрел и запатентовал бензиновый двигатель. В основе работы его модели лежал четырехтактный цикл сгорания топлива, также известный как «Цикл Отто», который используется в большинстве современных автомобильных двигателей. На первых порах бензиновый двигатель не обладал большой эффективностью, как и его основные конкуренты, например, паровой двигатель. В таких двигателях лишь 10% топлива реально использовалось для движения автомобиля. Остальное же топливо производило бесполезное тепло.

В 1878г. на занятиях в Высшей политехнической школе в Германии (аналог инженерного колледжа) Рудольф Дизель узнал о низком КПД бензиновых и паровых двигателей. Эта проблема вдохновила его на создание более производительного двигателя. Спустя много лет, в 1892г. Дизель запатентовал одноименный «Мощный двигатель внутреннего сгорания».

Но если дизельные двигатели более эффективные, почему бензиновые более популярные? Представляя себе дизельный двигатель, Вы, скорее всего, подумаете об огромном грузовике, который извергает черный грязный дым и сильно шумит. Именно по этим причинам в США автомобилистам и не нравится дизель. Несмотря на то, что этот тип двигателя превосходно подходит для перевозки грузов на большие расстояния, дизельные автомобили редко покупают для повседневной езды. Однако прогресс не стоит на месте, и идет модернизация дизельного двигателя для уменьшения загрязнения атмосферы и снижения уровня шума.

Если Вы еще не знаете, то, скорее всего, Вам будет интересно сперва узнать, «Как работает автомобильный двигатель», чтобы иметь общее представление о процессе внутреннего сгорания топлива. Когда прочитаете, возвращайтесь на эту страницу и узнаете все о секретах работы дизельного двигателя и последних инновациях.

КПД 4,5-литрового двигателя Duramax V-8 на 25% выше по сравнению с бензиновыми, при этом выхлопы намного чище.

Рудольф Дизель, изобретатель дизельного двигателя.

Сравнение дизельных и бензиновых двигателей

По большому счету, дизельные и бензиновые двигатели имеют схожее устройство. И те, и другие являются двигателями внутреннего сгорания, преобразующие химическую энергию топлива в механическую. Эта механическая энергия перемещает поршни вверх-вниз внутри цилиндров. Поршни соединяются с коленвалом, и их линейное движение преобразуется в круговое движение, которое необходимо для вращения колес.

Как дизельный, так и бензиновый типы двигателей преобразуют топливо в энергию посредством серии взрывов или сгораний. Основное различие дизельных и бензиновых двигателей состоит в том, как происходят эти взрывы. В бензиновых двигателях подаваемая смесь топлива и воздуха сжимается во время хода поршня и воспламеняется искрой свечи. В дизельном же двигателе сначала происходит сжатие воздуха, затем происходит подача топлива. Нагреваемый при сжатии воздух воспламеняет топливо.

Ниже представлена анимация, наглядно демонстрирующая цикл дизеля. Сравните с анимацией цикла бензинового двигателя для того, чтобы увидеть основные различия.

В дизельном двигателе, как и в бензиновом, используется четырехтактный цикл сгорания топлива. Четыре такта работы:

Такт впуска — Впускной клапан открывается, происходит впуск воздуха и движение поршня вниз. —
Такт сжатия — Поршень движется вверх, сжимая воздух.
Рабочий такт — Как только поршень достигает верхней точки, происходит впуск и возгорание топлива, при этом поршень движется вниз.
Такт выпуска — Поршень снова движется вверх, выталкивая продукты сгорания через выпускной клапан.

Необходимо помнить, что в дизельных двигателях не используются свечи зажигания, т.к. происходит впуск и сжатие воздуха, затем впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания (прямой впрыск). В дизельном двигателе возгорание топлива происходит за счет тепла сжатого воздуха. В следующем разделе статьи представлен процесс впрыска дизельного топлива.

Компрессия

Выполняя расчеты, Рудольф Дизель предположил, что более высокий уровень сжатия топливной смеси способствует повышению эффективности и мощности. Это происходит при сжатии воздуха поршнем в цилиндре, в результате чего увеличивается концентрация воздуха. Дизельное топливо обладает высокой энергоемкостью, поэтому увеличивается вероятность реакции с концентрированным воздухом. Иными словами, чем ближе молекулы воздуха расположены друг к другу, тем больше количество молекул кислорода, с которыми происходит реакция топлива. Рудольф оказался прав — компрессия в бензиновом двигателе происходит при соотношении от 8:1 до 12:1, в то время как компрессия в дизельном двигателе происходит при соотношении от 14:1 до 25:1.

Система впрыска дизельного топлива

Существенным различием между дизельным и бензиновым двигателем является процесс впрыска топлива. В большинстве автомобильных двигателей используется впрыск во впускные каналы или карбюратор. При впрыске во впускные каналы, топливо поступает до начала такта впуска (вне цилиндра). В карбюраторе происходит смешивание воздуха и топлива до их попадания в цилиндр. Следовательно, в бензиновом двигателе топливо поступает в цилиндр в течение такта впуска, затем происходит сжатие. Степень сжатия смеси топливо-воздух определяет компрессию двигателя — если воздух слишком сильно сжать, смесь топливо-воздух самопроизвольно воспламеняется, вызывая детонацию. При этом происходит резкое повышение температуры, что может привести к повреждениям двигателя.

В дизельных двигателях используется система прямого впрыска топлива — дизельное топливо поступает непосредственно в цилиндр.

Дизельная форсунка является наиболее сложной деталью двигателя, которая претерпела многочисленные изменения. Расположение форсунки зависит от конкретного двигателя. Форсунка должна противостоять высокой температуре и давлению внутри цилиндра, распыляя при этом топливо. Равномерное распределение распыленного топлива в цилиндре также представляет собой сложную задачу, для этого на некоторых дизельных двигателях устанавливаются впускные клапаны, камеры предварительного сгорания и другие устройства, способствующие образованию вихревого потока воздуха для улучшения процесса сгорания топлива.

В некоторых дизельных двигателях используются свечи накаливания. В холодном двигателе процесс сжатия воздуха не всегда может обеспечить температуру, необходимую для воспламенения топлива. Свеча накаливания представляет собой электрически нагреваемую проволоку (аналогичные проволоки используются в тостерах), которая повышает температуру камеры сгорания, что способствует запуску даже холодного двигателя. По словам высококвалифицированного специалиста по тяжелому оборудованию Клэя Бротертора:

Все функции современных дизельных двигателей контролируются электронной системой управления, которая представляет собой блок датчиков для измерения всех показателей, от оборотов двигателя, температуры масла и охлаждающей жидкости до точного положения поршня (верхней мертвой точки). Свечи накаливания редко используются в больших двигателях. Электронная система управления отслеживает температуру окружающего воздуха, задерживая запуск двигателя в холодную погоду. При этом впрыск топлива происходит позже, чем обычно. Воздух в цилиндре сжимается сильнее, создавая больше тепла, что способствует запуску.
В небольших двигателях и двигателях без сложной электронной системы управления используются свечи накаливания для решения проблемы холодного запуска.

Необходимо помнить, что механическая конструкция не является единственным отличием дизельного двигателя от бензинового. Само топливо также отличается.

Дизельное топливо

Сырая нефть является естественным природным образованием. В процессе переработки нефти может быть получено несколько видов топлива, включая бензин, авиационное топливо, керосин и, конечно же, дизель.

Если сравнить бензиновое и дизельное топливо, можно легко найти отличия. Они имеют разный запах. Дизельное топливо более тяжелое и маслянистое. Дизель испаряется значительно медленнее бензина — его точка кипения значительно выше, чем у воды. Дизель напоминает жидкое масло.

Испарение дизеля происходит медленнее, т.к. он тяжелее. Он содержит больше атомов углерода в более длинных цепочках, чем бензин (цепочка бензина C9h30, тогда как у дизеля уже C14h40). Для производства дизеля требуется меньше очистки, поэтому он дешевле бензина. Однако с 2004г. спрос на дизельное топливо увеличился по нескольким причинам, включая активное развитие промышленности и строительства в Китае и США [

Вы хотите купить дизельный автомобиль?

Запоминайте и потом не говорите, что вы это не знали.

Все больше дизельных импортных легковых автомобилей появляется на наших дорогах. Всем хорош дизель: и высоким крутящим моментом, обеспечивающим прекрасные тяговые качества, и малым расходом топлива (в среднем от 4 до 8 л на 100 км), причем не дорогостоящего высокооктанового бензина, а относительно дешевого дизельного. Однако использование отечественных эксплуатационных материалов в импортных автомобилях порождает множество проблем. Что касается моторного масла и масляных фильтров, то наши владельцы таких машин давно поняли: экономить на этих деталях себе дороже, и применяют рекомендованные изготовителями импортные. Кстати, приобрести их теперь в крупных городах не составляет большого труда.

Иная ситуация с дизельным топливом, его не привезешь из-за рубежа. ГОСТы на нашу солярку практически не отличаются от буржуинских. Но не раскрою большого секрета, если скажу, что реальные параметры нашего топлива, особенно на периферии, существенно отличаются в худшую сторону, от общих требований. Прежде всего, из-за повышенного содержания в нем абразивных частиц и воды. Для бензиновых двигателей, это не так страшно. Но для прецизионной топливной аппаратуры дизелей, грязь или влага, просто губительны.

На зарубежных дизельных автомобилях редки фильтры грубой очистки топлива, но они, объединенные с дополнительными влагоотделителями, необходимы в наших условиях.

Хорошо, если у влагоотделителя прозрачный колпак, чтобы владелец мог определить момент необходимого выпуска воды. Еще лучше иметь влагоотделитель с датчиком переполнения.

При выборе фильтра тонкой очистки топлива советую ориентироваться на продукцию известных фирм, которые применяют высококачественные материалы. Одни из лучших, это английские фильтры «Лукас» с элементом типа V. Такой фильтр модели «496А», унифицированный с фильтрами «Бош», подходит для большинства европейских дизельных автомобилей.

Вторая группа проблем связана с зимней и весенней эксплуатацией дизельного автомобиля. Стоит температуре воздуха упасть ниже 3-5 C, как отечественное дизельное топливо начинает мутнеть и выпадает парафин. Достаточно после пуска проехать 200-300 метров, чтобы парафин наглухо забил топливный фильтр и двигатель заглох.

Как с этим бороться? В первую очередь, следует использовать специальное зимнее дизельное топливо с температурой помутнения минус 15-20 C, но на заправочных станциях оно в лучшем случае появляется к началу весны. За рубежом применяют так называемые депрессорные присадки. Однако они дороги и их эффективность зависит от состава топлива. При нестабильном составе нашей солярки владелец машины рискует, не рассчитав дозировку, только усугубить ситуацию. Можно, конечно, разбавлять дизельное топливо бензином или керосином, что часто у нас и делают при эксплуатации КамАЗов и МАЗов. При этом повышается растворимость парафина и снижается его концентрация. Но для существенного улучшения низкотемпературных свойств дизельного топлива необходима значительная добавка в него легких углеводородов. Например, чтобы снизить температуру помутнения с минус 3 до минус 15 C, нужно практически наполовину разбавить топливо бензином. Однако при этом, кроме ухудшения пусковых качеств двигателя и потери мощности, может легко произойти и прогар поршней. А из-за ухудшения смазочной способности топлива резко возрастет износ прецизионных плунжерных пар в топливном насосе, который может быстро выйти из строя.

И тем не менее, если для грузовых дизелей такой грубый способ «улучшения» топлива еще как-то допустим, то для деликатных двигателей зарубежных легковых автомобилей он полностью неприемлем. В северных странах применяют различные средства подогрева топливного фильтра через специальную токопроводящую бумагу фильтрующего элемента, подогреватели в форме хомута, устанавливаемого снаружи на фильтр, подогреватели в виде прокладки между корпусом и фильтрующим элементом и т. д. По моему опыту, наиболее надежны и просты в эксплуатации позисторные подогреватели «Лукас» и «Бош». Их отличительная особенность состоит в применении в качестве нагревательных элементов позисторов металлокерамических пластин, увеличивающих электрическое сопротивление при нагреве до заданной температуры в десятки раз. Величина этой температуры определена химическим составом позистора и его кристаллической решеткой. Таким образом, одна деталь объединяет функции нагревательного элемента и системы защиты от перегрева.

При температуре под капотом ниже нуля градусов подогреватель автоматически, одновременно с включением замка зажигания, вступает в работу с помощью термовыключателя и перестает действовать либо при нагреве топлива свыше 50 C, либо при выключении замка зажигания. Мощность подогревателя бывает до 150 ватт и обеспечивает нагрев топлива, проходящего через фильтр, в диапазоне температур от минус 20 до плюс 10 C. Опыт, накопленный при эксплуатации дизельных автомобилей «Фольксваген» и «Вольво» с подогревателями, говорит о том, что в мороз до минус 25 C проблем с пуском двигателя не возникает.

Хорошее решение такой проблемы, это переход от цельных фильтров типа «Бош» на интегральные фильтры «Лукас». В них заменяется только фильтрующий элемент, который в 2-3 раза дешевле всего прибора. Интегральные фильтры целесообразно оборудовать позисторными подогревателями.

Весьма полезно дополнить систему питания дизеля ручным подкачивающим насосом, который всегда позволит прокачать топливо после попадания воздуха. Емкости аккумулятора при использовании стартера для прокручивания двигателя в этих целях, как правило, не хватает.

Вот еще несколько советов:

Если вы созрели для покупки дизельного автомобиля, рекомендую приобрести машины фирм «Фольксваген» моделей «Гольф», «Джетта» или «Пассат», а также «Ауди-80», «Ауди-100» или «Вольво» модели «240», «740» или «960». На них установлены четырех-, пяти- и шестицилиндровые унифицированные дизели «Фольксваген» с цилиндрами одной размерности — 76,5 х 86,4 мм, для которых, по крайней мере, в Харькове и других крупных городах, достаточно запасных частей и доступно квалифицированное обслуживание. Не стоит покупать давно снятые с производства автомобили.
Если вы нашли деньги для покупки дизельного автомобиля, не экономьте на мелочах, установите на свою машину дополнительные фильтры грубой очистки с влагоотделителем и позисторный подогреватель. У вас не только не будет забот зимой, но и не выйдет из строя двигатель. Учтите, что за рубежом на технический осмотр автомобили поступают только после профилактических работ, проведенных на специальных станциях. Владельцы машин там редко открывают капот. У нас же другая ситуация. Поэтому, во-первых, не забывайте своевременно менять свечи накаливания: даже если дизель хорошо пускается при неисправных свечах, когда на улице тепло, такие запуски вредны для двигателя. Во-вторых, хороший, свежий распылитель, это необходимый элемент «здорового» дизеля. Едва двигатель начинает дымить, то немедленно обратитесь к специалистам: перегрев поршней, головок и клапанов чреват тяжелой аварией.
Очень важно своевременно менять ремень привода газораспределения (примерно через каждые 60 000 км пробега), так как его обрыв может привести к тяжелым поломкам в двигателе, а стоимость ремонта превысит стоимость автомобиля (если он подержанный).

В заключение отмечу: не надо бояться дизеля. Если уж вы начали ездить на автомобиле с таким двигателем, то на бензиновый потом вряд ли перейдете.

Блиц-справка

Наиболее распространенным способом подогрева дизельного топлива является подвод солярки по дренажной трубке от форсунки к фильтру тонкой очистки. Недостаток этого способа заключается в том, что нагрев топлива осуществляется от тепла двигателя, т.е. его необходимо запустить и прогреть 8-10 минут. А до этого использовать холодное топливо, в том числе и в момент запуска двигателя. А где взять теплое топливо? Это остается открытым вопросом.

Блиц-справка

Говорить об улучшении низкотемпературных свойств дизельного топлива путем добавления бензина нельзя. Разрешается добавлять технический керосин, но не бензин. Добавление бензина может привести высокооборотные дизели легковых автомобилей к разрушению цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма из-за жесткой работы двигателя. Работа двигателя ухудшается из-за взрывного горения топливной смеси. В результате этого происходит повышенная нагрузка на поршень, шатун и вкладыши.

Блиц-справка

Обрыв ремня привода газораспределения может привести к тяжелым поломкам.

Для «чайников» поясняю, что двигатель может работать только при определенном порядке функционирования его узлов.

При достижении поршнем верхней мертвой точки впускные и выпускные клапана должны быть закрыты. При обрыве ремня привода газораспределительного механизма распредвал останавливается сразу же, а маховик продолжает вращаться, вследствие больших инерционных масс (КПП-карданный вал-колеса). Продолжают движение вверх-вниз и поршни. И как только днище поршня достигает открытого клапана, происходит сильный удар, от которого в лучшем случае изгибается клапан, если автомобиль стоял, в худшем (если автомобиль находился в движении), изгибаются и ломаются клапаны одного-двух цилиндров, раскачиваются поршни и разбивается распредвал. Для устранения этих последствий необходимо снятие и полная разборка двигателя и дефектация его узлов и деталей. Поэтому выгоднее продать такой автомобиль на запчасти, чем полностью восстанавливать двигатель.

Если вы подумываете о переходе на дизель, но не знаете, как ухаживать за ним своими руками, то сразу скажу, что поддерживать дизель в хорошем состоянии несколько сложнее бензинового двигателя.

Цены на подержанные дизельные автомобили на Западе падают. Это связано с тем, что долгое время объем продаж новых дизельных машин был очень высоким и поэтому на рынке подержанных машин сейчас их большое количество. Новые дизельные машины намного дороже эквивалентных им по параметрам бензиновых собратьев. Кроме того, прошло то время, когда привычный сегодня для нас дизельный ряд исчерпывался всего лишь одной моделью. Сегодня производители в состоянии поставлять на рынок дизели, отвечающие самым высоким требованиям.

Достойны сожаления страны, если такие имеются, в которых дизельное топливо стоит одинаково с бензином или даже превышает его. Но даже в этом случае вы будете в выигрыше, поскольку у дизельных машин, как правило, более высокий срок службы, но только при условии, что у вас будет большой ежегодный пробег. Никакой экономии не получается только при малых годовых пробегах. Вы экономите на свечах зажигания, хотя понятно, что при использовании свеч зажигания с периодичностью замены 60 тыс. км экономия на них будет небольшой. В то же время вы потеряете на более частой замене масла и фильтра.

Чем привлекает дизель?

Современные дизельные машины привлекательны своей способностью развивать большую силу тяги на малых оборотах, чем особенно хороши для водителей, не любящих слишком часто переключать передачи. Большинство изготовителей предлагают дизели с турбонаддувом, чтобы дать владельцу возможность ощутить самому всю прелесть машины высокого класса.

Механизмы бензинового и дизельного двигателя мало чем отличаются. В основу работы обоих двигателей положен четырехтактный цикл сжигания топлива, но происходит это у них совершенно разными способами.

В то время как у бензиновых двигателей топливовоздушная смесь воспламеняется свечами зажигания, дизельное топливо воспламеняется в результате очень сильного сжатия.

Когда бензиновый двигатель всасывает воздух и бензин на первом такте, дизель засасывает только воздух, который сжимается до такой степени, что его температура поднимается до 800оС. Раскаленный воздух поджигает дизельное топливо, которое впрыскивается в камеру сгорания цилиндра незадолго перед тем, как поршень достигает BMT на такте сжатия. Поскольку степень сжатия у дизелей вдвое выше, чем у бензиновых двигателей, впрыск топлива должен происходить под очень высоким давлением, чтобы он влетал в камеру сгорания, и струя топлива сохраняла приданную ей форму. Вследствие повышенных требования к впрыску, топливный насос высокого давления дизеля является особо высокоточно изготовляемым узлом.

На старых моделях дизелей обычно использовались рядные многоплунжерные топливные насосы высокого давления. Теперь на большинстве современных дизелей применяют более сложные роторные насосы с постоянной подачей топлива, так как они лучше работают при высоких оборотах двигателя. В современных дизелях используются электронные системы управления дозированием подачи топлива для достижения протекания процесса сгорания близкого к идеальному. Многие дизели даже оснащаются нейтрализаторами для очистки выхлопных газов.

Существует два типа дизелей, и различие между ними состоит в том, как в них происходит сгорание топлива. В одних используется непосредственный впрыск топлива. Само название указывает на прямое направление топлива в полость камеры сгорания. Хотя данный метод впрыска очень эффективен, его отрицательными сторонами являются сильный шум и неравномерность. По этой причине непосредственный впрыск сохранился лишь на дизелях, используемых на грузовых автомобилях. Однако на дизелях усовершенствованных конструкций эти недостатки в значительной мере устранены, и большинство производителей автомобилей предлагают высокоэффективные дизели с непосредственным впрыском.

В других дизелях, не использующих непосредственный впрыск топлива, перед камерой сгорания создают небольшую дополнительную камеру, в которую и происходит впрыск топлива. Располагают эту камеру на противолежащей стороне от места установки форсунки и направления движения впрыскиваемого ею топлива. Данный конструктивный прием позволяет поднять обороты двигателя, но расплачиваться за это приходится некоторой потерей мощности.

Почему дизель шумит?

Хорошо знакомый рокот дизеля порождается возгоранием топлива и последующим резким спадом высокого давления в камере сгорания. Наиболее четко специфический рокот дизеля слышен после пуска во время прогрева двигателя на холостых оборотах.

У дизеля отсутствует система зажигания, но имеется система предпускового прогрева камер сгорания цилиндров с помощью пусковых свечей. Кроме того, времена продолжительного проворачивания двигателя стартером и томительного ожидания, когда погаснет контрольная лампа окончания предпускового прогрева, давно прошли. Уже немало производителей выпускают быстрозапускающиеся дизели, для запуска которых зимой требуется не больше пары секунд. Некоторые автомобили даже имеют «пусковую ручку», которой можно напрямую управлять топливным насосом высокого давления, чтобы изменять момент впрыска, ускорять прогрев и уменьшать выброс дыма при пуске.

Уход за дизелем

Поскольку дизель загрязняет масло в смазочной системе быстрее, чем бензиновый двигатель, большинство производителей автомобилей предусматривают более частую смену масла и фильтра.

В 1993 году компания Ford увеличила вдвое для своих новых дизелей межсервисный пробег и довела его до 16 тыс. км. Однако большинство автовладельцев продолжают по-прежнему заменять масло в середине межсервисного пробега из перестраховки, особенно когда соврешают преимущественно короткие поездки и часто запускают холодный двигатель. Кроме того, следует не забывать поддерживать систему вентиляции в чистом состоянии.

Специальные масла дизелей широко доступны сегодня и, судя по отзывам, довольно эффективны. Однако любое высококачественное моторное масло для карбюраторных двигателей также подойдет и для дизеля, если только его менять через определенные интервалы. Прочтите этикетку на банке, в которой изготовитель обычно дает указания в отношении дизелей. Если на этой этикетке ничего не найдете, то посмотрите этикетку на контейнере, в котором были упакованы банки.

У двигателей с верхним распредвалом следует заменять зубчатый ремень через указанные интервалы. В противном случае не исключено соударение поршня с клапанами, когда ремень внезапно порвется. Устранение последствий последнего потребует от вас немалых финансовых затрат. На практике уже имелись случаи обрыва ремней с пробегом до 48 тыс. км, но происходило это в результате попадания на них масла или воды из-за разгерметизации соответственно систем смазки и охлаждения. Однако, если вы вздумаете ездить, не меняя ремня, после пробега 58 тыс. км, то ваше нежелание потратить время на своевременную замену ремня может обернуться для вас в дальнейшем значительно большими затратами времени и денег.

Для замены топливного фильтра покупайте наилучший из доступных вам. Некоторые фильтры могут выглядеть внешне хорошо, но «плохо исполнять свои прямые обязанности». Не забудьте также сменить уплотнительное кольцо на корпусе фильтра. Еще отметим, что на дизеле одинаково трудно предотвратить как утечку топлива, так и подсос воздуха в топливную систему, которые сильно нарушают работу двигателя.

Если воздух попадает в топливопроводы, то может потребоваться удаление его оттуда через специальный клапан с помощью небольшого ручного насоса, обычно монтируемого для этих целей на топливном насосе высокого давления. Многие современные дизели имеют системы питания, самоудаляющие воздухом. Нужно лишь крутануть двигатель стартером, и воздух удалится.

Трудно избежать того, чтобы в топливном фильтре не конденсировалась влага, поэтому для некоторых дизелей на панели приборов предусматривается сигнальная лампа, извещающая о наличии воды в топливной системе.

Обычно при замене масла требуется только проверить состояние фильтра. Однако в случае эксплуатации автомобиля в тяжелых условиях, таких как повышенная влажность и большие перепады между дневной и ночной температурами, проверять состоянии фильтров следует чаще.

Все дизели на холоде дымят, но это не должно быть чрезмерным. Одной из наиболее распространенных причин этого является сбой в моменте подачи топлива насосом высокого давления, который легко устраняется путем повторной регулировки момента впрыска по меткам на коленчатом вале и насосе. Данная работа очень напоминает регулировку начального угла опережения зажигания на бензиновом двигателе. Операция может быть сделана на неработающем двигателе, однако лучше приобрести для этих целей специальную лампу для установки момента впрыска на дизели, которая крепится зажимом на топливоподводящей трубке форсунки и вспыхивает под действием толчков топлива, проходящего по трубке.

Другой причиной является подтекание топлива через форсунки с неплотно закрываемым топливоподающим каналом, что может приводить к переполнению цилиндра топливом и, как следствие, к чрезмерному дымлению при пуске. Кроме общей очистки форсунок и замены изношенных при пробеге около 110 тыс. км, мало что можно сделать еще в домашних условиях, чтобы проверить их работу. Разве что снять их и отдать проверить на каком-либо контрольном оборудовании.

Новые форсунки не дешевы, но вы сможете сэкономить немалую сумму, обратившись на станцию, занимающуюся ремонтом дизелей, и прокалибровать форсунки по вполне приемлемой цене. Цена на услугу зависит от расположения станции и наличия вокруг нее магазинов запчастей.

Однако вы в состоянии продлить срок службы форсунок, поддерживая в чистоте всасываемый дизелем воздух и топливные фильтры, и тем самым противодействовать загрязнению форсунок. Для этих целей следует периодически заливать в топливный бак в небольшом количестве специальные очистители.

Если следить за топливным насосом высокого давления, то он будет долго и исправно функционировать. Однако хотим предупредить, что его замена — довольно дорогая затея.

Блиц-Справка

Например, цена топливного насоса BOSCH модели Ford Escort 1,8, продаваемого фирменным дилером, составляет 950 долларов. В то же время анлогичный узел для Peugeot 405 с турбодизелем не превышает 750 долларов.

Плохой пуск и низкая приемистость дизеля могут быть обусловлены многими вещами: недоброкачественными пусковыми свечами, засорением каналов топливных магистралей, приводящим к падению давления подачи топлива, неисправностью топливопроводов и даже неправильной установкой форсунок. Определить плохо работающие пусковые свечи легко по тому, как долго не гаснет контрольная лампочка предпускового прогрева.

Поговорите с владельцами дизельных машин, и вы увидите, что никто из них и думать не хочет о том, чтобы снова сесть за руль бензинового автомобиля. Возможно, наступил и ваш черед, если дизель вполне отвечает вашим запросам.

Блиц-Справка

Покупка подержанного двигателя

Будьте внимательны при покупке подержанного дизеля. Дизели работают долго, но это не означает, что вы не должны осмотреть все традиционно изнашиваемые места. На некоторых двигателях очень легко замаскировать как продолжительность эксплуатации, так и износ. При оценке состояния такого двигателя есть опасность «лопухнуться», если вы плохо разбираетесь в дизелях.

Как и у бензиновых двигателей, выхлоп дизеля должен быть бездымным. Кроме того, не должен выходить дым из открытой горловины маслозаливной трубки на прогретом двигателе. Поскольку дизелю свойственна большая шумность, чем бензиновому двигателю, вы должны отличать рабочий шум от стука изношенных поршней, шатунов, распредвала и т. д. Если у вас сомнения в отношении состояния двигателя, то обратитесь за помощью к профессионалам.

Турбодизели очень популярны, поскольку турбонаддув хорошо вписывается в характеристики дизеля. Турбокомпрессоры работают с малым давлением наддува и на малых оборотах двигателя, что обеспечивает им более долгий, чем у бензиновых двигателей срок службы. Турбодизели превосходно подходят для тягачей и многотонных грузовых машин.

Однако дизельным автоматическим устройствам трудно соответствовать запросам автоматической коробки передач из-за пологой характеристики крутящего момента. Лишь немногие изготовители обеспокоены этой проблемой. В их числе Citroen, Mercedes, Peugeot и недавно присоединившийся к ним Opel, но и то они применяют автоматические коробки передач только на машинах среднего класса.

Благодаря все нарастающей популярности, на дизели больше не смотрят как на бедного родственника, и по уровню своей отделки они полностью соответствуют своим бензиновым собратьям.

При покупке обращайте внимание на остаточную стоимость дизеля. В свое время дизельные машины дали толчок росту объема продаж автомобилей в Германии, но пик объема продаж был достигнут еще четыре года назад и до настоящего времени идет постепенный спад, так что убедитесь, что вы не переплачиваете за честь стать владельцем дизельного авто.

Проверьте пробег. Дизельные машины раскупаются за их потенциально высокую надежность и возможно большой пробег. Особенно, когда они покупаются новыми. Но это вовсе не означает, что вы не должны обращать внимание на счетчик пробега. Действительно, многие торговцы не любят иметь дело с автомобилями, пробег которых перевалил за 80 тыс. км и, соответственно, корректируют цену на них. Или, не мудрствуя лукаво, просто сбрасывают пробег на счетчике. Пробег в 160 тыс. км вполне естественен для хорошо обслуживавшегося дизеля, но подумайте дважды, если счетчик показывает 320 тыс. км или, особенно, если это подержанное такси с таким пробегом.

За исключением двигателя, большинство дизельных машин по своему устройству идентичны своим бензиновым собратьям, то же относится и к подвескам, тормозам, но учитывайте цены на запчасти. Например, выхлопные системы служат долго, но отличаются от аналогичных бензиновых двигателей. И если вы привыкли покупать запчасти у разборщиков аварийных автомобилей, то имейте в виду, что детали бензиновых двигателей могут быть внешне похожими и подходить по размерам, однако блок цилиндров дизеля отличается от аналогичного блока бензинового двигателя и в большинстве случаев не может быть выбран в качестве замены. Также различаются передаточные числа коробок передач и сцепления.

Блиц-Справка

Будь здоров дизель

Мотор чихнул раз, другой и затих… Каждый, кто попадал в такую ситуацию, наверняка знает, какой рой вопросов проносится в голове во время неудачных попыток вновь запустить «сердце» «железного коня». Владельцы машин с дизельными двигателями ничем не отличаются от всех прочих, однако причины неприятностей с дизельными двигателями и способы их устранения во многом специфичны для этого типа моторов. Чтобы не усложнять себе жизнь, лучше послушать советы профессионалов, имеющих солидную практику в этой области.

К ним обратились и на этот раз, почерпнув массу полезной информации и довольно-таки простых в реализации практических советов.

Самым большим сюрпирзом оказывается то, что еще вчера не доставлявший хлопот двигатель вдруг напрочь отказывается «оживать» именно в тот момент, когда вы утром спешите на работу. Если такое приключилось впервые, да еще сопровождается белым выхлопом, то почти с полной уверенностью можнго сказать, что вивноваты свечи накаливания. Кстати, индикатор на панели приборов вполне может и ошибаться, утверждая, что со свечами все о,кей. Для проверки один конец провода подводится к «плюсу» аккумулятора, а второй подает напряжение напрямую на свечи. Если при этом проскакивает хорошая искра (ее нетрудно отличить от яркой вспышки короткого замыкания), провод начинанет греться, и после этого мотор заводится, то свечи здесь ни при чем. Неполадку следует искать в электрических цепях, подающих на них напряжение. Такимм образом можно проверить также клапан подачи топлива.

И, наконец, вините только себя, если пытались до этого завести машину с ходу. Ремень газораспределительного механизма при этом запросто мог проскочить через несколько зубьев. Запустить мотор не удается и, возможно, надо готовиться к сложному и дорогому ремонту двигателя.

Как показывает опыт, очень распространенной является и другая ситуация — двигатель работает на холостом ходу, а при попытке добавить оборотов сразу глохнет или останавливается, чуть проработав. Скорее всего, в топливную систему попал воздух. Стоит опять-таки обратить внимание на выхлоп. В этом случае он, как правило, белый с характерным запахом солярки. Разрежение в потоке топлива может возникнуть из-за засора, скажем, топливозаборника или топливаого фильтра. Чаще всего забивается именно топливаынй фильтр, причем такие неприятности вознакают большей частью в зимнее время.

Специалисты советуют всем придерживаться правила, не имеющего исключений: никогда не ремонтировать топливные фильтры. Разнообразные «промывания», «продувания», и прочие, якобы восстанавливающие процедуры, в лучшем случае просто не дадут эффекта, а в худшем — еще усугубят положение. Топливо, проходя через такой «восстановленный» фильтр, не только не получает положенной очистки, но еще и смывает из фильтра всю накопившуюся в нем прежде грязь. Это довольно быстро может вывести из строя прецизионный механизм ТНВД.

Еще одна псевдопомощь мотору, которую любят оказывать «знающие» механики, — установка нескольких топливных фильтров. С точки зрения достижения небывалой чистоты поступающей в двигатель солярки смысла в этой многоступенчатой фильтрации нет. Фирмы-изготовители дизельных автомобилей проводят точные расчеты производительности фильтров, которые подтверждаются целыми сериями испытаний, поэтому им стоит доверять. Дополнительные фильтры не просто бесполезны, а вредны. Они создают излишнее сопротивление, в силу чего ТНВД работает с перегрузокй и быстрее выходит из строя. Увеличившееся сопротивление в трубопроводе может также стать причиной подсасывания воздуха.

Не стоит идти на поводу и еще одного достаточно распространенного заблуждения о том, что дополнительные фильтры способствуют отделению воды из топлива. На самом деле фильтры воду не задерживают, для этого существуют специальные отстойники-сепараторы. О наличии такого сепаратора свидетельствует небольшая пробка снизу под фильтром. Сливать накопившуюся влагу следует примерно через каждые 3000 км пробега. Сливать жидкость нужно до тех пор, пока не потечет практически чистая солярка.

Об авторе: admin

Перед покупкой нового автомобиля у любого водителя встает выбор между двумя типами двигателей – бензин и дизель. Конечно, каждый автолюбитель имеет свои предпочтения и убеждения насчет преимуществ того или иного мотора. Однако какой из них лучше? В этой статье вы не найдете однозначного ответа на этот вопрос. Здесь мы объективно и подробно рассмотрим все плюсы и минусы каждого мотора, ну а окончательный выбор за вами, дорогие читатели. Для этого сравним оба типа двигателей по нескольким наиболее важным эксплуатационным параметрам.

Тип установленного двигателя одна из важнейших характеристик автомобиля

Мощность и крутящий момент

Бензиновые двигатели более короткоходные, чем дизельные. Вследствие этого они имеют меньший крутящий момент, зато выдают большую мощность и способны раскручиваться до высоких оборотов. Благодаря этому бензиновые моторы имеют хорошую разгонную динамику. Соперничать в этом с ними смогут разве что только современные дизели с турбонаддувом.
В случае если вы часто перевозите тяжелые грузы и вам необходима отличная тяга, то дизель – ваш выбор. Крутящий момент у него значительно выше и в полном объеме реализуется на низких оборотах благодаря более высокой степени сжатия, необходимой для самовоспламенения дизельного топлива (17:1 против 9-10:1 у бензиновых моторов).
По этому параметру однозначно выделить лидера нельзя, поэтому переходим к следующей характеристике.

Экономичность

Чаще всего автомобили с дизельными двигателями покупают ради экономии денег на топливе. Но возможно ли сэкономить свои средства, приобретая дизель? Давайте попробуем разобраться.

Как уже упоминалось выше, дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия. Благодаря этому повышается КПД (коэффициент полезного действия), который на 20-40 % выше, чем у бензиновых собратьев. А значит нетрудно догадаться, что дизельный мотор скушает гораздо меньше топлива на километр пути, нежели его бензиновый конкурент.
Кроме этого у дизельного двигателя впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания, а значит, его потери минимальны. У бензиновых же моторов топливо смешивается с воздухом во впускном коллекторе.

Все бы хорошо, но уже давно прошли те времена, когда литр солярки стоил на порядок дешевле литра даже самого низкокачественного бензина. В современных реалиях стоимость дизтоплива уже переплюнула дорогой 95-й бензин, а значит, экономия топлива практически нивелируется разницей в цене.

Приведем простой пример. Дизельный Ford Focus расходует 5.2 литра топлива на 100 км пути, его бензиновая версия – 6.4 литра на 100 км. При этом в большинстве районов нашей необъятной родины солярка в основном на 3 рубля дороже самого распространенного 92-го бензина. Путем нехитрого подсчета выясняем, что для того, чтобы закрыть разницу в стоимости вам придется проехать на дизеле не менее 145 тысяч километров. При ежегодном пробеге большинства автолюбителей 20-30 тыс. км покупать дизель ради экономии – как минимум нецелесообразно.

Шумность и вибрация

В настоящее время все автопроизводители активно работают над уменьшением шума и вибрации дизельных двигателей. Современные дизели уже вплотную приблизились по этим показателям к своим бензиновым собратьям. Однако даже на улице очень легко отличить дизель от бензина по характерному стуку и вибрации при работе на холостых оборотах. Бензиновый же мотор настолько тихий, что порой сложно на слух определить, работает он или нет.
Здесь однозначное преимущество у бензиновых двигателей.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Запуск и работа в мороз

Наверное, всем известны проблемы дизеля в морозную погоду. Все дело в том, что в дизельном моторе топливо самовоспламеняется за счет нагрева воздуха при сильном сжатии. При температуре ниже -30 градусов воздух не может достаточно прогреться, чтобы воспламенить топливо. Чтобы обойти эту проблему, в дизельных двигателях применяются свечи накала, которые разогревают камеру сгорания перед запуском до требуемой температуры.

Однако если машина с дизельным двигателем завелась в мороз, это еще не дает никаких гарантий, что она доедет из пункта А в пункт Б. Если в бак попало некачественное или летнее топливо, то на морозе в нем моментально образуются кристаллы парафина, которые в свою очередь закупоривают топливопровод и фильтры и автомобиль просто-напросто глохнет на ходу. Опытные дизелисты советуют зимой не опускать уровень топлива в баке ниже ½ во избежание подобных явлений.

С бензиновым же двигателем зимой такого не произойдет. Топливо стабильно воспламеняется от искры, обеспечивая легкий пуск. Вам остается лишь следить за уровнем и правильно подобрать моторное масло.
Еще одно очко в пользу бензиновых авто.

Обслуживание

Лет десять назад было принято считать, что обслуживать дизельный двигатель выходит намного дороже бензиновых моторов. В настоящее время ситуация в корне изменилась: цены на расходники для дизелей вполне приемлемы. Правда в статью расходов стоит добавить присадки к дизельному топливу. Их иногда стоит добавлять потому, что российская солярка не всегда попадается хорошего качества.

Другой вопрос – ремонт. По большому счету на трудозатраты на переборку дизельного двигателя не больше, чем бензинового: те же поршни, цилиндры, коленвал, кольца, иногда турбины и т. д. Однако не все так хорошо, как казалось бы. Есть одна деталь, которая сильно портит картину – ТНВД (топливный насос высокого давления). Само по себе устройство такого насоса несложное, однако, в нем применяется очень точная обработка деталей, которую сможет обеспечить далеко не каждый сервис. В результате этого для ремонта ТНВД нужно долго искать хорошего мастера, а за работу придется отдать от 400 до 1500 долларов. Установка нового насоса может быть вполне соизмерима с покупкой подержанной иномарки.

Экологичность

Несмотря на то, что дизельный двигатель более эффективно сжигает топливо, по уровню выбросов он все же уступает бензиновым моторам. Дизельное топливо содержит больше серы и при сгорании образует сажу. Дымный дизель также встречается чаще. Окончательно добивает тот факт, что согласно исследованиям ученых, продукты сгорания дизельного топлива сильно повышают риск возникновения рака у человека.
Бензин – более легкое топливо, сгорает быстрее с меньшим образованием отложений. Следственно автомобили с этими моторами намного экологичнее.

Долговечность

Дизельный двигатель работает на более низких оборотах, нежели бензиновый. Рабочий диапазон дизелей легковых авто чаще всего ограничивается 5000-6000 об/мин, в то время как бензиновые крутятся до 8000-9000 об/мин. Бензиновые моторы в большинстве своем ходят по 300-350 тыс. километров до капитального ремонта, в то время как некоторые дизеля способны проезжать до миллиона километров без серьезного вмешательства.

Цена

Степень сжатия в дизельных двигателях намного выше, поэтому поршни, блок цилиндров, шатуны, коленвал, головка блока и т. д. испытывают более высокие нагрузки, а значит должны быть соответствующе усилены. Следственно по цене дизельные двигатели проигрывают бензиновым собратьям.

Заключение

Сравнив бензиновый и дизельный двигатели по вышеописанным параметрам сделать окончательный выбор становиться легче. Если вам нужна хорошая разгонная динамика, вы не планируете перевозить тяжелые грузы и устраивает ресурс в 300 тыс. км, то бензиновые авто для вас. Дизели же больше подходят для грузовых автомобилей, «рабочих лошадок», которые часто перевозят какие-либо грузы с большими годовыми пробегами.

Однако что ни говори, у каждого типа моторов найдется масса поклонников, а споры по поводу того, что лучше будут продолжаться до тех пор, пока будут существовать эти двигатели. Недаром говорят – на вкус и цвет товарищей нет.

Принципы работы, преимущества и недостатки дизельного двигателя

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

Понимание эффективности дизельного двигателя, истории и принципов работы

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

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

Содержание

1 Принцип работы дизельного двигателя
2 Преимущества дизельных двигателей
3 Подпишитесь на нашу рассылку
4 Недостатки дизельных двигателей
5 Пожалуйста, поделитесь!

Принципы работы дизельного двигателя

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

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

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

Посмотрите, как работает дизельный двигатель в видео ниже :

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

Преимущества дизельных двигателей

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

1. Он имеет самый высокий эффективный КПД среди всех двигателей внутреннего сгорания.

2. Дизельный двигатель может работать на самых разных видах топлива.

3. Низкие затраты на топливо. То есть экономичный.

4. Обладает высокой плотностью энергии

5. Хорошие смазывающие свойства

6. Низкий риск воспламенения, т. к. не образуются легковоспламеняющиеся пары

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

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

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Недостатки дизельных двигателей

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

1. Автомобили с дизельным двигателем обычно стоят дороже, чем стандартный автомобиль

2. Стоимость дизельного топлива высока в большинстве географических регионов.

3. Техническое обслуживание и ремонт дизельного двигателя дороже.

4. У вас может не быть такого доступа к топливу, как при использовании дизельного топлива.

5. Новое дизельное топливо не обладает такими смазывающими свойствами.

6. Затрудненный запуск дизеля в мороз.

7. Дизельные двигатели значительно шумнее бензиновых аналогов.

См. также:

Компоненты автомобильного двигателя
Понимание бензинового двигателя
Применение дизельного двигателя
Понимание автомобильного двигателя

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

Как работает дизельный двигатель?

Содержание

1 Что такое дизельный двигатель?
2 История дизельного двигателя
3 Цикл дизельного двигателя
4 Принцип работы дизельного двигателя
- - 4. 0.1 1) Ход всасывания
  - 4.0.2 2) Такт сжатия
  - 3)106 Мощность
  - 4.0.4 4) Выхлопная ход
5 Компоненты дизельного двигателя
6 Эффективность дизельного двигателя
7 Теоретический двигатель дизельного велосипеда
8 Типы Engines Engines
- 8.1 1).
- 8.2 2) 4-ударный дизельный двигатель
. Применение дизельного двигателя
12 Часто задаваемые вопросы Раздел
- 12.1 Что лучше дизельный двигатель или бензиновый двигатель?
- 12.2 Какие проблемы с дизельными двигателями?
- 12.3 Дизельный двигатель работает по какому циклу?
- 12.4 Какие существуют типы дизельных двигателей?
- 12.5 Из каких частей состоит дизельный двигатель?
- 12.6 Есть ли у дизельных двигателей свечи зажигания?
- 12.7 Кто изобрел дизельный двигатель?
- 12.8 Что произойдет, если заправить дизельный двигатель бензином?

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) чаще всего используются в подержанных автомобилях. Это самые экономичные и высокопроизводительные двигатели. Двигатели внутреннего сгорания имеют несколько типов, и дизельный двигатель является одним из них. Дизельный двигатель также известен как двигатель с воспламенением от сжатия (CI).

Дизельный двигатель представляет собой двигатель со сжатием, в котором процесс смешивания топлива и воздуха происходит в карбюраторе двигателя. В этом двигателе процесс сжатия происходит за счет высокого сжатия воздуха. В этой статье мы подробно обсудим различные аспекты дизельного двигателя.

Что такое дизельный двигатель?

Двигатель , в котором дизельное топливо воспламеняется вследствие высокой степени сжатия воздуха в камере сгорания, называется дизельный двигатель . Дизельный двигатель также известен как двигатель с воспламенением от сжатия, потому что в этом двигателе воспламенение происходит из-за высокого сжатия воздуха. В этом двигателе для зажигания не используется свеча зажигания. В 1893 , Рудольф Дизель изобрел первый дизельный двигатель .

Дизельный двигатель имеет более высокий КПД, чем другие двигатели внутреннего сгорания (например, бензиновые двигатели). Это связано с тем, что он имеет самый высокий коэффициент горения и расширения на обедненной смеси, благодаря чему тепло рассеивается избыточным воздухом.

Эти двигатели бывают двух типов: четырехтактные и двухтактные дизельные двигатели. Эти типы дизельных двигателей использовались вместо стационарных паровых двигателей для повышения производительности.

В 1910 году эти двигатели были израсходованы на кораблях и подводных лодках. Через некоторое время они использовались в таких приложениях, как электростанции, сельскохозяйственное оборудование, тяжелая техника, грузовики и локомотивы.

В 1970-х годах дизельные двигатели чаще всего использовались в более крупных внедорожниках и дорожных транспортных средствах.

Низкооборотный двигатель CI (используемый в приложениях, где общий вес кораблей и других двигателей относительно невелик) может достигать эффективного КПД до 55%.

История дизельного двигателя

Рудольф Дизель изобрел дизельный двигатель 1 ^st в 1878 . Он был студентом Политехникума в Мюнхене. Дизельный двигатель назван по имени Rudolf Diesel .

Проработав много лет, Дизель опубликовал свои идеи о дизельном двигателе в 1893 в эссе « Теория и конструкция рационального теплового двигателя ». Дизельный двигатель, произведенный Langen & Wolf по лицензии, 1898

Рудольф Дизель, когда он изобретал дизельный двигатель, компрессорная зажигалка использовалась как эффективный и экономичный способ сжигания двигателя.

Дизель использовал масла, такие как растительные масла, чтобы изобрести свой первый двигатель, поскольку в то время у него не было формулы для дизельной инфраструктуры. Очень высокая степень сжатия использовалась для создания высокого давления и высокой температуры, необходимых для автоматического сгорания. Это была главная особенность двигателя с воспламенением от сжатия.

Также требовался метод впрыска топлива непосредственно в камеру сгорания. Со временем инфраструктура загрязнения нефтью стала топливом, таким как бензин (для поддержки бензиновых двигателей), нефть и мазут (котельная) и дизельное топливо.

Дизельный цикл

Дизельный цикл завершает рабочий такт за два или четыре хода поршня. Объяснение работы цикла дизельного двигателя приведено ниже с помощью диаграммы T-S и P-V:

1) Процесс всасывания (0-1)

При всасывании воздуха поршень движется от ВМТ к НМТ (ход вниз). По мере движения вниз свежий воздух начинает поступать из атмосферы в цилиндр сжатия или камеру сгорания.
Во время этого процесса выпускной клапан остается закрытым, а всасывающий открывается.

2) Изэнтропическое сжатие (1-2)

После всасывания всасывающий клапан закрывается, и поршень перемещается вверх (от НМТ к ВМТ).
При движении поршня вверх он сжимает воздух внутри цилиндра.
В процессе сжатия температура воздуха увеличивается с T ₁ до T ₂ , объем уменьшается с V ₁ до V ₂ , а давление повышается с P ₁ до P ₂ .
Однако в течение всего этого процесса энтальпия не меняется (S ₁ = S ₂ ).
Этот процесс известен как изэнтропический, потому что энтальпия не изменяется.
При изоэнтропическом сжатии воздух сжимается до такой высокой температуры и давления, что воздушно-топливная смесь воспламеняется сама по себе, и для этого не требуется дополнительный внешний источник тепла или свеча зажигания.

3) Подвод тепла при постоянном давлении (2-3)

Когда сильно сжатый воздух достигает точки 2 (как показано на диаграмме PV и TS), топливная форсунка впрыскивает дизельное топливо в цилиндр, который смешивается со сжатым воздухом.
При соприкосновении дизельного топлива со сжатым воздухом топливовоздушная смесь воспламеняется из-за высокого сжатия воздуха. Этот процесс воспламенения добавляет тепла в сжатую воздушно-топливную смесь.
Во время этого процесса поршень становится постоянным, и давление также остается постоянным (P ₂ =P ₃ ). Однако энтальпия возрастает от S ₂ до S ₃ , температура увеличивается от T ₂ до T ₃ , а также увеличивается объем от V ₂ до V ₃ .

4) Изэнтропическое расширение (3-4)

В этом процессе смесь расширяется в цилиндр.
За счет расширения тепло воспламененной воздушно-топливной смеси воздействует на поршень и заставляет его двигаться вниз, что приводит во вращение коленчатый вал. Это вращение коленчатого вала приводит к дальнейшему движению автомобиля.
В течение всего этого процесса давление смеси падает с P ₃ до P ₄ , объем увеличивается с V ₃ до V ₄ , температура также снижается с T ₃ до T ₄ . Однако энтропия не меняется S ₃ = S ₄ .

5) Отвод тепла постоянным объемом (4-1)

После процесса расширения поршень перемещается дальше вниз для отвода отработанного тепла из цилиндра.
В этом процессе энтропия падает с S ₄ до S ₁ , температура до T ₁ , а давление падает далее до P ₁ . Однако объем остается неизменным (т.е. V4 = V1).
После отвода всего отработанного тепла поршень снова засасывает воздух, и весь процесс повторяется.

Принцип работы дизельного двигателя

Работа дизельного двигателя отличается от работы бензинового двигателя или двигателя SI. Дизельный двигатель работает по основному принципу 9.0037 дизельный цикл . A diesel engine cycle consists of four processes those are:

Suction
Compression
Expansion and
Exhaust Process

1) Suction Stroke

The piston движется вниз внутри камеры сгорания на ранней стадии и создает вакуум внутри цилиндра.
Из-за создания вакуума возникает разница давлений снаружи и внутри цилиндра.
Из-за разницы давлений впускной клапан открывается, выпускной клапан закрывается, и воздух из атмосферы поступает в камеру сгорания.

2) Такт сжатия

После такта всасывания впускной клапан и выпускной клапан закрываются, и поршень начинает двигаться вверх (от НМТ к ВМТ) для сжатия воздуха. В этом процессе сжатия воздуха давление и температура воздуха увеличиваются, но объем уменьшается.
В конце такта сжатия поршень некоторое время начинает двигаться с постоянной скоростью, и в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое смешивается со сжатым воздухом.
Из-за сильного сжатия воздуха топливно-воздушная смесь воспламеняется, и внутреннее тепло смеси увеличивается. Во время этого процесса подвода тепла давление воздушно-топливной смеси остается постоянным (как показано на приведенной выше PV-диаграмме цикла дизельного двигателя).

3) Рабочий ход

За счет воспламенения воздушно-топливной смеси тепло выделяется воздушно-топливной смесью.
Выделившееся тепло воздействует на поршень и толкает его вниз.
Когда поршень движется вниз, сгоревшая смесь расширяется в камеру сгорания. Это движение поршня вниз приводит во вращение коленчатый вал и движение автомобиля.

4) Такт выпуска

После рабочего такта поршень достигает НМТ, открывает выпускной клапан и выталкивает выхлопные газы из камеры.
После такта выпуска поршень снова движется вверх и повторяет весь цикл.

Читайте также: Работа бензинового двигателя

Компоненты дизельного двигателя

Двигатель сжатия зажигания (CI) или дизельного двигателя ниже.

Топливная форсунка

Картер

Турбокомпрессор

Распредвал

Коленвал

и многие другие агрегаты. Эта система также имеет топливные фильтры, используемые для фильтрации топлива и очистки его от пыли и другой грязи.

2) Топливный сепаратор

Эта часть дизельного двигателя используется для остановки некачественного топлива при отказе двигателя.

3) Топливные фильтры

Фильтры играют жизненно важную роль в обеспечении безопасности двигателя. Они фильтруют топливо и удаляют из топлива пыль и другие загрязнения. Таким образом, он также продлевает срок службы двигателя.

4) Топливная форсунка

Форсунка играет важную роль в процессе сгорания топлива. Он работает таким образом, что впрыскивает топливо в камеру сгорания по мере того, как сжатый воздух входит в камеру и смешивает топливо со сжатым воздухом.

5) Турбокомпрессор

Турбокомпрессор позволяет двигателю всасывать больше воздуха в камеру сгорания и увеличивает мощность двигателя.

6) Доохладитель

Используется для снижения температуры всасываемого воздуха.

7) Система смазки

Система смазки имеет следующие основные цели:

Удаляет посторонние материалы из двигателей.
Соедините поршневое кольцо с цилиндром.
Уменьшает износ и предотвращает заедание трущихся поверхностей.
Отводит тепло от поршней и других компонентов.
Уменьшает мощность, необходимую для отключения сопротивления трения.

В системе масляной смазки различные части дизельного двигателя смазываются под высоким давлением. Это масло для смазки деталей двигателя хранится в масляном поддоне. Масляный насос перекачивает масло и перекачивает его в фильтр.

Пройдя фильтр, масло попадает в главную галерею. Масло главной галереи используется для смазки коренных подшипников.

После смазки подшипников часть масла возвращается в картер, часть масла используется для смазки стенок цилиндра, а оставшееся масло поступает в шатунную шейку. Масло смазывает поршневое кольцо, перетекая от шатунной шейки к поршневому пальцу через отверстие в шатуне.

8) Система охлаждения

Система охлаждения в двигателе выполняет множество функций. Большинство целей системы охлаждения:

Она поддерживает идеальную температуру для наилучшей эффективности двигателя в любых ситуациях.
Эта система сохраняет смазочные свойства масла.
Предотвращает избыточное тепло и защищает такие детали двигателя, как клапаны, поршни, головку блока цилиндров и сам цилиндр.

Система охлаждения обеспечивает два вида охлаждения:

Водяное охлаждение
Воздушное охлаждение

Цилиндр двигателя окружен водяной рубашкой. Эта рубашка имеет воду, которая поглощает тепло от цилиндра.

Метод водяного охлаждения бывает трех типов:

Метод с принудительной циркуляцией
Термосифонный метод
Непрямой или прямой метод

Эффективность дизельного двигателя

Дизельный двигатель имеет высокий КПД благодаря высокой степени сжатия. Отсутствие дроссельной заслонки означает очень малые потери при воздухообмене, что позволяет потреблять меньше топлива, особенно при средних и малых нагрузках. По этим причинам дизельные двигатели очень экономичны.

Согласно Рудольф Дизель , фактическая производительность дизеля должна быть от 43,2% до 50,4% и более.

Фактический КПД дизельного двигателя в новейших легковых автомобилях может достигать 43 %, а двигатели тяжелых дизельных автобусов и грузовиков достигают максимального КПД до 45 %. Но ездовой цикл имеет меньшую среднюю эффективность, чем максимальную эффективность.

Максимальный КПД дизельного двигателя составляет около 55% , которого можно достичь с помощью большого 2-тактного судового дизельного двигателя .

Теоретический КПД дизельного двигателя

Такт сжатия и рабочий ход дизельного двигателя являются обратимыми адиабатическими. Следовательно, эффективность дизельного цикла можно измерить по процессам постоянного объема и постоянного давления.

Приведенная ниже формула позволяет рассчитать эффективность дизельного цикла:

Как мы уже обсуждали,

Выполненная работа = Тепло, подведенное к системе – Тепло, отведенное системой

Эффективность:

Степень сжатия (r) указана ниже:

Коэффициент отсечки приведен ниже:

Степень расширения приведена ниже;

После расчета всех параметров, теперь рассчитаем процесс подвода тепла при постоянном давлении (1-2),

Итак, в случае адиабатического сжатия (4-1), адиабатического расширения (2-3),

Подставив значение T1 в уравнения (v) и (iv),

Теперь подставив значения T3, T2 и T1 в приведенное выше уравнение (iii),

7 Типы дизельных двигателей

Дизельные двигатели бывают двух основных типов:

4-тактный дизельный двигатель
2-тактный дизельный двигатель

1) 2-тактный дизельный двигатель

7 дизельный двигатель представляет собой тип двигателя с воспламенением от сжатия, который завершает рабочий цикл всего за два хода поршня. Он воспламеняет топливо из-за высокой степени сжатия топлива.

Преимущества и недостатки двухтактного дизельного двигателя:-

Преимущества	Двухтактный дизель имеет нестабильную работу на холостом ходу.
У них низкая стоимость.	Эти двигатели сильно загрязняют окружающую среду.
Эти двигатели могут работать в любом положении.	У них высокий уровень шума.
Эти двигатели внутреннего сгорания легко запускаются.	У них высокие вибрации.
У них простой механизм.	Проблемы с очисткой.
Требуют низких затрат на обслуживание.	Низкий объемный и тепловой КПД.

Подробнее: Двухтактный двигатель в рабочем состоянии

2) Четырехтактный дизельный двигатель

Завершает рабочий цикл после двух оборотов коленчатого вала или четырех ходов поршня. You can find these engines in heavy vehicles like buses, coaches, tractors, cars, etc.

Advantages and disadvantages of 4-stroke Diesel Engine: –

Advantages	Disadvantages
Имеет высокую степень сжатия.	Этот дизельный двигатель имеет высокую стоимость.
Обладает более высокой топливной экономичностью по сравнению с двухтактным двигателем.	Имеют сложную конструкцию.
Они меньше загрязняют окружающую среду.	Они менее мощные, чем двухтактные двигатели.
Обладают высокой прочностью.	У этих двигателей больше деталей.
Обладают высокой топливной экономичностью.	Имеют большой вес.

Подробнее: Четырехтактный двигатель в рабочем состоянии

Разница между дизельным двигателем и бензиновым двигателем

Дизельный двигатель	Бензиновый двигатель
Дизельный двигатель работает по дизельному циклу.	Бензиновый двигатель работает по циклу Отто.
Это более эффективно.	Менее эффективен.
Они истощаются в большегрузных автомобилях, таких как автобусы, тракторы, автомобили и т. д.	Чаще всего они истощаются в небольших транспортных средствах, таких как фургоны, мотоциклы и т. д.
Это очень дорого.	У них низкая стоимость.
В дизельном двигателе используется очень дорогое дизельное топливо.	Бензиновый двигатель работает на более дешевом бензине.
Имеет высокую степень сжатия.	Имеет относительно низкую степень сжатия.
Имеют высокие эксплуатационные и первоначальные затраты.	Эти двигатели имеют низкие затраты на техническое обслуживание и первоначальные затраты.
Дизельное топливо труднее воспламеняется.	Бензин легко воспламеняется.
Издает сильный шум во время работы.	Производит меньше шума.
Дизельный двигатель имеет низкий расход топлива.	Бензиновый двигатель имеет более высокий расход топлива.

Преимущества и недостатки дизельного двигателя

Преимущества и недостатки дизельных двигателей приведены ниже:

Преимущества дизельного двигателя

Основным преимуществом использования двигателя с воспламенением от сжатия является непосредственный впрыск топлива внутрь камеры сгорания. Для горения не требуется свеча зажигания. Кроме того, газ не нужен для управления источником питания двигателя с воспламенением от сжатия.
Дизельный двигатель имеет более высокий КПД, чем двигатель SI.
Обладает высокой скоростью.
Для увеличения крутящего момента используется ловушка для дыма. Если в работе только редукция УВ и защита, то можно уменьшить прокачку и производительность перекачки, а также увеличить пропускную способность подводящего канала. HC и CO также могут быть уменьшены.
Дизельный двигатель или двигатель с воспламенением от сжатия также потребляет меньше топлива по сравнению с двигателем SI.
Этот тип двигателя потребляет мало топлива.
Эти двигатели требуют минимального обслуживания по сравнению с бензиновыми двигателями.
Двигателю CI не требуется свеча зажигания для воспламенения топлива.

Недостатки дизельных двигателей

Эти двигатели требуют высокой степени сжатия для создания условий, необходимых для автоматического зажигания
Дизельный двигатель имеет большую вероятность аварии по сравнению с бензиновым двигателем.
Если этот двигатель не будет управляться должным образом, он может необратимо повредить свои компоненты в условиях сильного пожара.
Высокая степень сжатия влияет на его производительность.
Эти двигатели требуют высоких затрат на техническое обслуживание.
Автомобили с дизельными двигателями стоят дороже.
Дизельное топливо имеет более высокую цену по сравнению с бензиновым топливом.
Они дороже по сравнению с двигателями с искровым зажиганием.

Применение дизельного двигателя

Двигатель с воспламенением от сжатия используется в тяжелом промышленном оборудовании.
Двигатели внутреннего сгорания используются для питания различных компрессоров, насосов и больших двигателей.
Эти двигатели внутреннего сгорания используются в гидроэлектростанциях.
Они используются с турбинами для выработки электроэнергии.
Они используются для питания кораблей.
Высокоскоростные двигатели используются в автомобилях, автобусах, яхтах, грузовиках, тракторах и различных автомобилях.
Они также используются для питания железнодорожного поезда.

Часто задаваемые вопросы Раздел

Что лучше дизельный двигатель или бензиновый двигатель?

Дизельный двигатель лучше бензинового, поскольку он выделяет меньше CO2 по сравнению с бензиновым двигателем. Дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые, но имеют высокую стоимость.

Дизельные двигатели способны перемещать тяжелые грузы, поскольку они развивают больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели. Поэтому дизельные двигатели чаще всего используются в большегрузных транспортных средствах.

Какие проблемы с дизельными двигателями?

Дизельные двигатели плохо запускаются.
У них высокая стоимость.
Тяжелый
В дизельном двигателе используется дизельное топливо, которое намного гуще бензина. Из-за этого дизельное топливо имеет высокую вероятность загрязнения.

Дизельный двигатель работает по какому циклу?

Дизельный двигатель работает по дизельному циклу.

Какие бывают типы дизельных двигателей?

Дизельный двигатель бывает двух основных типов:

4-тактный двигатель
2-тактный двигатель

Из каких частей состоит дизельный двигатель?

The diesel engine has the following parts:

After-cooler
Fuel system
Crankshaft
Cooling system
Camshaft
Fuel filters
Fuel injector
Crankcase
Fuel system
Поршень

Есть ли у дизельных двигателей свечи зажигания?

В дизельном двигателе нет свечи зажигания. Причина в том, что в этом двигателе воспламенение происходит за счет высокого сжатия воздуха.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Рудольф Дизель открыл дизельный двигатель в 1890-х годах.

Что произойдет, если заправить дизельный двигатель бензином?

Дизельное топливо сконструировано таким образом, что для его воспламенения не требуется внешний источник тепла (например, свеча зажигания), в то время как бензиновое топливо не может воспламениться без свечи зажигания. Поэтому, если вы заправите дизельный двигатель бензином, он не загорится, и двигатель не заведется.

Заключение

Дизельные двигатели наиболее широко используются во всем мире. Причина их популярности в том, что они более эффективны, чем бензиновые двигатели. Эти двигатели используются для питания различных тяжелых транспортных средств, а также для питания тяжелой промышленной техники.

Двигатель CI потребляет меньше топлива по сравнению с бензиновым двигателем. Так, дизельный двигатель имеет большую мощность и скорость, чем двигатель СИ. Но эти двигатели имеют высокую стоимость по сравнению с бензиновыми двигателями.

Подробнее

Различные типы двигателей
Типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС)
Работа и типы бензиновых двигателей
Типы роторных двигателей

Работа и 90 Типы двигателей Stirling 90 90 9019 Работа016 Двигатели

Типы реактивных двигателей

Как работают дизельные двигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 20 октября 2021 г.

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

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

Содержание

Что такое дизельный двигатель?
Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?
Четырехтактные двигатели
Двухтактные двигатели
Что делает дизельный двигатель более эффективным?
Чем отличается дизельное топливо?
Преимущества и недостатки дизельных двигателей
Кто изобрел дизельный двигатель?
Узнать больше

Что такое дизельный двигатель?

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

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

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

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

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

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

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Фото: Типовой дизельный двигатель проходит испытания в лабораторных условиях.
Фотография Пэта Коркери предоставлена Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

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

Чем отличается дизельное топливо?

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

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

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

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

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

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

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

Кто изобрел дизельный двигатель?

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

1861: французский инженер Альфонс Бо де Роша (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на эту идею 16 февраля 1862 года, но ему это не удается. собрать рабочую машину.
1876: Немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) строит первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
1878: шотландец Дугалд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
1880: 22 года,
Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру-холодильнику Карлу фон
Линде (1842–1934), где он узнает о термодинамике (наука
того, как движется тепло) и как работают двигатели.
1890: Дизель придумал, как улучшить двигатель внутреннего сгорания
двигатель, использующий более высокое давление и температуру, для которого не требуется свеча зажигания.
1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы другие не могли ими воспользоваться.
Изображение: Оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он нарисовал его в своем патенте 1895 года.
Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как называл его Дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4). Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), соединена с центробежным регулятором (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключая подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, затем снова включая его, когда двигатель снова замедляется). Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в
Патент США № 542 846: Способ и устройство для преобразования тепла в работу Рудольфа Дизеля.
1893: Дизель строит огромный стационарный двигатель, который работает в течение одной минуты самостоятельно.
власти, 17 февраля 1894 г.
1895: Патент на дизельный двигатель выдан в США 16 июля 1895 года.
1898: С помощью Дизеля в
завод Адольфа Буша в Сент-Луисе, штат Миссури, США.
(1839–1913), пивовар пива Budweiser.
1899: На заводе Diesel в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей.
Дизель начинает лицензировать свои идеи другим фирмам и вскоре становится
очень богатый.
1903: Petit Pierre, одно из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марна-Рейн во Франции.
1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свой первый рейс.
1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, по-видимому, выпав за борт корабля «Дрезден» во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или покончил жизнь самоубийством, но ничего не известно.
доказано.
1931: Клесси Камминс,
основатель Cummins Engine Co., строит один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и демонстрирует его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1,39 доллара.топлива.
1931: Компания Caterpillar произвела революцию в сельском хозяйстве, представив дизельный двигатель Sixty,
свой первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, созданный на базе популярной модели Caterpillar Sixty.
1936: Mercedes представляет
260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем.
остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
1939: General Motors представляет свой EMD FT, мощный дизель-электрический локомотив, и отправляет первый из них (номер 103) в годичное путешествие, чтобы продемонстрировать его ценность. Несомненно доказывая превосходство дизеля, это звучит похоронным звоном для паровозов.
1970-е годы: глобальный топливный кризис возродил интерес к использованию в автомобилях небольших эффективных дизельных двигателей.
1987: Всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2)
был переоборудован девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что делало его самым мощным торговым судном с дизельным двигателем в то время.
2000: Peugeot представляет первые в мире сажевые фильтры (PF) для дизельных двигателей модели 607, заявляя о снижении выбросов сажи на 99 процентов.
2015: Volkswagen втянут в крупный глобальный скандал из-за систематического мошенничества с тестами на выбросы дизельных двигателей. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей.
с 2019 года все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими.

Узнайте больше

На этом сайте

Биотопливо
Карбюраторы
Электрические и гибридные автомобили
Двигатели (общий обзор тепловых двигателей)
Бензиновые автомобильные двигатели
История автомобилей

На других сайтах

Форум дизельных технологий: отраслевая организация, продвигающая более чистые и эффективные дизельные двигатели.

Книги

Для читателей старшего возраста

Справочник по дизельным двигателям Клауса Молленхауэра, Гельмута Чоке (ред.). Springer, 2010. Обширный сборник научных статей, посвященных истории и эксплуатации всех видов дизельных двигателей.
Два основных двигателя глобализации: история и влияние дизельных двигателей и газовых турбин Вацлава Смила. MIT Press, 2010. Увлекательный социальный анализ влияния дизельного двигателя на нашу жизнь.
Биодизель: рост экономики новой энергии, Грег Пал. Chelsea Green, 2008. Всемирный обзор биодизеля, включая его историю, будущее и воздействие на окружающую среду.
Дизельный двигатель Дэниела Дж. Холта (ред.). Общество автомобильных инженеров, 2004 г. Сборник технических документов, освещающих последние тенденции и разработки в области проектирования двигателей.
Справочник по дизельным двигателям Бернарда Чаллена и Родики Баранеску. Butterworth-Heinemann, 1999. Подробное, хорошо иллюстрированное руководство по всем видам дизельных двигателей и их применению, охватывающее как дорожные, так и морские транспортные средства.
Дизель: Человек и двигатель Мортона Гроссера. Дэвид и Чарльз, 1978 г. Если вы ищете простую биографию Дизеля, эта очень читаемая старая книга стоит поискать; довольно легко найти б/у. Первая часть представляет собой хронологический отчет о том, как Дизель разработал свой двигатель, в основном благодаря одержимости стремлением превзойти эффективность бензина и пара. Последние несколько глав (о состоянии мирового производства дизельного топлива) крайне устарели и не стоят того, чтобы их читать, но первые три четверти книги остаются совершенно актуальными.

Для младших читателей

Car Science by Richard Hammond. DK, 2007. Это лучше всего подходит для детей в возрасте 9–12 лет, но будет интересно и читателям постарше. (Я работал одним из консультантов и соавторов этой книги и очень рекомендую ее.)

Статьи

Великобритания может запретить продажу бензиновых и дизельных автомобилей через 12 лет, сообщает Shapps by Jasper Jolly. The Guardian, 12 февраля 2020 г.
Британское правительство предполагает, что оно может полностью запретить двигатели внутреннего сгорания чуть более чем через десять лет.

Тесты на выбросы

«Невозможно обмануть» показывают, что почти все новые дизели все еще грязные. Дэмиан Кэррингтон, The Guardian, 6 июня 2018 г. Новое исследование предполагает, что дизельные двигатели в подавляющем большинстве виноваты в загрязнении воздуха в городах.
Насколько токсичен ваш
выхлоп автомобиля? Том де Кастелла, BBC News, 17 октября 2017 г. Почему современные дизели грязнее, чем вы думаете, и почему европейские системы контроля выбросов, основанные на нереалистичных лабораторных испытаниях, не смогли сделать их такими чистыми, как мы ожидаем.
По мере того, как скандал с выбросами расширяется, будущее дизельных двигателей в Европе выглядит шатким, Джек Юинг. Нью-Йорк Таймс. 25 июля 2017. Дизельные двигатели могут стать самыми большими жертвами скандала с Volkswagen.
Дизельный двигатель на 120 Вацлава Смила. IEEE Спектр. 23 января 2017 г. Почему дизельные двигатели никуда не денутся.
Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир, Тим Харфорд, BBC News, 19 декабря 2016 г. Краткий отчет о жизни Дизеля (и неоднозначной смерти).
Грязная правда о «Чистом дизеле» Тараса Греско. Нью-Йорк Таймс. Почему наша любовь к дизелям так ужасно испортилась?
Затемнение будущего дизельного топлива в автомобилях, Конрад де Энлль. Нью-Йорк Таймс. 8 декабря 2015 г. Есть ли будущее у дизеля в легковых автомобилях?
Дизельные автомобили: не пора ли перейти на более чистое топливо? Ричард Андерсон, BBC News, 16 июля 2015 г. С точки зрения загрязнения и выбросов дизельные двигатели кажутся вредными для окружающей среды.
Argonne Labs моделирует дизельный двигатель Филипа Э. Росса. IEEE Спектр. 2 октября 2014 г.
Почему для моделирования того, что происходит внутри двигателя, нужен один из самых мощных в мире суперкомпьютеров?
Являются ли газовые двигатели более эффективными, чем дизельные? Рекс Рой, Popular Mechanics, 22 ноября 2010 г.

Технические ссылки

Рациональный тепловой двигатель Дизеля: лекция Рудольфа Дизеля. Издательство Progressive Age Publishing, 1897. Эта захватывающая стенограмма — отличное место для более глубокого технического понимания научных и инженерных мотивов Дизеля. Он точно описывает, чего он пытался достичь и как он это делал, кратко документирует историю своих экспериментов на сегодняшний день и включает некоторые сторонние тесты, подтверждающие эффективность его двигателя.

Патенты

Патент США № 542,846: Метод и устройство для преобразования тепла в работу Рудольфом Дизелем, 16 июля 1895 г. Оригинальный дизельный двигатель, описанный самим изобретателем в одном из первых патентов.
Патент США № 542846: Двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, 9 августа 1898 г. Усовершенствованная версия двигателя Дизеля, описанная в чуть более позднем патенте.

Каталожные номера

↑ Вы увидите множество вариаций этого рисунка.
В современной дизельной технологии: дизельные двигатели (Cengage, 2009 г.)., стр. 48), Шон Беннет цитирует 14–24 с типичным значением 16/17.
↑ Это явно спорный вопрос, в зависимости от того, какие двигатели
ты сравниваешь. В статье Википедии есть общее обсуждение
В КПД двигателя.
↑ Арахисовое масло упоминается во многих источниках, в том числе «Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир» Тима Харфорда, BBC News, 19 декабря 2016 г. Краткое изложение собственных мыслей Дизеля о децентрализации см.
см. Рациональный тепловой двигатель Дизеля: лекция, Progressive Publishing, 189.7, с.18.
↑ [PDF] Качество воздуха в
Отчет Европа — 2016 г. , Европейское агентство по окружающей среде, Отчет ЕАОС № 28/2016, стр. 45.

Как работают дизельные двигатели?

62
/ 100

Powered by Rank Math SEO

Если вы попали на эту страницу, мы считаем безопасным считать, что вы уже знаете, что дизельный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания. Но что это на самом деле означает? Что ж, давайте разберем его для вас. Сгорание является синонимом горения, что означает, что топливо, в данном случае дизельное топливо, сжигается внутри (внутри) двигателя для выработки энергии. То же самое относится и к бензиновым двигателям, однако есть существенная разница (или искра!) в том, как зажигается каждый из этих двигателей.

Благодаря внутреннему сгоранию в дизельных двигателях топливо сгорает внутри цилиндров, тем самым максимально используя энергию, так как нет необходимости, чтобы тепло поступало в цилиндр откуда-то еще. Все основные процессы происходят в одном месте, что повышает общую эффективность работы двигателя в целом. Проще говоря, двигатели внутреннего сгорания производят больше энергии из того же объема топлива, и поэтому они намного эффективнее двигателей вечного сгорания.

Принцип работы дизельного двигателя

1
Принцип работы дизельного двигателя

2
Типы дизельных двигателей

3
Часто задаваемые вопросы владельцев бизнеса

3.1
Каковы некоторые из выдающихся преимуществ дизельных двигателей?

3.2
Почему дизельные двигатели шумят?

Познакомившись с основами, пришло время углубиться в механику дизельного двигателя!

Для начала атмосферный воздух подается в цилиндр внутри двигателя. Поршень в нем сжимает воздух где-то в 14-25 раз по сравнению с его первоначальным объемом. Напоминаем, что эта компрессия намного меньше в бензиновом двигателе, где воздух сжимается только до одной десятой своего объема.

Этот высокий уровень сжатия воздуха генерирует столько тепла, что температура достигает 1000°F, а в некоторых случаях даже выше. Когда воздух сжимается, в действие вступает электронная система впрыска топлива, которая обычно распыляет топливный туман в цилиндр, подобно аэрозольному баллончику. Конечно, объем впрыскиваемого топлива зависит от ускорения, которое применяет водитель. Поскольку воздух чрезвычайно горячий, топливо воспламеняется почти мгновенно и взрывается, в результате чего поршень выталкивается из цилиндра. Этот толчок приводит к генерированию мощности, которая позволяет управлять транспортным средством или машиной, которую приводит в действие двигатель. Когда поршень возвращается в исходное положение, выхлопные газы направляются к выпускному клапану. Этот процесс известен как дизельный цикл и повторяется как минимум сотни и даже тысячи раз каждую минуту!

Типы дизельных двигателей

В зависимости от количества ступеней в одном цикле дизельные двигатели можно разделить на четырехтактные и двухтактные. Разберемся с каждым из них подробнее.

Четырехтактные двигатели

Источник: Britannica, Inc

В этом случае дизельный двигатель работает, повторяя цикл из четырех тактов или стадий. Характеризуется двукратным движением поршня вверх и вниз. Проще говоря, в четырехтактном двигателе коленчатый вал вращается дважды за цикл. Четыре ступени этого типа двигателя следующие: 9.0003

Впуск: Открытый впускной клапан втягивает воздух в цилиндр, что приводит к движению поршня вниз.

Сжатие: Затем впускной клапан закрывается, поршень движется вверх и в результате сжимает воздух, вызывая его нагрев. Затем клапан впрыска топлива впрыскивает топливо в горячее, что приводит к самовоспламенению топлива.

Мощность: Когда смесь воздуха и топлива воспламеняется и начинает гореть, поршень толкается вниз, позволяя коленчатому валу вращаться, приводя в движение колеса.

Выхлоп: Выпускной клапан открывается, чтобы выпустить выхлопные газы, которые выталкиваются движением поршня вверх.

Двухтактные двигатели

Источник: Britannica, Inc

В двухтактном двигателе поршень перемещается вверх и вниз только один раз за цикл. Тем не менее, в двухтактном цикле есть три этапа. Разговор о создании путаницы! Что ж, не волнуйтесь, пока мы здесь, чтобы проболтаться за вас. Три ступени в этом типе двигателя следующие:

Выхлоп и впуск: Во-первых, впускной клапан пропускает свежий воздух в сторону цилиндра, что приводит к вытеснению старого воздуха через выпускной клапан.

Компрессия: Затем закрываются впускной и выпускной клапаны. Теперь поршень движется вверх, вызывая сжатие и нагрев воздуха. Когда поршень достигает верхней части цилиндра, впрыскивается топливо, которое почти самопроизвольно воспламеняется.

Как вы могли догадаться, двухтактные двигатели относительно меньше и легче четырехтактных. Кроме того, они более энергоэффективны, так как мощность вырабатывается при каждом обороте! Тем не менее, двухтактные двигатели также нуждаются в дополнительном охлаждении и смазке из-за большей доли износа, вызванного сильным нагревом и трением!

Теперь, когда вы знаете все о дизельных двигателях и принципах их работы, мы уверены, что вы сможете принять взвешенное решение относительно дизельного двигателя, который вы хотите купить! Если вам все еще нужна помощь с тем же самым, вы всегда можете связаться с нашими экспертами в Swift Equipment, и мы будем более чем рады прояснить любые сомнения, которые могут у вас возникнуть. Что еще? У нас есть широкий выбор новых и подержанных дизельных двигателей, а также дизельных генераторов на Ваш выбор! Так чего же ты ждешь? Начните поиск лучших дизельных двигателей и посмотрите, не найдете ли вы что-то, что привлечет ваше внимание.

Часто задаваемые вопросы владельцев бизнеса

Каковы основные преимущества дизельных двигателей?

Дизельные двигатели обладают многочисленными преимуществами, наиболее замечательными из которых являются –

Самый высокий КПД среди всех двигателей внутреннего сгорания
Отсутствие ограничений всасываемого воздуха, за исключением впускного трубопровода и воздушных фильтров
Низкие затраты на топливо
Хорошие смазывающие свойства
Высокая плотность энергии
Низкий риск воспламенения
Впечатляющие характеристики выброса отработавших газов
Простая адаптация к влажной среде
Нет естественных ограничений, когда речь идет о приеме сверхвысокого или турбонаддува

Почему дизельные двигатели шумные?

Шум, создаваемый дизельными двигателями, широко известен как дизельный стук, который в первую очередь возникает в результате внезапного воспламенения топлива, когда создается волна давления при впрыске дизельного топлива в камеру сгорания. Это вызывает слышимый стук. К счастью, этот «стук» в современных дизельных двигателях в значительной степени устранен.

Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя — Engihub

Все студенты инженерных специальностей, особенно инженеры-механики, знакомы со словом «дизельный двигатель». Эти люди могут лучше знать принцип работы дизельного двигателя, а также автомобильного двигателя.

Если у вас нет степени бакалавра в области машиностроения, вы все равно легко поймете, как работает двигатель внутреннего сгорания. Вам просто нужно прочитать статью полностью.

Дизельный двигатель широко используется в автомобилестроении, автомобильной промышленности и автопроизводителях. Его также можно использовать в дизельных генераторах и на кораблях. В настоящее время сельскохозяйственный насос также приводится в действие небольшим дизельным двигателем.

Если вы механик по дизельным двигателям или хотите стать техником и механиком по обслуживанию дизельных двигателей, эта статья для вас.

Я хотел бы поделиться подробностями в очень простой форме, чтобы вы лучше поняли работу двигателя.

В дизельном двигателе в качестве топлива используется дизельное топливо, легкое и тяжелое топливо. Это топливо воспламеняется путем впрыскивания в цилиндр двигателя воздуха, сжатого до очень высокого давления.

Температура этого сжатого воздуха достаточно высока для воспламенения топлива. Следовательно, в дизельном двигателе не используется свеча зажигания.

Этот высокотемпературный сжатый воздух, используемый в виде очень тонкого распыления, впрыскивается с контролируемой скоростью. Итак, сгорание топлива происходит при постоянном давлении.

Для этой операции используется топливный инжектор или топливный насос высокого давления или топливный распылитель. Мощность генерируется при завершении рабочего хода.

Такт всасывания

В этом такте поршень движется вниз от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. В результате впускной клапан открывается, и воздух всасывается в цилиндр.

После забора достаточного количества воздуха под давлением всасывающий клапан закрывается в конце хода. Выпускной клапан остается закрытым во время этого такта.

Такт сжатия

В этом такте поршень движется вверх от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Во время этого такта впускной и выпускной клапаны закрыты.

Воздух, всасываемый в цилиндр во время такта всасывания, захватывается внутри цилиндра и сжимается за счет движения поршня вверх.

В дизельном двигателе используется очень высокая степень сжатия, в результате чего воздух в конечном итоге сжимается до очень высокого давления — до 40 кг/см², при этом давлении температура воздуха достигает 1000° Цельсия, что достаточно для воспламенения топлива.

Такт постоянного давления

В этом такте топливо впрыскивается в горячий сжатый воздух, где оно начинает гореть при постоянном давлении. При перемещении поршня в верхнюю мертвую точку подача топлива прекращается.

Следует сказать, что топливо впрыскивается в конце такта сжатия и впрыск продолжается до точки отсечки, но на практике зажигание начинается до конца такта сжатия, чтобы обеспечить метка зажигания.

Рабочий или Рабочий ход

В этом ходе впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми.

Горячие газы (которые образуются в результате воспламенения топлива во время такта сжатия) и сжатый воздух теперь адиабатически расширяются в цилиндре, толкая поршень вниз, и, следовательно, совершается работа.

В конце хода поршень наконец достигает нижней мертвой точки.

Такт выпуска

В этом такте поршень снова движется вверх. Выпускной клапан открывается, а впускной и топливный клапаны закрываются. Большая часть сгоревших топливных газов улетучивается за счет собственного расширения.

Движение поршня вверх выталкивает оставшиеся газы через открытый выпускной клапан. В камере сгорания остается лишь небольшое количество выхлопных газов.

В конце такта выпуска выпускной клапан закрывается, и, таким образом, цикл завершается.

Так как при работе впускного и выпускного клапана возникает некоторое сопротивление и некоторая часть продуктов сгорания остается внутри цилиндра во время цикла, что приводит к насосным потерям.

Эти насосные потери рассматриваются как отрицательная работа и поэтому вычитаются из фактической работы, выполненной в течение цикла. Это даст нам сеть, сделанную из цикла.

На самом деле все эти удары выполняются с такой быстрой скоростью; вы не можете видеть это шаг за шагом, но это происходит в каждом четырехтактном двигателе.

Помимо этой информации, вам предлагается прочитать кое-что еще снизу. Книги по инженерии

Итак, здесь вы найдете лучшие инженерные ресурсы для получения дополнительной информации

Чтобы получить более подробную информацию по теме, я также рекомендую прочитать

Двигатели внутреннего сгорания
Основы двигателей внутреннего сгорания
Основы проектирования внутренних органов
Учебник по двигателям внутреннего сгорания

Если вам понравился пост, поделитесь им с друзьями, а также в социальных сетях.

4-тактный дизельный двигатель Принцип работы и схема

Как мы знаем, есть много транспортных средств, которые используют дизельный двигатель в качестве источника. Подобно грузовику или автобусу, этому транспортному средству нужен большой крутящий момент, чтобы заставить его двигаться. Так что, дизель имеет место.

Это правда, дизельные двигатели имеют большой крутящий момент. Кроме того, дизельные двигатели также имеют преимущества в топливной экономичности, причина в том, что соотношение воздуха и топлива очень тонкое. Так что расход топлива становится более эффективным.

Для тех из вас, кому интересно, как работает 4-тактный дизельный двигатель, мы подробно объясним эту статью

Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя

Двигатель транспортного средства имеет главный механизм на поршневой части. Внутри двигателя поршень движется вверх и вниз. Движение поршня вверх увеличивает объем камеры сгорания, а движение поршня вниз уменьшает объем камеры сгорания.

от изменения объема камеры сгорания дизель может работать.

А как насчет 4-шагового цикла?

Четырехтактный дизельный двигатель означает, что в одном цикле двигателя происходит четыре процесса. где каждый процесс работает за одно движение поршня. это означает, что если 4-ступенчатый двигатель имеет 4 процесса, поршень будет двигаться 4 раза (дважды вверх, дважды вниз).

Есть 5 основных частей, которые вам нужно понять в первую очередь;

Блок цилиндров, этот цилиндрический компонент используется в качестве траектории движения поршня

Поршень, эта деталь имеет трубчатую форму и перемещается вверх и вниз внутри блока цилиндров
Головка цилиндра, используется в качестве крышки верхней части цилиндра и места для установки некоторых навесных устройств двигателя, таких как форсунки и клапаны
Форсунка, используется для впрыска дизельного топлива внутрь камеры сгорания под высоким давлением
Шатун и коленчатый вал, эти два компонента используются для изменения формы энергии с направленного движения на круговое

Тогда какие процессы? Вот и все

1. Всасывающая ступенька

Такт всасывания также называют тактом впуска, то есть процессом поступления воздуха в полость цилиндра. Этот впуск воздуха происходит, когда поршень движется вниз от ВМТ (верхней мертвой точки) до НМТ (нижней мертвой точки). Это движение увеличит объем в цилиндре двигателя.

С другой стороны впускной клапан открыт, в результате чего поршень будет подсасывать воздух из впускного коллектора, так что воздух снаружи поступает во впускной клапан, заполняя полость цилиндра.

2. Ступени сжатия

Этап сжатия представляет собой процесс сжатия воздуха внутри камеры цилиндра. Зачем нужно сжимать воздух? это связано с процессом сгорания топлива.

Возможно, вы знаете, что дизельный двигатель не оборудован свечами зажигания, потому что дизельный двигатель может гореть без образования искры от свечи зажигания. Это известно как самовозгорание.

Однако для самовозгорания воздух должен сжиматься до тех пор, пока температура не превысит температуру горения дизельного топлива. Таким образом, дизельное топливо, впрыскиваемое при высокой температуре, может сгореть само по себе.

Этот этап сжатия происходит после этапа всасывания, когда поршень достигает НМТ в конце этапа всасывания, поршень снова поднимается до ВМТ. В результате происходит сужение объема цилиндра. В этом состоянии и впускной клапан, и выпускной клапан закрыты, так что сужение пространства цилиндра сжимает воздух внутри.

3. Этап сжигания

Стадия сгорания является основным процессом двигателя. В этом процессе дизельное топливо подается через форсунку в камеру сгорания.

Как мы уже говорили, температура воздуха поднимется выше температуры возгорания дизельного топлива. А когда поршень достигает ВМТ, воздух уже находится на самом высоком температурном уровне (превышающем температуру горения дизеля). В этом состоянии дизель впрыскивается через форсунки, и топливо распыляется через форсунку. В результате произошло горение, производившее мощность расширения.

Эта сила расширения заставит поршень двигаться вниз к НМТ. Расширение также используется для запуска автомобиля. Потому что мощность очень высока.

4. Выхлопная ступень

Этап выхлопа представляет собой процесс удаления остаточных газов сгорания из камеры сгорания. Этот процесс происходит, когда поршень возвращается в ВМТ после воздействия расширения мощности сгорания.

На этом этапе открывается выпускной клапан, так что движение поршня вверх выталкивает остаточный газ сгорания в выпускной коллектор.

Заключение

Когда поршень достигает ВМТ в конце шага выпуска, цикл полностью завершен. Это означает, что есть 4 процесса: этап всасывания, когда поршень движется вниз, этап сжатия, когда поршень движется вверх, этап горения, когда поршень движется вниз, последний этап выпуска, когда поршень движется вверх.

Posted inДвигатель