Дизельный двигатель: принцип работы и устройство

Автор Алексей Белокуров На чтение 10 мин. Просмотров 1.2k. Опубликовано 08.08.2021

Дизельный двигатель конструктивно не отличается от силового агрегата на дизеле. Ключевой особенностью, отличающей его, является только принцип работы. Первые двигатели на дизельном топливе появились еще в начале двадцатого века и эксплуатировались на судах, тракторах, тепловозах. На закате эпохи двадцатого века автодизель, как еще называют силовой аппарат на дизельном топливе, начали эксплуатировать на автомобилях.

Впервые, ТНВД или топливный насос высокого давления был усовершенствован немцем Бош в двадцатые годы прошлого столетия. С этого момента можно считать и началось усиленная популяризация данного двигателя. Теперь этот мотор стали использовать не только на судах и станках, но и на тепловозах и дизель-поездах. Так называли в прошлом веке рельсовые автобусы.

Двигатель внутреннего сгорания на дизеле отличается по мощности от бензинового в лучшую сторону. Но многие начинающие автовладельцы не разбираются в них и не понимают, что такое дизель, а что такое двигатель на бензиновом топливе.

Давайте рассмотрим конструкцию дизельного силового агрегата в подробностях, чтобы узнать, как он устроен и принцип работы.

Содержание

1. Устройство системы дизельного двигателя
2. Принцип работы дизельного двигателя
3. Устройство топливной системы
4. ТНВД
5. Форсунки
6. Топливный фильтр
7. Дополнительные компоненты двигателя
8. Принцип работы турбины
9. Турбонаддув он же турбонагнетатель состоит из
10. Цикл работы турбонаддува
11. Интеркулер и форсунка
12. Плюсы и минусы дизельного мотора
13. Заключение

Устройство системы дизельного двигателя

Изнутри мотор на дизеле изготовлен из следующих блоков:

• цилиндры и поршни;
• форсунки;
• клапаны впуска и выпуска;
• нагнетающий давление компрессор;
• охладитель воздушных масс.

Виды дизельного двигателя классифицируются по конструкциям камер сгорания. Их всего три:

1. Отдельные камеры сгорания. Автодизель в таких аппаратах попадает в одну камеру. Ее можно увидеть, если раскрутить ГБЦ. Затем масса в вихревой камере сжимается до самого минимума. Начинается воспламенение ее, и только потом воспламененная воздушная масса приходит в первую камеру.
2. Неразделенная. Схема работы подобного силового аппарата проста. Камера находится в поршне, а топливо подается в образующееся пространство над поршнем. Особенности такого мотора заключаются в экономии горючего. Однако шумность работы его повышается.
3. Предкамерные силовые агрегаты. Это третья разновидность двигателей внутреннего сгорания на дизеле. Они оснащаются вставной форкамерой. Она подсоединяется с цилиндрами путем специальных трубок. Именно от этих трубок, точнее от их размеров и форм будет зависеть экономичность потребления горючего, экологичность выбросов, шумность и мощность мотора.

Степень сжатия в камерах разных видов дизельного двигателя различная. Но однозначно, что она намного выше, чем у бензинового. А рабочий процесс начинается с попадания воздушной массы в камеру сгорания, где она должна разогреться до определенной температуры.

Силовые аппараты на дизеле могут быть как двухтактными, так и четырех-тактными. В последнее время компании стали выпускать по большей части четырех-тактные двигатели. Они надежней и мощнее, чем двухтактные.

На морских судах используются реверсивные моторы на дизеле. Также такие же моторы применялись ранее на тепловозах. Подобные силовые агрегаты нужны были для того, чтобы механизм мог двигаться назад.

Теперь вы знаете, как устроены современные дизельные двигатели, которые работают в автомобилях. Давайте посмотрим на принцип работы таковых.

Принцип работы дизельного двигателя

Принцип работы двигателя на дизельном топливе таков:

• поршень снижается до нижнего своего положения;
• свежие воздушные массы прибывают в пространство, оставшееся после того, как поршни опустились в самую нижнюю точку;
• поршень подымается до упора, воздушная масса постепенно нагревается;
• поршень доходит до высочайшей точки подъема, температура нагрева смеси достигает 800 градусов по Цельсию;
• теперь происходит впрыск топлива в камеру двигателя внутреннего сгорания. Горючее и воздух возгораются, так как происходит воспламенение топлива из-за соприкосновения с горячими воздушными массами.

Из-за горения смеси внутри камеры образуется шум, который водитель может слышать во время работы дизельного мотора. Процесс полного сгорания даже небогатой топливной жидкости способствует высокому крутящему моменту силового агрегата. Поэтому дизельные движки считаются экономичными и мощными, в отличие от бензиновых моторов.

Внимание! Процесс горения воздушных масс длится столько, сколько нужно для, чтобы произошел впрыск горючего. Поэтому вся работа мотора происходит при постоянном давлении разгоряченных газов. Это сказывается на долговечности мотора.

Опытные механики говорят, что для дизельных двигателей важным является присутствие чистого воздуха. Поэтому воздушные фильтры необходимо чистить и менять на втором техническом обслуживании во избежании непроходимости воздушной смеси. Иначе слабый доступ воздуха приведет к проблемам в работе движка.

Теперь давайте посмотрим, как устроена топливная система мотора на дизеле.

Устройство топливной системы

Список устройств, входящих в дизельный двигатель, был дан выше. Здесь будет рассмотрено его строение в подробностях. Вы узнаете, что из себя представляет ТНВД дизельного ДВС, какие используются форсунки. Как и когда надо менять масло и топливный фильтр.

ТНВД

ТНВД – это топливный насос высокого давления в дизельном моторе. Он подключается к форсункам и подает в них горючее. Производитель устанавливает параметры, по каким он должен работать. Эти параметры зависят от количества оборотов и давления турбонаддува.

Сегодня изготавливается и устанавливается в силовые аппараты один из типов топливных насосов высокого давления: рядный или плунжерный, распределительный.

Форсунки

В систему дизельного двигателя входят и форсунки. Устройства распыляют и подают дизель в камеру сгорания. В этих устройства находится распределитель, который задает форму пламени.

Существует также два вида форсунок. Одни с дырчатым распределителем, другие с шрифтовым.

Топливный фильтр

Топливное фильтрующее устройство – это «печень» дизельного двигателя. Фильтр принимает на себя грязное топливо и очищает его. Опытные механики советуют заменять топливный фильтр через каждые 15 000 километров или чаще, если горючее плохое.

При плохо работающем топливном фильтре в дизельном двигателе начинаются проблемы с мощностью, тягой. Что в конечном итоге приводит к поломке движка.

Дополнительные компоненты двигателя

В конструкции дизельного двигателя присутствуют и другие детали. Например, турбина. Многие моторы оснащаются турбонаддувом для увеличения мощности. Обычные же атмосферники не имеют такого устройства.

Давайте рассмотрим, что такое турбонадув и из чего он состоит.

Принцип работы турбины

Большое количество воздуха подается в цилиндры через турбонаддув. Также увеличивается подача горючего во время рабочего цикла. Все это позволяет увеличить мощность мотора.

Так как давление насоса в дизельном двигателе выше и постоянное, то это помогает избежать турбоям, которые часто присутствуют на бензиновом моторе. Которыми также часто недовольны владельцы бензиновых турбодвигателей.

Принцип работы турбины таков:

1. Отработанные газы проходят через компрессор.
2. Они постепенно раскручивают колесо турбины.
3. Затем вращение турбинного колеса передается компрессорному. Так происходит потому, что они оба установлены на одном валу.
4. Под действием вращения турбокомпрессор сжимает воздух. Затем последний поступает в интеркулер.
5. Здесь он начинает охлаждаться. Потом поступает снова в цилиндры силового агрегата.

Таким образом работает турбинное устройство. Дизельный двигатель запускается даже при отрицательных температурах внешней среды. Свечи накаливания разогревают воздушную смесь до 900 градусов. Именно поэтому сквозь турбины в цилиндры могут поступать холодные воздушные массы.

Турбонаддув он же турбонагнетатель состоит из

Турбонаддув дизельных двигателей состоит из следующих компонентов:

• воздухозаборник;
• компрессор;
• клапан для регулировки отработанных газов;
• заслонка для дросселя;
• фильтрующее устройство;
• интеркулер для охлаждения воздушных масс;
• давления датчики;
• коллектор впуска;
• соединительные трубки.

В свою очередь в турбину входят элементы:

• подшипники, которые создают вращение ее;
• чехол на турбине;
• чехол на компрессоре;
• сталистая сетка.

Есть разные виды турбонаддувов и их особенности. Так, например, в турбине с изменяемой геометрией измененное сечение входного клапана регулирует поток отработанных газов. Два компрессора устанавливаются последовательно для того, чтобы за каждый режим работы отвечало одно из устройств, а не два за все или одно за все режимы работ.

Если же компрессоры в моторе установлены параллельно, то турбоямы становятся еле ощутимы. Механический и автоматический турбьонаддув, установленные вместе, способствуют увеличенную мощности. Например, первый включается при низких оборотах, а второй при высоких.

Цикл работы турбонаддува

Теперь вы знаете, что такое турбонаддув и как он работает. Давайте посмотрим, каков его цикл.

1. Турбокомпрессор создает вакуум. Внутрь турбонаддува всасываются воздушные массы.
2. Дальше в работу вступают роторы.
3. Интеркулер охлаждает воздушные массы.
4. Впускной коллектор пропускает через себя холодный воздух. Но перед тем, как он попадет в него, воздушные массы проходят очистку через воздушные фильтрующие устройства.
5. Когда воздух будет набран до достаточного количества, клапан закроется.
6. Уже отработанные воздушные массы проходят в турбину силового агрегата внутреннего сгорания и давят на ротор.
7. Скорость вращения самой турбины и ее вала увеличивается до 1500 оборотов в секунду.

Таким образом за счет всех этих действий образовывается давление, которое и увеличивает мощность дизельного двигателя.

Интеркулер и форсунка

Интеркулер для двигателя на дизеле был создан, чтобы не подвергать каждодневному ремонту детали мотора. Детали двигателя при действии на них высоких температур подвергаются быстрому износу. Чтобы такого не происходило, были созданы интеркулера.

Топливо, подающееся через форсунки, правильно распределяется и в нужном количестве. Поэтому не происходит детонации при правильном расположении угла подачи.

Плюсы и минусы дизельного мотора

Дизельные двигатели славятся мощностью и надежностью, но и не только этим. Давайте посмотрим, какие новые системы дали двигателям вторую жизнь. Например, одним из компонентов, разработанных для современных движков, стала система Common Rail.

Питание Common Rail ставится на аппараты на дизеле с девяносто седьмого года прошлого столетия. По сути, она является усовершенствованным способом поступления топлива в камеру сгорания, повышает давление. Изготовление, которого не зависит от скорости вращения силового агрегата или давления.

Ключевым различием Common Rail от обычного ТНВД является то, что последний нужен просто для увеличения давления в топливной магистрали. Насос не дозирует цикловую подачу дизеля и не регулирует поступление его.

На низких оборотах такой аппарат работает без задымления при большей цикловой подаче автодизеля. У него – высокий вращающий момент происходит и при низких оборотах. Такая функция делает машину «отзывчивой» в движении.

Поэтому в РФ на две тысячи седьмой почти все моторы грузовиков были переделаны на дизельные аппараты. Теперь производительность и эффективность их повысилась в несколько раз если приравнивать к тому, что было до этого.

В использованных газах аппарата на дизеле находится малое количество оксида углерода.  Также силовой агрегат на дизеле экономичен, если приравнивать его к бензиновому, на тридцать, а то и пятьдесят процентов. Так происходит потому, что в моторе на дизеле степень сжатия воздуха доводится до больших чисел, если сравнивать со степенью сжатия топливной смеси в силовых агрегатов на бензине.

Единственным минусом дизельных моторов с турбонаддувом является сам турбокомпрессор. Так как срок деятельности турбины всего 75 000 километров, то автовладельцам приходится заменять ее, устанавливая новую. Поэтому многие водители не хотят таких растрат и мучений, покупают обычные атмосферные движки на дизеле.

Хотя среди молодого поколения все больше становится поклонников турбодизелей. Некоторые даже увеличивают мощность в турбине, тюнингуют старые атмосферные движки. Поэтому дизельные моторы стали все больше пользоваться популярностью, чем бензиновые.

Заключение

Теперь вы знаете, что такое дизельный двигатель и принцип его работы. Покупать машину с ним или без него – решать вам.  Опытные механики говорят, что дизельные мотора реже других появляются на ремонте, даже на капитальный ремонт попадают через 150 000 километров. Если правильно и вовремя ухаживать за дизельным мотором, он прослужит долго и пройдет те заветные полмиллиона километров без капитального ремонта.

Дизельный двигатель устройство

Главная » Разное » Дизельный двигатель устройство

Как работает дизельный двигатель

Если в нескольких словах описать принцип работы дизельного двигателя, то можно сказать, что зависит он во многом от давления, создаваемого в камере сгорания. Отличий от бензиновых моторов не очень много: имеется и блок, и ГБЦ, и форсунки, которые чем-то схожи с теми, которые используются в инжекторной системе впрыска. Единственное существенное отличие – топливо-воздушная смесь воспламеняется не от искры, которая проскакивает между электродами свечи, а от колоссального сжатия воздуха, которое нагревает и воспламеняет дизтопливо. Так как в цилиндрах очень высокое давление, то клапаны должны выдерживать большие нагрузки. Применяют дизельные моторы в большинстве своем на грузовиках, но нередко можно встретить и легковушки, работающие на дизтопливе.

Как работает двигатель на дизтопливе

Воспламенение топлива в дизельном двигателе

В основе дизельного мотора лежит компрессионное воспламенение топлива. Причем солярка, попадая в камеру сгорания, соединяется с нагретым воздухом. Вот и отличие в образовании смеси от бензинового двигателя – солярка и воздух в камеры сгорания поступают независимо, смешиваются непосредственно перед воспламенением. Сначала поступает некоторое количество воздуха. Когда он сжимается, начинается его нагревание (примерно до 800 градусов). Топливо поступает в цилиндр под давлением от 10 до 30 МПа. После этого оно воспламеняется. При работе возникает немало шума, а уровень вибраций достаточно высокий. По такому простому признаку легче всего отличить автомобиль с дизельным мотором. Кстати, в его конструкции свечи все-таки есть, вот только назначение у них совершенно иное. Они не воспламеняют смесь, а прогревают камеры сгорания, чтобы зимой проще было завести двигатель. Они так и называются – свечи накаливания.

Существуют как двух-, так и четырехтактные дизельные двигатели. Последние применяются на большинстве автомобилей и работают в таком режиме:

1. Такт впуска.
2. Происходит сжатие воздуха и впрыскивание топлива.
3. Взрыв горючей смеси, поршень перемещается вниз, совершая рабочий ход.
4. Производится выпуск отработанных газов, начало первого такта.

Свечи накала дизельного двигателя

До некоторых пор дизтопливо имело низкую стоимость, поэтому экономия для владельцев дизельных машин была существенная. Но вот капитальный ремонт, например, обходится намного дороже, в отличие от бензинового мотора. Да и устройство дизельного двигателя для большей части автомобилистов малознакомо.

Какие типы дизельных моторов существуют

Если провести разделение по конструкции, то можно выделить всего три вида:

1. Двигатели, имеющие разделенную камеру сгорания. Суть проста – топливо-воздушная смесь поступает не сразу в камеру сгорания. Первоначально она попадает в отдельный отсек, называемый вихревой камерой. Эта камера расположена в ГБЦ. Между камерой сгорания и этим отсеком располагается небольшой канал. Именно в вихревой камере воздух способен сжаться до большого давления. Следовательно, его нагрев окажется сильнее и воспламенение топлива улучшается. В этом же отсеке происходит первоначальное воспламенение топлива. Затем процесс плавно переходит уже в основную камеру сгорания.
2. С камерой сгорания, не разделенной на отсеки. Такие моторы имеют максимальный уровень шума, зато топлива потребляют меньше. В поршне имеются небольшие углубления, в которые попадает топливная смесь. Воспламеняется она непосредственно над поршнем, после чего сила взрыва толкает его вниз.
3. Предкамерные ДВС имеют в своей конструкции вставную форкамеру. От нее к основной камере сгорания идет несколько тонких каналов. Большая часть характеристик дизельного двигателя такого типа (уровень шума, ресурс, токсичность, расход топлива, создаваемые вибрации, мощность) зависят от числа каналов, их толщины и формы.

Форсунки дизельного двигателя

Основные узлы топливной системы

Можно сказать, что топливная система – это основа дизельного мотора. Она подает под заранее установленным давлением топливо в камеру сгорания. Причем необходимо строго определенное количество солярки и воздуха. Основные элементы системы:

1. ТНВД (топливный насос высокого давления).
2. Топливный фильтр.
3. Форсунки.

Читайте также:  Что такое катализатор

Рассмотрим устройство топливной системы дизельного двигателя более подробно.

Топливный насос высокого давления

На автомобилях, которые сегодня можно встретить на дорогах, в основном, установлены насосы следующих типов:

1. Распределительные.
2. Плунжерные (рядные).

Функция насоса заключается в том, чтобы забрать из бака топливо и передать его к форсункам. Причем зависит его работа от многих параметров, среди которых давление воздуха в турбине, количество оборотов коленчатого вала и прочего. Главное отличие от насосов, устанавливаемых на простые бензиновые автомобили заключается в том, что насосу дизельного двигателя необходимо создать гораздо большее давление топлива, чтобы оно все-таки могло быть впрыснуто непосредственно в камеру сгорания, в которой и так уже находится воздух под высоким давлением.

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливный фильтр

Для каждого мотора предусмотрен свой, незаменимый, тип фильтра. Как видно из названия, необходим он для очистки солярки, поступающей из бака. Им будут задержаны любые, даже самые мелкие, частицы. Также он удаляет из системы излишки воздуха и влаги.

Топливные форсунки

Насос высокого давления имеет прочную связь с форсунками. Именно от этих двух элементов зависит, своевременно ли поступит топливо в камеру сгорания (а оно должно быть распылено в момент нахождения поршня в верхней мертвой точке). В конструкции современного дизельного двигателя используют следующие типы форсунок:

1. Многодырчатые.
2. Имеющие шрифтовый распределитель.

Распределитель форсунок отвечает за форму факела, чтобы топливо равномерно поступало в камеру сгорания и его воспламенение происходило наиболее эффективно.

Предпусковой подогрев и турбина

Турбина дизельного двигателя

Система холодного пуска необходима для прогрева непосредственно перед запуском двигателя. Как уже упоминалось, в камере сгорания находятся свечи, которые работают по типу паяльника – в них расположена спираль, под действием электрического тока она нагревается до девятисот градусов. Весь воздух, поступающий в камеру сгорания, тоже нагревается. Такая система срабатывает непосредственно перед началом запуска и отключается через четверть минуты после того, как двигатель завелся. В процессе работы она не участвует. Благодаря этой системе в сильные морозы проще завести двигатель (если только солярка в баке и топливопроводе не приобретет желеобразный вид).

Читайте также:  Список марок моторных масел

А вот система турбонаддува может значительно увеличить мощность, производимую двигателем. За счет нее происходит нагнетание большого количества воздуха. В результате этого процесс сгорания топлива значительно улучшается. Чтобы воздух поступал под давлением при любом режиме работы, устанавливается специальный турбонагнетатель. Рассмотрим в общих чертах устройство турбины дизельного двигателя. Турбина — представляет из себя две крыльчатки, расположенная на валу из стали. Причем одна из крыльчаток находится в выпускном коллекторе и раскручивается выпускными газами. При этом вал начинает передавать вращательное движение второй крыльчатке, находящейся уже во впускном коллекторе. С ее помощью создается дополнительное давление воздуха во впускном тракте. Система турбонаддува заключена в чугунный корпус. Как и все агрегаты двигателя корпус подвержен износу. Обороты крыльчатки очень высокие, именно по этой причине и происходит разрушение. Корпус турбины имеет форму улитки, поэтому в ней происходит сложное движение газового потока, приводящего в движение весь механизм наддува. При изготовлении турбины крайне важны точное литье и подгонка всех деталей.

Вместо заключения

Споры о недостатках и преимуществах дизельных двигателей звучат с момента их появления. Нельзя однозначно сказать, что именно дизельный мотор является правильным выбором. Выбрать или нет автомобиль с дизельным мотором — решение по-прежнему каждый принимает сам. Поэтому необходимо знать, как работает дизельный двигатель при различных нагрузках и в определенном климате.

Как работает дизельный двигатель — 4 важных преимущества

Дизельный двигатель, впервые появившись на рынке, сразу же завоевал популярность. Несмотря на то, что по конструкции он не слишком отличается от бензинового, но уровень КПД у него достигает 45-50%.

Устройство топливной системы

История создания дизельного двигателя началась в XIX веке. Именно тогда инженер Рудольф Дизель создал агрегат с воспламенением от сжатия. Первый дизельный двигатель работал на обычном керосине.

Ученые использовали различные виды топлива, для получения лучших результатов. Мотор работал на пальмовом и рапсовом масле, на сырой нефти, позже стали использовать мазут и солярку.

Однако система вспрыска была несовершенна, что не позволяло применять дизельный ДВС на авто, которые работали на больших оборотах. Мощность первого дизельного двигателя была не очень высокой, но постепенно проблема была решена.

Первые машины с дизелем появились только в 20 гг. XX ст. Это были грузовики и общественный транспорт. Еще через 15 лет появились первые легковые, но они не были широко распространены. История дизельного двигателя начала меняться только с 70 –х гг. В это время как раз и появился компактный ДВС.

Характеристика и схема дизельного двигателя

Многие автолюбители задаются вопросом что такое дизель? Характеристика дизельного двигателя позволит разобраться, чем он отличается от бензинового. Чтобы узнать все о дизельных двигателях и как они работают, необходимо уточнить конструктивные особенности.

Объем двигателя

Современный автопром изготавливает моторы рабочим объемом: 0,6 (для мотоциклов),1,1 – 25 тыс. л различной мощности.

Общее устройство дизельного двигателя складывается из:

• турбины;
• форсунок;
• интеркуллера;
• поршней;
• клапанов;
• цилиндров.

Каждый их этих компонентов выполняет свою работу и имеет свои конструктивные признаки, благодаря чему и был увеличен КПД.

Одними из основных элементов системы являются: фильтр, ТНВД и форсунки.

ТНВД

Устройство дизельного двигателя предполагает применение двух разновидностей насосов: распределительного и плунжерного. Механизм отвечает за поступление горючего к форсункам.

Фильтр

Деталь должна подходить типу двигателя. Фильтр способствует устранению избыточного воздуха, воды и различных примесей из топливной системы

Форсунки

Поступление горючего невозможно без слаженной работы форсунок и насоса топливного. Устройство дизеля предполагает использование двух видов изделий – со шрифтовым и многодырчатым распределителем, который определяет форму факела и создает продуктивный процесс воспламенения.

Преимущества и недостатки дизельного двигателя

Благодаря разработкам ученых, дизельный мотор по ряду эксплуатационных показателей приближен к бензиновому. Однако поршневой двигатель имеет не только положительные качества, но и некоторые недостатки.

Расход топлива

Составляет на 30-35% меньше, чем у бензиновых. Если учитывать, что топливо для ДВС дешевле, можно говорить и об экономичности ДВС.

Экологичность

Принцип работы дизельного двигателя устроен таким образом, что он быстро и эффективно сжигает топливо. При этом токсичность обработанных газов значительно меньше. Кстати, по этой причине в европейских странах отдают предпочтение именно ТС на дизеле.

Мощность

Крутящий момент на низких оборотах достаточно высокий. Это способствует быстрому набору скорости и уверенной тяге.

Конструктивные особенности поршневого агрегата, а также способ возгорания от сжатия обеспечивает КПД на 40-50% выше, чем у бензинового.

Долговечность

При квалифицированном техобслуживании, ремонт ДВС может потребоваться после пробега 350-400 тыс. км и больше, а бензиновому нужен капремонт уже после 200-250 тыс. км. Кроме того, система зажигания здесь отсутствует, значит исключается покупка и ремонт высоковольтных кабелей, свечей и других элементов.

Медленное прогревание

Дело в том, что КПД двигателя больше, поэтому энергии расходуется меньше на тепло. Если он холодный, требуется много времени для его запуска. Особенно эта проблема актуальна в мороз, поскольку солярка имеет свойство густеть.

Владельцы авто на дизеле должны учитывать эту особенность и вовремя менять солярку, которая подходит по сезону.

Стоимость

Покупка авто с дизелем обойдется на 25-30% дороже, чем на бензиновом моторе. Цена же подержанной машины на рынке значительно снижается. Это связано с тем, что восстановление дизельного двигателя недешевое удовольствие из-за его сложной конструкции.

Чувствительность к качеству топлива

Современный дизель оснащен сложной системой топливного вспрыска, поэтому к качеству солярки предъявляются повышенные требования. Если заправить авто неподходящим горючим, ДВМ может запросто «полететь».

Классификация дизельных ДВС

Классифицировать двигатели можно по форме камер. Они отличаются между собой по конструкции, а также типу работы.

Типы дизельных двигателей делятся на:

1. разделенные – топливо вспрыскивается не сразу в основную, а в предварительную или вихревую камеру, где перемешивается с воздухом. Это обеспечивает максимальное сжатие и равномерное распределение энергии горения. Топливо начинает гореть сначала в предварительной камере, потом постепенно процесс переходит в основную. Таким образом снижается нагрузка на поршневую группу, а звук мотора становится тише.
2. неразделенные – камера находится непосредственно в поршне, горючее поступает в цилиндры. Несмотря на то, что такая конструкция позволяет снизить расход топлива, но отличается высоким уровнем шума и вибрированием.

Турбина и интеркуллер

Турбина позволяет повысить производительность ДВС. Топливо полностью перегорает в камере, в результате повышается мощность мотора. Турбокомпрессор обеспечивает большое поступление воздуха с самых низких оборотов. Благодаря тому, что дроссельная заслонка попросту отсутствует в этой конструкции, это позволяет полнее наполнить цилиндры.

В двигателях с турбиной сжатый воздух сильно нагревается. Это не очень хорошо сказывается на турбонадуве – снижается эго эффективность, происходит потеря мощности. Интеркуллер – промежуточный охладитель воздуха, который охлаждает воздух, что способствует повышению его плотности и большей наполняемости цилиндров.

Благодаря слаженной работе турбины и интеркуллера мощность мотора возрастает на 15-20%.

Принцип работы ДВС

Принцип работы дизельного двигателя внутреннего сгорания основан на возгорании горючего в камере, где оно смешивается с воздухом. Прежде чем попасть внутрь, дизтопливо походит через систему фильтров, которые не пропускают различные засорения.

Чтобы разобраться как работает дизельный двигатель, необходимо разобраться в процессе с самого начала.

1. Изначально в камеру нагнетается воздух с помощью насоса. Поршень дизельного двигателя начинает двигается вверх. При этом воздух постепенно сжимается и раскаляется. Температура в камере сгорания бензинового двигателя достигает 700-8000 С.
2. Через форсунки происходит вспрыск горючего в требуемом количестве. Вследствие высокой температуры воспламеняется топливо в дизельном двигателе.
3. Давление в дизельном двигателе от расширяющихся газов начинает опускать поршень.
4. Как только он начинает снова подниматься, открывается клапан и газы выталкиваются.

Такой принцип работы дизеля позволяет потреблять более доступные и недорогие виды горючего.

В некоторых авто установлен дизельный двухтактный двигатель. В этом случае горючая смесь сгорает всего за два прохождения поршня. Рабочий ход происходит в два раза чаще, чем у четырехконтактного, но расход горючего значительно снижен.

Принцип действия дизельного двигателя заключается в том, что при движении поршня вверх, воздух сжимается. Когда достигается верхняя точка, происходит вспрыск и топливо загорается.

Продукты сгорания двигают поршень вниз. Когда он спускается, происходит продувка и камера заполняется воздухом.

Особенности запуска

Система зажигания дизельного двигателя состоит из топливного насоса. Этот элемент топливной системы вместе с форсунками проталкивает горючее в камеру сгорания.

Такое конструктивное устройство дизельного автомобиля позволяет эффективно и экономно расходовать топливо.

Следует учитывать, что при низких температурах мотор плохо заводится, поэтому можно воспользоваться запальными свечами. Их требуется включить за несколько секунд до того, как заводят двигатель.

Особенности эксплуатации и обслуживания

Для того, чтобы агрегат работал долго и без перебоев, необходимо обеспечить его правильное обслуживание и эксплуатацию. Особенно это касается его топливной системы.

Требования к маслу

Дизель предъявляет высокие требования к качеству масла. Дизельные двигателя большой мощности предполагают использование смазки класса В2 и выше. Кроме того, требуется строго придерживаться интервала замены.

По европейским нормам масло меняют после 10 тыс. км пробега – в два раза чаще, чем на бензиновых.

Неисправности и диагностика ТНВД

Топливный насос можно назвать «сердцем» агрегата. Благодаря ему происходит поступление горючего в камеры. Основные неисправности связаны с плохим качеством горючего, а также использованием старого масла.

Темный дым из выхлопной трубы

Это говорит о том, что в цилиндрах плохое смесеобразование, которое связано с поздним вспрыском. Дополнительно следует обследовать форсунки и зазоры в клапанах.

Плавающие обороты

Такая неисправность практически всегда указывает на износ плунжерной пары. Кроме того, необходимо проверить уплотнительные шайбы под форсунками.

Устройство дизельного двигателя и отличия от бензиновых ДВС.

Рассмотрим устройство дизельного двигателя и некоторые отличия от бензиновых ДВС.

Конструктивные особенности

Конструктивно агрегат представляет достаточно крупный по габаритам блок цилиндров из литого чугунного корпуса. В полости его расточенные под определенным углом гнезда с впрессованными гильзами (цилиндрами). В блоке имеют место многочисленные секции вокруг гильз, которые образуют водяную рубашку охлаждения. Постоянный круговорот охлаждающей жидкости в полостях головки блока упреждают двигатель от перегрева.

В своей нижней части блок имеет сферическую расточку (подушку) для установки, крепления коленчатого вала.

Крупным узлом считается головка блока с литыми гнездами под втулки клапанов.

Неотъемлемым элементом мотора остается клиновой привод водяной помпы, компрессора кондиционера, генератора.

К основным узлам следует отнести:

• механизм шатунно-поршневой группы;
• механизм газораспределения;
• картер двигателя и систему смазки.

Именно эти узлы, взаимодействуя между собой, определяют характеристику силового агрегата.

Если исключить ТНВД (топливный насос высокого давления), высокое давление форсунок, усиление отдельных деталей, например, клапанов и поршней, то конструктивные элементы современных дизельных и бензиновых двигателей не сильно разнятся.

Процесс работы

Принцип работы дизельного двигателя заключается в формировании и получении полезной работы от воспламенении топливной смеси. Здесь не происходит смешивание солярки с воздухом и подача ее в камеру сгорания с воспламенение от искры, как в случае с бензиновыми системами зажигания. Нет катушки зажигания, трамблера, свечей, карбюратора и прочих атрибутов бензинок.

Отвечая на вопрос, как работает дизельный двигатель, заметим, что в дизеле смешения горючего и воздуха осуществляется непосредственно в камере сгорания. То есть, под поршень нагнетается воздух, который на такте сжатия достигает температуры 700-800° C. Достигнув такового, топливным насосом посредством форсунок в камеру сгорания впрыскивается горючее. Впрыск под давлением, порой 30 атмосфер, привод к реакции с нагретым сжатием воздуха и моментальному самовоспламенению образовавшейся смеси. Процесс завершается давлением, толкающим поршень вниз к НМТ.

Система подает регламентированную дозу горючего посредством насоса высокого давления. Наличие форсунок и топливных фильтров предопределяет точность и бесперебойную работу топливной аппаратуры. Весь процесс зиждется на топливном насосе высокого давления, подающем горючее исходя из режима работы. Давление в системе нагнетается с помощью плунжерных пар. Привод ТНВД связан с коленчатым валом. Нажатием на акселератор выполняются функции регулирования нормы горючего, соответствующему обороту двигателя.

Форсунка, фильтр топливный

В паре с ТНВД исключительно важным узлом топливной системы являются форсунки. Функции их – подать конкретную дозу горючего в камеру сгорания. Давление, при котором открывается форсунка, равно величине, необходимой для максимального раздробления дизеля и создания топливного тумана.

На конце форсунок, в сложных температурных условиях работает игольчатый распылитель, формирующий контур факела. Контур впрыска принципиально важен для быстрого, полноценного сгорания. Тяжелый режим работы обусловлен постоянным нахождением их в зоне камеры сгорания. Исходя из этого, распылители форсунок выполняются из жаростойких материалов на станках высочайшей точности обработки. Для мягкой, бесшумной работы, в камеру сначала подается мизерная доза топлива. Она только разогревает воздух камеры. В заданный момент впрыскивается основная доза. Эти действия, посредством электроники, позволяют плавно наращивать давление, создавая условия для полного сгорания топливно-воздушной смеси.

В прерогативу топливного фильтра входит возможность тонкой очистки горючего. Но основная функция основывается на отделении воды из топлива. Поэтому фильтр нуждается в периодическом удалении отстоя воды через сливной краник.

Упредить критическое остывание с последующим запарафиниванием топлива помогает система электрического подогрева, что способствует быстрому запуску холодного двигателя.

Холодный запуск дизелю облегчает система предварительного разогрева, для чего в камере сгорания специально размещены свечи с функцией накала до 900° C. Информация о степени нагрева сообщается сигнальной лампой на приборной панели (закрученная спираль). По мере устойчивой работы двигателя свеча автоматически гаснет. В некоторых автомобилях свечи выключаются в момент подачи питания на стартер.

Система турбонаддува ориентирована повышать мощность и устойчивость на всех режимах работы ДВС. То есть турбинный компрессор подает под поршень избыточную порцию воздуха, увеличивая тем самым мощность мотора. Но длительный ресурс компрессора нужно поддерживать высоким качеством моторного масла.

Устройство системы турбонаддува

Система впрыска

Наиболее эффективной системой впрыска топлива считается Common Rail. Принцип работы системы заключается в том, что топливо накапливается в магистральной рампе, с которой поступает непосредственно в форсунку. А это путь к экономии солярки, низкому шуму от рабочего такта и выхлопных газов. За цикл работы, устройство выполняет два этапа впрыска. Самую малость топлива в начале и основную порцию для получения максимальной отдачи от сгорания.

Эти преимущества привели к использованию этой системы впрыска почти на каждом грузовом дизельном автомобиле и в большинстве гражданских моделях.

Система насос-форсунка предполагает установку форсунок по одной на каждый цилиндр. Устройство отличается от Common Rail высоким давлением впрыска. Отправной точкой считается высокая мощность транспорта до 20%, экономичность, низкая токсичность отработки. В обоих случаях, контрольные функции осуществляются системой управления двигателем через магнитные соленоиды.

Устройство дизельного двигателя | Автомобильный портал

Когда вы слышите слово «дизель», какие сразу возникают ассоциации? Не ошибемся, если скажем, что у большинства — чадящий выхлопными газами КамАЗ, за рулем которого — водитель в телогрейке.

Фото принципа работы дизельного двигателя

Дизельные моторы в конце 90-х обрели второе дыхание. И это произошло за счет того, что они были значительно усовершенствованы. Например, в систему топливоподачи и управления мотора было внедрено электронное управление. Поэтому современные дизельные агрегаты вплотную подошли к своим собратьям, работающим на бензине. А по некоторым параметрам, например, надежности экономичности, они их даже превосходят.

Принцип работы дизельного агрегата

Виды дизельных двигателей

Силовые агрегаты дизельного типа разделяются по видам. Главное различие — особенности констукций камер сгорания. Существуют моторы с неразделенной камерой сгорания. Их еще называют агрегатами с непосредственным впрыском. В них топливо подается в пространство над поршнем; в поршне же расположена камера сгорания. Сегодня такие двигатели значительно модернизированы за счет появления топливных насосов высокого давления, а также за счет того, что появился впрыск топлива с двумя ступенями, и электронное управления всеми процессами, — например, оптимизацией сгорания топлива. Теперь усовершенствованные моторы с непосредственным впрыском стали более уверенно работать при 4500 оборотах в минуту, уменьшился их шум, возросла экономичность, они стали меньше вибрировать.

Второй тип дизельный моторов — т.н. вихрекамерные. Чаще всего встречаются на легковушках. В чем главная особенность таких дизелей? Они имеют разделенную камеру сгорания. Т.е. топливо подается иначе — в дополнительную камеру, а не прямо в цилиндр. Чаще всего такая камера находится в головке блока цилиндров. Оказавшись в камере, воздух закручивается интенсивнее — отсюда и название — «вихревая». Это приводит к тому, что дизтопливо лучше самовозгорается. Цилиндр и камера соединяются каналом.

И, наконец, третий тип моторов — предкамерные дизеля. Они наименее распространены, и их главное отличие — специальная форкамера, которая соединена с каждым из цилиндров через несколько небольших каналов. Эта конструкция мотора дает более высокий ресурс, токсичность и шум двигателя снижаются.

Топливный насос высокого давления

Устройство форсунки дизельного двигателя

Фильтр дизельного двигателя

Этот элемент довольно прост, тем не менее, фильтр — самый главный элемент в дизельном моторе. Причем для каждого конкретного типа двигателя он должен подходить и по параметрам, и по характеристикам: по пропускной способности, по тонкости фильтрации. Одна из задач фильтра — отделять и удалять воду. Для этого существует нижняя сливная пробка. Зачастую вверху фильтра, прямо на корпусе, ставится насос для подкачки вручную, которым можно из системы откачать ненужный воздух. Реже на фильтр ставится электроподогрев, который упрощает запуск дизельного мотора. Его задача — предотвратить попадание в фильтр парафинов, образующихся при минусовых температурах от кристаллизации дизтоплива.

Турбонаддув дизельного мотора

Источник

Смотрите также

• Коробка автомат машина не едет назад
• Каптива шевроле фото салона
• Двигатель контрактный это как
• Что такое переборка
• Крутящий момент двигателя в чем измеряется
• Промывка гидрокомпенсаторов шевроле нива
• Как начать ездить на машине после перерыва
• Покрасочные работы автомобиля
• Как обкатывать новый автомобиль
• Технические характеристики куга 2017
• Принцип работы оппозитного двигателя

«Питер — АТ»

ИНН 780703320484

ОГРНИП 313784720500453

Принцип работы дизельного двигателя: рабочая температура, схема мотора

Содержание статьи:

1. Немножко предыстории
2. Особенности конструкции
3. Принцип работы
4. Дополнительное оборудование
5. Топливная система
6. Турбонаддув
7. Форсунки и интеркулер
8. Рабочая температура дизеля

Приветствую вас друзья! Дизельный силовой агрегат уже давно завоевал любовь и уважение в кругу автолюбителей! Он экономичнее, надежнее, да и общее КПД на порядок выше нежели у бензинового собрата. Однако, более сложное устройство и принцип работы дизельного двигателя не дают многим отечественным шоферам решиться на покупку автомобиля такого типа. Оно и не странно, выбор автомобиля заставляет обратить внимание на стоимость обслуживания автотехники и это правильно! Но все же, дабы развеять опасения коллег, сегодня я попытаюсь в понятной форме описать вам все особенности такого агрегата. Но обо всем, как обычно по порядку…

Содержание

• Немножко предыстории
• Особенности конструкции
• Принцип работы
• Дополнительное оборудование
• Топливная система
• Турбонаддув
• Форсунки и интеркулер
• Рабочая температура дизеля

Немножко предыстории

Первый мотор такого типа был создан французским инженером Рудольфом Дизелем, который жил в эпоху XIX века. Как вы сами понимаете, мастер не долго думал над названием своего изобретения и пошел по стопах великих изобретателей, прозвав его своей фамилией. Функционировал двигатель на керосине, а использовался исключительно среди кораблей и стационарных станков. Почему? Все очень просто, огромный вес и повышенный шум движка, не позволял увеличить спектр его применения.

И так было вплоть до 1920 года, когда первые экземпляры уже существенно модернизированного дизеля, начали применять в общественном и грузовом транспорте. Правда только спустя 15 лет, появились первые модели легковых автомобилей, работающих на солярке, но наличие все тех же минусов не позволяли использовать силовой агрегат повсеместно. Лишь в 70-х годах, свет увидели действительно компактные дизели, к слову говоря, многие эксперты привязывают это событие к резкому скачку цен на нефть. Как бы там ни было, дизельный силовой агрегат за время своего становления на чем только не работал. Экспериментаторы лили в него все что под руку попадется: рапсовое масло, сырая нефть, мазут, керосин и наконец солярка.  В наши дни, мы все видим к чему это привело – на фоне дорогого бензина, дизель покоряет не только Европу, но и весь мир!

Особенности конструкции

Устройство дизельного двигателя, по большому счету имеет не так уж много отличий в сравнении с бензиновым аналогом. Это все тот же поршневой мотор внутреннего сгорания, в котором воспламенение топлива осуществляется не посредством искры, а за счет сжатия или нагрева. В его конструкции можно выделить несколько основных элементов:

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

Для сравнения: КПД бензинового мотора в среднем составляет порядка 30%, в случае с дизельным вариантом этот показатель увеличивается до 40%, а с турбонаддувом и во все до 50%!

Более того, схемы функционирования также очень похожи между собой. Отличаются лишь процессы создания топливовоздушной смеси и ее сгорания. Ну и еще одно глобальное отличие – это прочность деталей. Обуславливается такой момент значительно большим уровнем степени сжатия, ведь если в «зажигалках» допускается небольшой люфт между деталями, то в дизеле все должно быть максимально плотно.

Принцип работы

Давайте наконец разберемся, как работает дизельный двигатель. Если говорить о четырехтактном варианте, то здесь можно наблюдать отдельную от цилиндра камеру сгорания, которая тем не менее связана с ним специальным каналом. Данный тип моторов, продвинули в массы намного раньше нежели модификацию с двумя тактами, в связи с тем, что они были тише и имели повышенный диапазон оборотов. Если следовать логике, то становится понятно, если 4 такта, то соответственно рабочий цикл состоит из 4 фаз, рассмотрим их.

1. Впуск – при повороте коленчатого вала в районе 0-180 градусов, воздух попадает в цилиндр сквозь впускной клапан, который открывается на 345-355 градусов. Одновременно с впускным открывается и выпускной клапан, при повороте коленвала на 10-15 градусов.
2. Сжатие – двигаясь вверх при 180-360 градусах, поршень сжимает воздух в 16-25 раз, в свою очередь в начале такта при 190-210 градусах, закрывается впускной клапан.
3. Рабочий ход – когда такт только начинается, топливо смешивается с горячим воздухом и воспламеняется, естественно происходит это все до достижения поршнем мертвой точки. При этом выделяются продукты сгорания, которые оказывают давление на поршень и тот двигается вниз. Обратите внимание, что давление газов постоянно, так сгорание топлива длится ровно столько же, сколько форсунка дизельного двигателя подает жидкость. Именно благодаря этому, развивается больший крутящий момент в сравнении с бензиновыми агрегатами. Осуществляется все это действие при 360-540 градусах.
4. Выпуск – когда коленчатый вал поворачивается на 540-720 градусов, поршень двигаясь вверх выдавливает выхлопные газы через открытый выпускной клапан.

Принцип работы двухтактного дизельного двигателя отличается более быстрыми фазами, единым процессом газообмена и непосредственным впрыском. Для тех, кто не в теме напомню: в таких конструкциях камера сгорания находится непосредственно в поршне, а топливо поступает в пространство над ним. Когда поршень движется вниз, продукты горения покидают цилиндр через выпускные клапана. Далее, отворяются впускные клапана и поступает свежий воздух. При движении поршня вверх, все клапана закрыты, в это время происходит сжатие. Топливо впрыскивается распылителями и начинается его воспламенение до достижения поршнем верхней мертвой точки.

Дополнительное оборудование

Если отбросить сам ДВС в сторону, на общий план выходит целый ряд вполне себе подготовленных помощников. Рассмотрим главных профессионалов!

Топливная система

Устройство топливной системы дизельного двигателя намного сложнее нежели в бензиновых модификациях. Объясняется данный нюанс легко и просто – требования к давлению подаваемого топлива, количеству и точности – очень высоки, сами понимаете почему. ТНВД дизельного двигателя, топливный фильтр, форсунки их распылители – все это основные элементы системы. Отдельной статьи заслуживает не только аппаратура, но и устройство топливного фильтра. Возможно, вскоре разберем под микроскопом и их.

Турбонаддув

Турбина на дизельном двигателе существенно увеличивает его производительность за счет того, что топливо подается под высоким давлением и соответственно полностью выгорает. Конструкция данного агрегата в принципе не такая уж сложная, состоит она всего из двух кожухов, подшипников и защитной сетки из металла. Принцип работы турбины дизельного двигателя выглядит следующим образом:

• Компрессор, к которому подсоединен один кожух всасывает воздух внутрь турбонагнетателя.
• Далее, активируется ротор.
• После, настает время охладить воздух, с этой задачей справляется интеркулер.
• Пройдя несколько фильтров на своем пути, воздух через впускной коллектор попадает в двигатель, после чего клапан закрывается, а последующее его открытие происходит на завершающей стадии рабочего хода.
• Как раз тогда через турбину, мотор покидают отработанные газы, которые еще и оказывают определенное давление на ротор.
• В этот момент скорость вращения турбины может достигать 1500 оборотов в секунду, а посредством вала вращается и ротор.

Цикл турбины работающего силового агрегата повторяется раз за разом и именно благодаря вот такой стабильности, мощность мотора растет!

Форсунки и интеркулер

Принцип работы интеркулера, а также форсунки, да и вообще их предназначение, разумеется кардинально отличаются. Первый, путем теплообмена снижает температуру воздуха, который в горячем состоянии сильно влияет на долговечность двигателя. На форсунку же, ложиться задача в дозировке и распылении топлива.

Функционирует она в импульсном режиме за счет кулачка, отходящего от распредвала и собственно распылителей.

Рабочая температура дизеля

Не стоит пугаться если на панели приборов отсутствуют привычные 90 градусов. Дело в том, что рабочая температура дизельного двигателя довольно специфическая и зависит от конкретной марки автомобиля, собственно самого мотора и термостата. Так, если для «Фольксвагена» нормальным значением будет отметка в пределах 90-100 градусов, то рядовой «Мерседес» функционирует при 80-100, а «Опель» вообще в районе 104-111 градусов. Отечественный грузовик «КАМАЗ», например, работает при 95-98 градусах.

Какая бы рабочая температура, не была у вашего силового агрегата, одно очевидно – моторы на солярке сегодня актуальны, как никогда. Не верите мне? Оглянитесь по сторонам, сегодня можно встретить даже дизельный двигатель на «Ниву» и это я вам скажу, случай не единичный. Уже из этого можно сделать вывод – такой мотор во много лучше бензинового.

Да в скоростных качествах сравниться с бензиновыми ему вряд ли удастся, хотя современные модели с турбинами определенно создать конкуренцию могут.

Если же менять машину, а тем более двигатель желание нет, рекомендую собственными руками помыть мотор, ведь мы делаем это не так уж часто, как выглядит процедура я описал здесь. В общем свое мнение я высказал, жду ваше в комментариях! Всего доброго!

устройство, принцип работы, преимущества. Видео — принцип работы дизельного двигателя

Согласно сложившимся представлениям, дизельные двигатели производят много шума, неприятно пахнут и не дают нужной мощности. Считается, что они пригодны лишь для грузовых автомобилей, фургонов и такси. Возможно, в 1980-х гг. все было так, однако с тех пор ситуация в корне поменялась. Дизельные двигатели и органы управления системами впрыска топлива стали гораздо более совершенными. В 1985г. в Великобритании было продано почти 65 000 автомобилей с дизельными двигателями (примерно 3,5% от общего количества проданных автомобилей). Для сравнения, в 1985г. было продано всего 5380. (данные, вероятно, для рынка США).

Основные части дизельного двигателя должны быть прочнее, чем части двигателя, работающего на бензине.

Зажигание.
Для зажигания не требуются искры, т.к. смесь воспламеняется под действием компрессии.

Запальные свечи.
Нагревают камеру сгорания при холодном старте.

Многие дизельные двигатели были созданы на основе бензиновых двигателей, однако их основные детали обладают повышенной прочностью и способны выдерживать высокое давление.

Топливо попадает в двигатель за счет нагнетательного насоса с дозатором, который обычно прикреплен к боку блока цилиндров. В системе не используется электрическое зажигание.

Основным преимуществом дизельных двигателей перед бензиновыми является снижение эксплуатационных расходов. Дизельные двигатели обладают большей эффективностью за счет сильной компрессии и низкой стоимости топлива. Разумеется, цены на дизель могут варьироваться, поэтому автомобиль с дизельным двигателем обойдется вам дорого, если вы живете в регионе с высокими ценами на дизельное топливо. Кроме того, таким автомобилям реже требуется техобслуживание, однако замена масла для них организуется чаще, чем для автомобилей, которые работают на бензине.

Повышение мощности

Основным недостатком дизельных двигателей является их малая мощность по сравнению с бензиновыми двигателями равного объема.

Эту проблему можно решить, просто увеличив объем двигателя, однако зачастую это приводит к значительному утяжелению автомобиля.

Некоторые производители снабжают свои двигатели турбонагнетателями, чтобы повысить их конкурентоспособность. К примеру, производством турбодизелей занимаются Rover, Mercedes, Audi и VW.

Как работают дизельные двигатели

Впуск

При движении поршня вниз по цилиндру открывается впускной клапан, впускающий воздух.

Компрессия

Когда поршень доходит до нижнего основания цилиндра, впускной клапан закрывается. Поршень поднимается, сжимая воздух.

Зажигание

Топливо впрыскивается в цилиндр, когда поршень доходит до верхнего основания. При этом топливо воспламеняется и снова приводит поршень в движение.

Выпуск

На обратном пути поршень открывает клапан выпуска, и отработанный газ выходит из цилиндра.

Четырехтактные дизельный и бензиновый двигатели работают по-разному, несмотря на то, что в их состав входят одинаковые компоненты. Основное отличие заключается в способе зажигания топлива и управления получаемой в результате энергией.

В двигателе, работающем на бензине, смесь воздуха и топлива зажигается от искры. В дизельном двигателе топливо воспламеняется под действием сжатого воздуха. В дизельных двигателях воздух сжимается в среднем в соотношении 1/20, в то время для бензиновых двигателей — это соотношение в среднем равно 1/9. Такое сжатие сильно нагревает воздух до температуры, достаточной для мгновенного воспламенения топлива, поэтому при использовании дизельного двигателя нет нужды в искрах или других способах зажигания.

Бензиновые двигатели поглощают очень много воздуха за один такт поршня (конкретный объем зависит от степени открытия отверстия дросселя). Дизельные двигатели всегда поглощают один и тот же объем, который зависит от скорости, при этом воздухопровод не оснащен дросселем. Его перекрывает один впускной клапан, а в двигателе отсутствует карбюратор и дисковый затвор.

Когда поршень достигает нижнего основания цилиндра, впускной клапан открывается. Под действием энергии от других поршней и импульса от махового колеса поршень отправляется к верхнему основанию цилиндра, сжимая воздух примерно в двадцать раз.

Как только поршень достигает верхнего основания, в камеру сгорания впрыскивается тщательно отмеренный объем дизельного топлива. Нагретый при сжатии воздух мгновенно воспламеняет топливо, которое расширяется при сгорании и снова отправляет поршень вниз, поворачивая коленчатый вал.

Когда поршень двигается вверх по цилиндру на такте выпуска, выпускной клапан открывается, позволяя отработанным и расширившимся газам выйти в выхлопную трубу. В конце такта выпуска цилиндр снова готов к новой порции свежего воздуха.

Конструкция дизельного двигателя

Дизельный и бензиновый двигатель состоят из одинаковых частей, которые выполняют одни и те же функции. Тем не менее, части дизельного двигателя обладают повышенной прочностью, т.к. они призваны выдерживать большую нагрузку.

Стенки блока дизельного двигателя обычно намного толще стенок блока бензинового двигателя. Они укреплены дополнительными решетками, которые блокируют импульсы. Помимо этого, блок дизельного двигателя эффективно поглощает шумы.

Поршни, шатуны, валы и крышки корпуса подшипников изготавливаются из самых прочных материалов. Головка цилиндра дизельного двигателя имеет особый вид, связанный с формой форсунок, а также формами камеры сгорания и вихрекамеры.

Впрыск

Для плавной и эффективной работы любого двигателя внутреннего сгорания требуется правильная смесь воздуха и топлива. Для дизельных двигателей эта проблема особенно актуальна, т.к. воздух и топливо подаются в разное время, смешиваясь внутри цилиндров.

Впрыск топлива в двигатель может быть прямым и непрямым. По сложившейся традиции чаще используется непрямой впрыск, т.к. он позволяет создавать вихревые потоки, которые смешивают топливо и сжатый воздух в камере сгорания.

Прямой впрыск

При прямом впрыске топливо опадает прямо в камеру сгорания, расположенную в головке поршня. Такая форма камеры не позволяет смешивать воздух с топливом и поджигать получившуюся смесь без жесткого стука, характерного для дизельных двигателей.

В двигателе с непрямым впрыском обычно присутствует небольшая спиральная вихрекамера (форкамера). Перед попаданием в камеру сгорания топливо проходит через вихрекамеру, и в нем образуются вихревые потоки, обеспечивающие лучшее смешивание с воздухом.

Недостатком такого подхода является то, что вихрекамера становится частью камеры сгорания, а значит, вся конструкция приобретает неправильную форму, вызывает проблемы при сгорании и негативно влияет на эффективность работы двигателя.

Непрямой впрыск

При непрямом впрыскивании топливо попадает в небольшую форкамеру, а оттуда — в камеру сгорания. В результате конструкция приобретает неправильную форму.

Двигатель с прямым впрыском не оборудован вихрекамерой, и топливо прямиком попадает в камеру сгорания. При проектировании камер сгорания в головке поршня инженеры должны уделять особое внимание их форме, чтобы обеспечить достаточную силу вихрей.

Запальные свечи

Чтобы разогреть головку блока цилиндров и блок цилиндров перед холодным стартом, в дизельных двигателях используются запальные свечи. Короткие и широкие свечи являются составной частью электросистемы автомобиля. При включении питания элементы в свечах очень быстро нагреваются.

Запальные свечи включаются при особом повороте колонки рулевого управления или с помощью отдельного переключателя. В последних моделях свечи выключаются автоматически, как только двигатель разогревается и разгоняется до скорости, превышающей скорость холостого хода.

Управление скоростью

В отличие от бензиновых двигателей, в дизельных двигателях отсутствует дроссель, поэтому объем потребляемого ими воздуха остается неизменным. Частота вращения двигателя определяется только объемами топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания. Чем больше топлива, тем больше энергии выделяется при сгорании.

Педаль газа подключена к датчику в система зажигания, а не к дросселю, как в автомобилях, которые работают на бензине.

Для остановки дизельного двигателя по-прежнему необходимо повернуть ключ зажигания. В бензиновом двигателе при этом исчезает искра, а в дизельном — отключается соленоид, отвечающий за подачу топлива в насос. После этого двигатель расходует оставшееся в нем топливо и останавливается. По факту, дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые, потому что высокое давление сильно замедляет ход.

Как заводится дизельный двигатель

Дизельные двигатели, подобно бензиновым, заводятся при включении электромотора, запускающего цикл сжатия и воспламенения. Тем не менее, при низкой температуре дизельные двигатели заводятся с трудом, потому что сжатый воздух не разогревается до температуры, необходимой для воспламенения топлива.

Для решения этой проблемы производители изготавливают запальные свечи. Запальные свечи представляют собой питаемые от батареи электроотопители, которые включаются за несколько секунд до запуска двигателя.

Дизельное топливо

Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензина. Оно не проходит очистку, а потому представляет собой вязкую тяжелую жидкость, которая испаряется довольно медленно. Благодаря этим физическим свойствам дизельное топливо иногда называют дизельным маслом или мазутом. В сервисных центрах и на заправках автомобили, работающие на дизельном топливе, часто называют дервами (от diesel-engined road vehicles).

В холодную погоду дизельное топливо быстро густеет или даже замерзает. Кроме того, в нем содержится небольшое количество воды, которая также может замерзнуть. Все виды топлива поглощают из атмосферы воду. Более того, она нередко проникает в подземные резервуары. Допустимое содержание воды в дизельном топливе — 0,00005-0,00006%, т.е. четверть стакана воды на 40 литров топлива.

Лед или водяная пробка может заблокировать топливопроводы и форсунки, что делает невозможной работу двигателя. Именно поэтому в холодную погоду можно увидеть водителей, которые пытаются подогреть топливопровод с помощью паяльника.

В качестве превентивной меры можно возить с собой дополнительный бак, однако современные производители уже добавляют в топливо примеси, которые позволяют использовать его при температуре выше -12-15°C.

Описание конструкции

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

Работа

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

Блок цилиндров

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

Мокрые гильзы цилиндров

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

Коленчатый вал

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

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

Шатуны

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

Поршни и поршневые кольца

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

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

Головка цилиндров

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

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

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

Конструкция с неразделенной камерой сгорания

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

Конструкция с вихревой камерой

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

Клапаны и седла клапанов

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

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

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

Система подачи топлива

Обычная конструкция

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

Конструкция с общим топливным коллектором («Common rail»)

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

В конструкции с общим топливным коллектором уровень токсичности отработавших газов значительно уменьшен и минимизирован шум при работе. Все это следствие большего управления процессом сгорания. Регулировка давления топлива и фазы работы форсунок управляются ЮМ и РСМ. Также изменена конструкция форсунки, которая теперь позволяет выполнять предварительное(пред-впрыскивание)и заключительное (пост-впрыскивание) впрыскивание топлива на различных стадиях хода сжатия и рабочего хода.

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

Система смазки

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

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

Система охлаждения

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

Если температура двигателя слишком низкая, возникают следующие проблемы:

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

Если температура двигателя слишком высокая, возникают следующие проблемы:

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

Система впрыскивания топлива

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

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

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

Начать стоит с того, что КПД дизельного двигателя гораздо выше, чем у бензинового аналога. Проще говоря, этот мотор расходует гораздо меньше топлива. Подобного результата конструкторам удалось добиться за счёт создания уникальной конструкции.

Важно!
Принцип работы дизельного двигателя сильно отличается от бензинового.

Безусловно, современные бензиновые двигатели обладают множеством разнообразных технологических инноваций. Достаточно вспомнить прямой впрыск. Несмотря на это, показатель полезного действия бензинового мотора составляет порядка 30 процентов. У дизеля этот же параметр достигает 40. Если же вспомнить турбонаддув, то цифра может дойти до 50%.

Неудивительно, что дизельные моторы постепенно завоёвывают Европу. Дорогой бензин стимулирует покупателей к покупке более экономичных машин. Производители в режиме реального времени отслеживают изменения в потребительских предпочтениях, внедряя соответственные коррективы в производственный процесс.

К сожалению, конструкция дизельного двигателя не лишена недостатков. Одним из самых существенных является большой вес. Безусловно, инженеры проделали огромный путь, постепенно уменьшая вес мотора, но у всего есть предел.

Дело в том, что в устройстве дизельного двигателя все детали должны быть подогнаны друг к другу максимально точно. Если в бензиновых аналогах допускается возможность небольшого люфта, то здесь всё по-другому. Как результат в самом начале внедрения технологии дизельные агрегаты устанавливали только на большие машины. Достаточно вспомнить те же грузовики начала прошлого века.

История создания

Тяжело себе представить, но первый работоспособный дизельный двигатель сконструировал инженер Рудольф Дизель ещё в XIX веке. Тогда в качестве топлива использовался обычный керосин.

С развитием технологии учёные стали экспериментировать. В результате, какие только виды топлива не использовались, чтобы достичь лучших результатов. К примеру, некоторое время моторы заправлялись рапсовым маслом и даже сырой нефтью. Безусловно, подобный подход не мог дать по-настоящему серьёзных достижений.

Многолетние изыскания привели учёных к идее использования мазута и солярки. Их низкая себестоимость и неплохая воспламеняемость позволили составить серьёзную конкуренцию бензиновым аналогам.

Внимание!
Мазут и солярка делаются без применения сложных технологических процессов. Именно это является залогом их низкой цены. Фактически они представляют собой побочный продукт от переработки нефти.

Изначально системы впрыска топлива в устройстве дизельных двигателей были крайне несовершенны. Это не позволяло использовать агрегаты в машинах, которые работали на высоких оборотах.

Первые образцы автомобилей, оснащённых дизельными двигателями, появились в 20-х годах прошлого века. Это был грузовой и общественный транспорт. До этого моторы такого класса применялись только на стационарных станках или кораблях.

Лишь спустя 15 лет появились первые машины, которые работали за счёт дизельного двигателя. Несмотря на это ещё очень долго дизель, будучи мощным и имеющим иммунитет к детонации, не имел широкого распространения в автомобилестроении. Дело в том, что при наличии весомых преимуществ у агрегата был целый ряд недостатков, таких как повышенный шум при работе и большой вес.

Лишь в 70-х годах, когда начали расти цены на нефть, всё кардинально изменилось. Автомобилестроители и потребители устремили свои взоры к автомобилям, в своём устройстве, имеющим дизельные двигатели. Именно тогда впервые появились компактные дизели.

Дизельный двигатель

Устройство дизельного двигателя

Устройство дизельного двигателя состоит из четырёх основных элементов:

• цилиндров,
• поршней,
• топливной форсунки,
• впускного и выпускного клапана.

Каждый элемент конструкции выполняет свою задачу и имеет свои конструкционные особенности. В процессе развития данная технология дополнилась многими деталями, которые позволили добиться гораздо большей производительности, вот основные из них:

• топливная форсунка,
• интеркуллер.

Каждая из этих деталей позволила значительно увеличить КПД дизельного двигателя.

Принцип работы

Дизельный двигатель работает за счёт сжатия. Благодаря этому процессу жидкость под давлением попадает в камеру сгорания. Пропускными элементами служат форсунки инжектора.

Важно!
Топливо попадает внутрь только тогда, когда воздух имеет нужную силу сжатия и высокую температуру.

Воздух должен быть достаточно горячим, чтобы топливо воспламенилось
. Перед тем как попасть внутрь жидкость проходит через ряд фильтров, которые задерживают чужеродные частички, способные навредить системе.

Чтобы понять принцип работы дизельного двигателя нужно рассмотреть весь процесс подачи и воспламенения топлива от начала и до конца. На начальном этапе воздух подаётся через впускной клапан. При этом поршень движется вниз.

Некоторые впускные системы дополнительно обустраиваются заслонками. Благодаря им в конструкции создаётся два канала, через которые воздух попадает внутрь. В результате данного процесса происходит завихрение воздушных масс.

Внимание!
Впускные заслонки могут быть открыты только при высокой частоте вращения коленвала.

Когда поршень достигает верхней точки, воздух сжимается в 20 раз.
Предельное давление составляет порядка 40 килограмм на квадратный сантиметр. При этом температура доходит до 500 градусов.

Форсунка впрыскивает топливо внутрь камеры в строго заданном количестве. Воспламенение происходит исключительно из-за высокой температуры. Именно этот факт объясняет то, что в устройстве дизельного двигателя нет свечей. Мало того, система зажигания отсутствует как таковая.

Отсутствие в конструкции дроссельной заслонки позволяет развить большой крутящий момент. Но число оборотов при этом находится на стабильно низкой отметке. За один цикл может осуществляться несколько впрыскиваний жидкости.

Вниз поршень толкает давление расширяющихся газов. Результатом данного процесса является то, что поворачивается коленвал. Связующим звеном в данном микропроцессе является шатун.

Дойдя до нижней точки, поршень вновь поднимается вверх, тем самым выталкивая уже отработанные газы.
Они выходят наружу посредством выпускного клапана. Такой рабочий цикл повторяется раз за разом в дизельном двигателе.

Чтобы снизить процент сажи в газах, которые выходят через выхлопную систему существует специальный фильтр. Он позволяет в значительной мере уменьшить вред, наносимый экологии.

Дополнительные узлы

Как работает турбина

Турбина в устройстве дизельного двигателя позволяет в значительной мере увеличить общую производительность системы. Тем не менее автомобильные инженеры не сразу пришли к этому решению.

Толчком к созданию турбины и внедрению её в общее устройство дизельного двигателя стало то, что топливо не успевает полностью сгореть, пока поршень движется к мёртвой точке.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе заключается в том, что данный конструкционный элемент позволяет добиться полного сгорания топлива. Как результат мощность мотора существенно возрастает.

Устройство турбонагнетателя состоит из таких элементов:

• Два кожуха — один крепится на турбину, второй на компрессор.
• Подшипники представляют собой опору узла.
• Защитную функцию выполняет стальная сетка.

Весь цикл работы турбины дизельного двигателя состоит из следующих этапов:

1. Воздух всасывается внутрь при помощи компрессора.
2. Подключается ротор, приходящий в движение за счёт ротора турбины.
3. Интеркуллер охлаждает воздух.
4. Воздух проходит несколько фильтров и попадает внутрь через впускной коллектор. В конце данного действия клапан закрывается. Открытие происходит при завершении рабочего хода.
5. Через турбину дизельного двигателя проходят отработанные газы, тем самым оказывая давление на ротор.
6. На данном этапе скорость вращения турбины дизельного двигателя может достигать около 1500 оборотов в секунду. Это заставляет вращаться ротор компрессора посредством вала.

Этот цикл повторяется раз за разом. Благодаря использованию турбины мощность дизельного двигателя растёт.

Важно!
За счёт охлаждения плотность воздуха возрастает.

Увеличение плотности воздуха позволяет подавать его в значительно большем количестве внутрь двигателя. Увеличение потока способствует тому, что топливо внутри системы полностью сгорает.

Интеркуллер и форсунка

Во время сжатия увеличивается не только плотность воздуха, но и его температура. К сожалению, это сильно влияет на долговечность дизельного двигателя. Поэтому учёными было придумано такое устройство, как интеркуллер. Он эффективно снижает температуру воздушного потока.

Важно!
Интеркуллер работает при помощи охлаждения воздуха путём теплообмена.

В устройстве может быть одна или две форсунки. Их задача заключается в том, чтобы распылять и дозировать топливо. Принцип работы форсунки дизельного двигателя реализуется за счёт кулачка, который отходит от распределительного вала.

Внимание!
Форсунки дизельного двигателя работают в импульсном режиме.

Итоги

За счёт использования новых технологий и дополнительных узлов дизельный двигатель позволяет добиться поразительного показателя полезного действия от сгорания топлива. Данный показатель достигает 40—50 процентов. Что почти в два раза больше, чем в бензиновом аналоге.

Ежегодно растет количество транспортных средств, характерный звук работающего силового агрегата которых, выдает его тип. Именно дизельным двигателям будет посвящена эта публикация, в которой постараемся максимально описать их особенности, некоторые рабочие характеристики и отличия от бензиновых моторов.

Отличительные черты дизельных агрегатов, такие как: экономичность, высокие рабочие показатели и топливо, которое стоит дешевле, делают этот вид моторов сегодня еще востребование. Последние модели дизелей по уровню своей шумности и экологическим показателям практически не отличаются от своих бензиновых собратьев
, разве что они более экономичны и долговечны.

Особенности конструкции


Конструктивно работающие на солярке моторы ничем не отличаются от бензиновых, и имеют те же детали. За исключением того, что клапанные элементы дизелей производятся более усиленными, иначе они не выдержат всей нагрузки. Для сравнения: степень сжатия дизельного силового агрегата 19-24 единицы, а это в два раза выше, нежели у бензинового. По этой причине дизель имеет немного большие габариты и массу.

Шумная работа этого силового агрегата обусловлена одной его особенностью. Дело в том, что самовоспламенение смеси внутри его цилиндров происходит только в момент возрастания давления. Благодаря этому допускается использование в моторе дешевого топлива (не путать с некачественным), и его работа на необогащенных смесях. За счет этого и достигается экономия. Поскольку агрегат работает на необогащенных смесях, соответственно, его вредные выбросы в атмосферу значительно снижены.

Единственными минусами дизелей принято считать их шумную работу, сопровождаемую вибрацией, проблемы с пуском в холода и меньшую мощность в литраже. Но, подобные недостатки прерогатива исключительно старых моторов, у современных дизелей (ввиду их конструктивных особенностей) эти проблемы исключены.

Дизеля с прямым впрыском


Есть несколько конструкций дизельных моторов, которые отличаются друг от друга строением камеры сгорания. Агрегаты, в которых камера сгорания нераздельна, а впрыск топлива осуществляется непосредственно в пространство над поршнем, называются двигателями с прямым впрыском. Роль камеры сгорания у них играет поршень.

Не так давно непосредственный впрыск применялся исключительно на низкооборотистых дизелях с повышенным рабочим объемом. Подобная мера связывалась только с проблемами при сгорании топлива, постоянной вибрацией и шумной работой.

Однако ситуация изменилась с появлением топливного насоса высокого давления, управляемого при помощи электроники, инновационной системы двухуровневого впрыска и решением проблемы неполного сгорания топлива. Подобные мероприятия позволили получить стабильную работу агрегата уже на 4500 об/мин, сделали его более экономичным и малошумным.

Дизеля с раздельной камерой


Сегодня этот тип дизельных силовых агрегатов широко распространен на легковых транспортных средствах. Топливо в таком моторе впрыскивается в отдельную камеру, а не в цилиндр. Широко распространена модель вихревой камеры, которая располагается у основания блока цилиндров и через специальный канал соединяется с цилиндром таким образом, чтобы воздух, сжимаясь, попадал в нее, и уже далее закручивался внутри наподобие вихря. Это способствует хорошему насыщению смеси и повышает ее самовоспламенение, которое происходит в вихревой камере и уже далее переходит в основную.

При такой конструкции мотора давление в его цилиндрах нарастает постепенно, в результате чего уровень шума агрегата значительно снижается, а обороты – повышаются. Практически на 90% дизельного транспорта установлены двигатели с вихревой камерой.

Топливная система дизелей


Пожалуй, эта система является важнейшей составной частью дизельного мотора, большей частью характеризующая его эффективность. Ее работа заключается в дозированной подаче топлива под определенным давлением и в определенное время. Повышенные требования к точности ее работы, и наличие высокого давления внутри системы делают этот узел дизельного агрегата дорогостоящим и сложным.

Состоит система топливоподачи из:

1. , который обеспечивает подачу солярки к форсункам двигателя по строго заданному циклу, который зависит от работы агрегата и прикладываемых водителем усилий к педали акселератора. Многорежимный ТНВД объединяет в себе работу главного исполнительного устройства, функция которого заключается в обработке команд водителя, и автоматическую систему управления силовым агрегатом.

Управляя педалью акселератора, шофер не уменьшает либо увеличивает подачу рабочей смеси, а всего лишь задает соответствующий режим регуляторам, которые самостоятельно корректируют топливоподачу в зависимости от давления, количества оборотов, положении регуляторов подачи и т. д. Отметим, что большинство выпускаемых сегодня дизельных внедорожников комплектуются распределительным типом ТНВД
.

Распределительные ТНВД
являются в основном прерогативой дизельных моторов установленных на легковом автотранспорте. Они отличаются правильно отрегулированной топливоподачей и повышенным быстродействием, за счет чего достигается их стабильная работа на высоких оборотах. Однако подобный тип топливных насосов слишком требователен к качеству солярке и ее чистоте, поскольку она смазывает рабочие поверхности их деталей.

1. Форсунки
   дизельного мотора являются не менее важным, чем ТНВД элементом системы топливоподачи, которые совместно с топливным насосом осуществляют бесперебойную дозированную подачу рабочей смеси в камеру сгорания. Давление в системе топливоподачи зависит от угла размещения форсунки
   , а форму топливному факелу, от которой зависит вся правильная последовательность самовоспламенения и сгорания топлива, придает распылитель. Встречается два вида форсунок: многодырчатые либо шрифтовые.

Работа форсунки в дизельном агрегате обусловлена слишком тяжелыми для нее условиями. Это связано с тем, что рабочее движение иглы распылителя в два раза меньше оборотов мотора, при этом распылитель форсунки подвергается постоянному воздействию высокой температуры и топливных взрывов при контакте с камерой сгорания. Соответственно, такой элемент должен быть изготовлен из прочных и теплостойких материалов.

1. Топливный фильтр, хотя и является простейшим элементом в системе топливоподачи дизеля, все же его отсутствие не сможет обеспечить полноценную работу мотору. Его характеристики (уровень фильтрации и пропускной возможности) обязательно должны быть подобраны в соответствии с типом и показателями мощности силового агрегата. Помимо фильтрации солярки, фильтр еще играет роль отделителя воды. Для этого в его конструкции предусмотрен нижний слив закрытый пробкой. Зачастую на топливный фильтр устанавливается ручная помпа, которая необходима для откачки воздуха из системы.

Редко, но все же бывают топливные фильтры с электроподогревом, который в разы облегчает запуск агрегата в холодное время.

Особенности запуска дизельных моторов

Благодаря предпусковому подогреву возможен холодный запуск двигателя работающего на солярке. Действует предпусковой подогреватель так: внутри камер сгорания располагаются специальные электрические нагреватели – свечи накаливания. В момент включения зажигания эти элементы обеспечивают мгновенный прогрев камер сгорания, облегчая при этом процесс самовоспламенения рабочей смеси. Соответствующий индикатор в салоне сигнализирует о работе системы.

Как только индикатор погас – силовой агрегат прогрелся и готов к пуску. После запуска мотора на нагревательный элемент, в течение 15-20 сек, еще продолжает поступать электропитание. Это позволяет стабилизировать работу еще холодного двигателя. Отметим, что предпусковой подогреватель способен обеспечить свободный пуск мотору (при условии его полной исправности и наличии соответствующего дизтоплива) при температуре до -30 градусов.

Турбированный дизель

Эффективно увеличить мощность дизельного двигателя возможно только с применением турбонаддува
. Благодаря ему в цилиндры дизеля при помощи насоса подается больше воздуха, в результате чего возрастает подача смеси, улучшается ее горение и увеличивается мощность мотора. Поскольку выхлопные газы дизельного двигателя имеют большее в 1,5-2 раза давление в отличие от бензиновых агрегатов, их турбокомпрессор работает эффективнее даже на малых оборотах, что позволяет турбированному дизелю избежать провалов в работе (так называемых «турбоям»).

Однако турбодизель не лишен и недостатков, которые в основном заключаются в несовершенстве конструкции турбокомпрессора. Его рабочий ресурс редко превышает пробег в 150 тыс. км, что гораздо меньше ресурса самого агрегата.

Преимущества использования системы Common-Rail

Благодаря системе электронного управления топливоподачей предусмотрен впрыск солярки двумя последовательными дозами в камеру сгорания. Вначале подается небольшая порция, необходимая для разогрева камеры, а после нее – уже основная. Подобная система дозировки топлива очень важна для дизельных силовых агрегатов, поскольку она обеспечивает плавный рост давления внутри камер сгорания, которое обусловлено меньшей шумностью мотора и его стабильной работой.

Применение системы Common-Rail позволяет сократить потребление топлива на 20%, при этом на 25% повысить крутящий момент коленвала при работе двигателя на низких оборотах.

Видео покажет устройство и принцип работы дизельного двигателя:

Видео расскажет о эксплуатации современных дизельных двигателей:

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.

Система питания дизельного двигателя: схема и устройство

Дизельный двигатель существует более сотни лет. За время своего существования он претерпел серьезные изменения, хотя современные водители отдают предпочтение именно таким моторам из-за невысокой стоимости топлива и простоты обслуживания двигателя.

Чтобы разобраться, как работает автомобиль на дизельном топливе, в первую очередь необходимо выяснить, как работает система его питания. Соответствующие детали раскрыты в данной статье.

Содержание:

1. Основные функции системы питания дизельного двигателя
2. Схема устройства питания дизеля
   1. Особенности дизельного топлива

3. Устройство системы питания дизельного двигателя
4. Как работает турбодизель

Основные функции системы питания дизельного двигателя

Главная функция системы питания дизельного двигателя – обеспечивать бесперебойную подачу топлива к цилиндрам. Кроме того, в данной системе происходит сжимание топлива и его дальнейшая подача к камерам сгорания. В процессе дизель смешивается с горячим воздухом. Благодаря этому происходит самовоспламенение (рисунок 1).

Примечание: Дизель отличается от бензина по многим критериям. Он обладает повышенной плотностью и повышенной смазывающей способностью.

Как уже говорилось выше, главная функция системы питания – своевременно подавать дизельное топливо. При этом система должна подавать только определенное количество топлива и только в конкретный цилиндр в строго предназначенное время.

Рисунок 1. Дизельные двигатели по многим показателям превышают бензиновые

На практике этот процесс осуществляется автоматически и занимает тысячную долю секунды, прием впрыск топлива проводится только в строго отведенное для этого вре  мя.

Схема устройства питания дизеля

Система питания дизельного двигателя состоит из нескольких важных элементов, каждый из которых играет свою важную роль (рисунок 2).

Читайте также: Ремонт мотоблоков своими руками: инструкция по ремонту

К ним относятся:

• топливный бак;
• фильтры грубой и тонкой очистки топлива;
• насос для подкачки топлива и насос высокого давления;
• инжекторные форсунки;
• трубопровод высокого и низкого давления;
• воздушный фильтр.

Все элементы системы питания дизельного двигателя делятся на две большие группы: для подвода самого топлива, и для подвода воздуха. Самой популярной считается топливоподводящая аппаратура разделительного типа. Она включает отдельный топливный насос и форсунки.

Примечание: Подача топлива осуществляется через магистрали высокого и низкого давления.

Суть работы топливоподводящей аппаратуры следующая:

1. Магистраль низкого давления используется для хранения, фильтрации и подачи дизеля под низким давлением к насосу высокого давления
2. Посредством магистрали высокого давления обеспечивается подача и впрыск нужного количества топлива в камеру сгорания двигателя, причем в строго отведенный для этого момент.
3. Топливоподкачивающий насос передает топливо из бака к топливному насосу высокого давления. Предварительно дизель проходит грубую и тонкую очистку.
4. Далее топливо поступает к форсункам, расположенным в головках цилиндра. Именно они отвечают за распыление по камере сгорания.

Рисунок 2. Классическая схема мотора

Если к насосу высокого давления было подано слишком много топлива, излишек просто вернется в топливный бак по дренажным трубопроводам.

Особенности дизельного топлива

Требования к системе питания дизельного двигателя и к подобной группе моторов в принципе объясняется специфическими особенностями самого топлива (рисунок 3).

Примечание: По своему составу дизель представляет собой смесь керосиновых и газойлевых фракций соляры. По факту, дизельное топливо получают в процессе производства бензина из нефти.

Основными свойствами дизеля считаются:

1. Показатель самовоспламеняемости, который определяется цетановым числом. Как правило, оно находится в пределах 45-50 единиц. Лучшим считается топливо с максимальным показателем цетанового числа.
2. Дизельное топливо подается к цилиндрам холодным, но при смешивании с горячим воздухом самовоспламеняется под давлением, от контакта с горячим воздухом.
3. Дизельное топливо обладает более высокой плотностью, в сравнении с бензином. Благодаря этому дизель имеет повышенную смазывающую способность.

Рисунок 3. Дизельное топливо обладает многими преимуществами, но замерзает на морозе

Несмотря на то, что по многим показателям дизель лучше бензина, он способен застывать на морозе, и автомобилисту придется провести целый ряд манипуляций, чтобы завести машину.

Устройство системы питания дизельного двигателя

Кроме системы подачи топлива, описанной выше, существует неразделенный тип питания дизельных двигателей. Его применяют в машинах с двухтактными моторами (рисунок 4) .

Рисунок 4. Так работает система питания дизельного двигателя

В подобной системе топливный насос высокого давления и форсунка представлены одним устройством, которое носит название насос-форсунка. Такие моторы считаются устаревшими. Они работают очень шумно и жестко, и имеют непродолжительный срок службы. Кроме того, в их конструкции не предусмотрены топлепроводы магистрали высокого давления.

Как работает турбодизель

Отдельно следует остановиться на системе питания турбодизеля. Турбонаддув позволяет повысить мощность не только дизельного, но и бензинового двигателя без увеличения объема камеры внутреннего сгорания.

Примечание: Система подведения топлива в таких моторах в целом остается прежней, меняется только схема и способ подачи воздуха.

В дизельном двигателе наддув осуществляется посредством компрессора. Турбина использует энергию отработанных газов, а воздух в компрессоре сжимается, потом охлаждается и нагнетается в камеру внутреннего сгорания.

Использование турбодизеля имеет весьма практическую ценность. С помощью особой системы подачи топлива улучшается наполнение цилиндров воздухом. Это повышает эффективность сгорании порции поставляемого топлива. Благодаря этому эффективность устройства повышается примерно на 30%.

Принцип работы дизельного двигателя – мотор в разрезе.

Как работает дизельный двигатель? Как устроен дизельный двигатель

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

Устройство дизельного двигателя – основные детали

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

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

Принцип работы дизельного двигателя – выбираем тип камеры сгорания

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

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

Как работает дизельный двигатель – тактность мотора

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

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

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

Как устроен дизельный двигатель – современные реалии

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

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

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

Заправка и обслуживание — два важнейших момента использования

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

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

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

Как ездить на дизельном двигателе с турбиной современного типа?

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

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

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

В чем важные преимущества дизельного двигателя?

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

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

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

Как эксплуатировать дизельный двигатель зимой?

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

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

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

Подводим итоги

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

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

Доброго времени суток. Думаю многим будет интересна данная тема. Преимущества и недостатки…Всё ниже.
В 1890 году Рудольф Дизель развил теорию «экономичного термического двигателя», который благодаря сильному сжатию в цилиндрах значительно улучшает свою эффективность. Он получил патент на свой двигатель 23 февраля 1893. Первый функционирующий образец был построен Дизелем к началу 1897 года, и 28 января того же года он был успешно испытан.
Интересно то, что Дизель в своей книге вместо привычной нам с Вами солярки, в роли идеального топлива описывал каменноугольную пыль. Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли как топлива — в первую очередь из-за высоких абразивных свойств.

Но теорию дизельного двигателя рассматривал и Экройд Стюарт. Он не рассматривал преимущества работы от высокой степени сжатия, он просто экспериментировал с возможностями исключения из двигателя свечей зажигания, т. е. он не обратил внимания на самое большое преимущество — топливную эффективность. Возможно, это и было причиной того, что в настоящее время используется термин «двигатель Дизеля», «дизельный двигатель» или просто «дизель», т. к. теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей с воспламенением от сжатия. В дальнейшем около 20-30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива не позволяли применять дизели в высоко-оборотистых агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимого для работы системы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизелей на автотранспорте.
В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко применяется и в наше время. Использование гидравлической системы для нагнетания и впрыска топлива позволило отказаться от отдельного воздушного компрессора и сделало возможным дальнейшее увеличение скорости вращения. Востребованный в таком виде высокооборотный дизель стал пользоваться все большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта, однако доводы в пользу двигателей с электрическим зажиганием (традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства) позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях, В 50 — 60-е годы дизель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы после резкого роста цен на топливо, на него обращают серьёзное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей.

Принципы работы:

Четырёхтактный цикл.

При первом такте
(такт впуска, поршень идет вниз) свежая порция воздуха втягивается в цилиндр через открытый впускной клапан.
При втором такте
(такт сжатия, поршень идет вверх) впускной и выпускной клапаны закрытывоздух сжимается в объёме примерно в 17 раз (от 14:1 до 24:1), т. е. объём становится меньше в 17 раз по сравнению с общим объёмом цилиндра, и воздух становится очень горячим.
Непосредственно перед началом третьего такта
(такт рабочего хода, поршень идет вниз) топливо впрыскивается в камеру сгорания через распылитель форсун. При впрыске топливо распыляется на мелкие частицы, которые равномерно перемешиваются со сжатым воздухом для создания самовоспламеняющейся смеси. Энергия высвобождается при сгорании, когда поршень начинает свое движение в такте рабочего хода.
Выпускной клапан открывается, когда начинается четвёртый такт
(такт выпуска, поршень идет вверх), и выхлопные газы проходят через выпускной клапан.

Двухтактный цикл.

Поршень находится в нижней мёртвой точке и цилиндр наполнен воздухом. Во время хода поршня вверх воздух сжимается; вблизи верхней мёртвой точки происходит впрыск топлива, которое самовоспламеняется. Затем происходит рабочий ход — продукты сгорания расширяются и передают энергию поршню, который движется вниз. Вблизи нижней мёртвой точки происходит продувка — продукты сгорания замещаются свежим воздухом. Цикл завершается.
Для осуществления продувки в нижней части цилиндра устраиваются продувочные окна. Когда поршень находится внизу, окна открыты. Когда поршень поднимается, он перекрывает окна.

Поскольку в двухтактном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще, то можно ожидать двукратного повышения мощности по сравнению с четырёхтактным циклом. На практике же это не удаётся реализовать, и двухтактный дизель мощнее такого же по объёму четырёхтактного максимум в 1,6 — 1,7 раз.
В настоящее время двухтактные дизели широко применяются только на больших морских судах с непосредственным (безредукторным) приводом гребного винта. При невозможности повышения частоты вращения двухтактный цикл оказывается выгодным; такие тихоходные дизели имеют мощность до 100.000 л.с.

Плюсы и минусы.

Бензиновый двигатель является довольно неэффективным и способен преобразовывать всего лишь около 20-30 % энергии топлива в полезную работу. Стандартный дизельный двигатель, однако, обычно имеет коэффициент полезного действия в 30-40 %, дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением свыше 50 % (например, MAN S80ME-C7 тратит только 155 гр на кВт, достигая эффективности 54,4 %). Дизельный двигатель из-за использования впрыска высокого давления не предъявляет требований к летучести топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжелые масла.
Дизельный двигатель не может развивать высокие обороты — смесь не успевает догореть в цилиндрах. Это приводит к снижению удельной мощности двигателя на 1 л объёма, а значит, и к снижению удельной мощности на 1 кг массы двигателя.
Дизельный двигатель не имеет дроссельной заслонки, регулирование мощности осуществляется регулированием количества впрыскиваемого топлива. Это приводит к отсутствию снижения давления в цилиндрах на низких оборотах. Потому дизель выдаёт высокий крутящий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями.
Явными недостатками дизельных двигателей являются необходимость использования стартера большой мощности, помутнение и застывание летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность в ремонте топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с высокой точностью. Также дизель-моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Такие загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя. Ремонт дизель-моторов, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса. Литровая мощность дизельных моторов также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых моторов, хотя дизель-моторы обладают более ровным крутящим моментом в своём рабочем диапазоне. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступали до последнего времени двигателям бензиновым. На классических дизелях с механически управляемым впрыском возможна установка только окислительных нейтрализаторов отработавших газов («катализатор» в просторечии), работающих при температуре отработавших газов свыше 300 °C, которые окисляют только CO и CH до безвредных для человека углекислого газа (CO2) и воды. Также раньше данные нейтрализаторы выходили из строя вследствие отравления их соединениями серы (количество соединений серы в отработавших газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе) и отложением на поверхности катализатора частиц сажи. Ситуация начала меняться лишь в последние годы в связи с внедрением дизелей так называемой «Common-rail» системы. В данном типе дизелей впрыск топлива осуществляется электрически управляемыми форсунками. Подачу управляющего электрического импульса осуществляет электронный блок управления, получающий сигналы от набора датчиков. Датчики же отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на длительность и момент подачи топливного импульса. Так что, по сложности современный — и экологически такой же чистый, как и бензиновый — дизель-мотор ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров сложности и значительно его превосходит. Так, например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском составляет от 100 до 400 бар, то в новейших системах «Common-rail» оно находится в диапазоне от 1000 до 2500 бар, что влечёт за собой немалые проблемы. Также каталитическая система современных транспортных дизелей значительно сложнее бензиновых моторов, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава выхлопных газов, а в части случаев требуется введение так называемого «сажевого фильтра». «Сажевый фильтр» представляет собой подобную обычному каталитическому нейтрализатору структуру, устанавливаемую между выхлопным коллектором дизеля и катализатором в потоке выхлопных газов. В сажевом фильтре развивается высокая температура, при которой частички сажи способны окислиться остаточным кислородом, содержащимся в выхлопных газах. Однако часть сажи не всегда окисляется, и остается в «сажевом фильтре», поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим очистки «сажевого фильтра» путём так называемой «постинжекции», то есть впрыска дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью поднять температуру газов, и, соответственно, очистить фильтр путём сжигания накопившейся сажи. Стандартом де-факто в конструкциях транспортных дизель-моторов стало наличие турбонагнетателя, а в последние годы — и так называемого «интеркулера» — то есть устройства, охлаждающего сжатый турбонагнетателем воздух. Нагнетатель позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизель-моторов, так как позволяет пропустить за рабочий цикл большее количество воздуха через цилиндры.

Ну и на последок самое интересное. МИФЫ о дизельных двигателях.

Дизельный двигатель слишком медленный.

Современные дизельные двигатели с системой турбонаддува гораздо эффективнее своих предшественников, а иногда и превосходят своих бензиновых атмосферных (без турбонаддува) собратьев с таким же объёмом двигателя. Об этом говорит дизельный прототип Audi R10, выигравший 24-х часовую гонку в Ле-Мане, и новые двигатели BMW, которые не уступают по мощности атмосферным (без турбонаддува) бензиновым и при этом обладают огромным крутящим моментом.

Дизельный двигатель слишком громкий.

Правильно настроенный дизель лишь немного «громче» бензинового, что заметно лишь на холостых оборотах. В рабочих режимах разницы практически нет. Громко работающий двигатель свидетельствует о неправильной эксплуатации и возможных неисправностях. На самом деле старые дизели с механическим впрыском действительно отличаются весьма жесткой работой. Только с появлением аккумуляторных топливных систем высокого давления («Common-rail») у дизельных двигателей удалось значительно снизить шум, прежде всего за счет разделения одного импульса впрыска на несколько (типично — от 2-х до 5-ти импульсов).

Дизельный двигатель гораздо экономичнее.

Времена, когда дизельное топливо стоило в три раза дешевле бензина, давно прошли. Сейчас разница составляет лишь порядка 10-30 % по цене топлива. Несмотря на то, что удельная теплота сгорания дизельного топлива (42,7 МДж/кг) меньше чем у бензина (44-47 МДж/кг), основная экономичность обусловлена более высоким КПД дизельного двигателя. В среднем современный дизель расходует топлива до 30 % меньше. Срок службы дизельного двигателя действительно гораздо больше бензинового и может достигать 400-600 тысяч километров.[источник не указан 211 дней] Запчасти для дизельных двигателей также несколько дороже, как и стоимость ремонта. Несмотря на все вышеперечисленные причины, затраты на эксплуатацию дизельного двигателя при правильной эксплуатации будут не намного меньше, чем у бензинового.[источник не указан 211 дней]

Дизельный двигатель плохо заводится в мороз.

При правильной эксплуатации и подготовке к зиме проблем с двигателем не возникнет. Например дизельный двигатель VW-Audi 1,9 TDI (77 кВт/105 л.с.) оснащён системой быстрого запуска: нагрев свечей накаливания до 1000 градусов осуществляется за 2 с. Система позволяет заводить двигатель в любых климатических условиях без предпускового разогрева.

Дизельный двигатель нельзя переоборудовать под использование в качестве топлива более дешевого газа.

Первыми примерами работы дизельных двигателей на более дешевом топливе — газе порадовали ещё в 2005 году итальянские тюнинговые фирмы, которые использовали в качестве топлива метан. В настоящее время успешно зарекомендовали себя варианты применения газодизелей на пропане, а также — кардинальные решения по переоборудованию дизеля в газовый двигатель, который имеет преимущество перед аналогичным мотором, переоборудованным из бензинового, за счет изначально более высокой степени сжатия.

А что вы скажете про дизельный двигатель?)

История дизеля начинается почти с изобретения бензинового двигателя. Николаус Август Отто изобрел и запатентовал бензиновый двигатель в 1876 году, который использовал принцип четырёхтактного сгорания, также известный на западе как «цикл Отто
«, и это основная предпосылка для большинства автомобильных двигателей сегодня. В своей ранней стадии, однако, бензиновый двигатель был крайне неэффективным в своей работе, поэтому в те времена ещё долгое время широко использовался паровой двигатель для транспортировки всего, что было нужно транспортировать. Главным недостатком в работе обоих двигателей было то, что они эффективно использовали только около 10 процентов топлива из всего поступающего топлива в эти типы двигателей. Остальная часть просто превращалась в бесполезное тепло, а бензин выходил с выхлопом не сгоревшим.

Дизельный двигатель Porsche Cayenne S 2013 модельного года

Уже через 2 года — в 1878 году — Рудольф Дизель во время посещения политехнической средней школы в Германии (эквивалент инженерного университета в России) узнал о низкой эффективности работы бензиновых и паровых двигателей. Эта тревожная информация вдохновила его на создание двигателя, который мог бы работать с более высокой эффективностью, и он посвятил бóльшую часть своего времени на развитие такой технологии, которая бы позволила расходовать природные ресурсы нашей планеты гораздо эффективнее. И вот, наконец, только к 1892 году Дизель получил патент за то, что мы сегодня называем дизельным двигателем.

Рудольф Дизель и изобретённый им дизельный двигатель

Но если дизельные двигатели работают настолько эффективно, почему бы нам не использовать их чаще? Почему бы нам, в конце концов, не использовать только их? Вы можете увидеть слова «дизель», «солярка» и подумать о здоровенных грузовых автомобилях, извергающих из длинной выхлопной трубы чёрный, закопчённый дым при работе двигателями и создавая при этом довольно громкий гремящий шум. Этот негативный образ дизельных грузовиков сделал дизель менее привлекательным для обычных водителей в нашей стране, хотя дизель отлично подходит для перевозки крупных партий на большие расстояния, он практически никогда не был лучшим выбором для легковых автомобилей. Тем не менее, на сегодняшний день ситуация начинает меняться, и дизелем комплектуются даже заряженные версии легковых авто и изредка даже спортивные машины , так как современные технологии значительно улучшили дизельный двигатель, сделав его намного чище (экологичнее) и менее шумным.

А это дизельный двигатель большого теплохода мощностью около 10 000 лошадиных сил

Объясняя, как работает дизельный двигатель, мы будем опираться на то, что Вы уже знаете, как работает бензиновый четырёхтактный двигатель. Поэтому, если Вы ещё не сделали этого, Вам, вероятно, будет лучше прочитать сначала , чтобы получить ряд знаний и азов по основам двигателя внутреннего сгорания.

Дизель против бензина

В теории дизельный и бензиновый двигатели очень похожи. Они оба являются двигателями внутреннего сгорания, предназначенными для преобразования химической энергии топлива в доступную для дальнейшего движения автомобиля механическую энергию. Эта механическая энергия получается за счёт движения поршней вверх и вниз внутри цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом через шатуны, а сам коленвал имеет форму зигзага — получается, что линейное движение поршней создаёт вращательное движение коленвала, необходимое, чтобы повернуть колёса автомобиля и привести его (авто) в движение.

При этом, и дизельный, и бензиновый двигатели превращают топливо в механическую энергию через серию небольших взрывов, которые выталкивают поршни, заставляя их двигаться. Основное различие между дизелем и бензиновым «движком» заключается в том, что провоцирует эти взрывы. В бензиновом двигателе топливо смешивается с воздухом, сжимается поршнями и возгорается от искры, которая появляется от свечей зажигания. В дизельном двигателе, однако, сначала поршнем сжимается воздух, и только затем топливо впрыскивается. Так как воздух нагревается, когда он сжимается, топливо воспламеняется.

Как работает дизельный двигатель?

Анимация ниже показывает, как работает дизельный двигатель, в действии — также 4 цикла работы. Вы можете сравнить его с анимацией работы бензинового двигателя и увидеть различия.

Дизельный двигатель использует четырёхтактный цикл сгорания:

1. Такт впуска
   — когда открывается впускной клапан, впуская воздух. В это время поршень движется вниз, засасывая воздух.
2. Такт сжатия
   — поршень движется вверх и сжимает воздух, которому некуда деваться, так как впускной клапан закрылся.
3. Такт воспламенения
   — когда поршень достигает вершины (верхней мёртвой точки, ВМТ), топливо впрыскивается в нужное время и воспламеняется, сильно толкая поршень вниз.
4. Такт выпуска отработавших газов
   — поршень снова движется вверх, выталкивая выхлопные газы, созданные при сгорании топливо-воздушной смеси, из выпускного клапана.

Вот все 4 цикла работы дизельного двигателя, но ещё проще:

Следует помнить, что дизельный двигатель, в отличие от бензинового, не имеет свеч зажигания, а также впускает в цилиндры сначала воздух, а затем солярку (в цилиндры бензинового двигателя топливо-воздушная смесь поступает уже готовой). Именно тепло сжатого воздуха зажигает топливо в дизельном двигателе.

Интересный момент: при своей работе топливо-воздушная смесь в дизельном двигателе сжимается гораздо сильнее, чем в бензиновом — если бензиновый двигатель сжимает топливо и воздух в соотношении от 8:1 до 12:1, то дизельный двигатель сжимает воздух в соотношении от 14:1 до более, чем 25:1.

Инжектор (форсунки) в дизеле

Одна большая разница между дизельным двигателем и бензиновым двигателем заключается в процессе впрыска топлива. Большинство автомобильных двигателей используют инжектор для этого (или в редких уже на сегодняшний день случаях карбюратор). Инжектор впрыскивает топливо непосредственно перед тактом впуска (вне цилиндра). Карбюратор смешивает воздух и топливо задолго до того, как воздух поступает в цилиндр. В двигателе автомобиля, таким образом, все топливо загружается в цилиндр во время такта впуска, а затем сжимается поршнем. Сжатие топливо-воздушной смеси ограничивает степень сжатия двигателя — если сжать слишком много воздуха, то смесь топлива и воздуха спонтанно воспламенится и испортит двигатель, так как такт воспламенения начнётся раньше того момента, когда поршень достигнет верхней точки.

Дизельные двигатели используют непосредственный впрыск топлива
— дизельное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр уже после того, как туда попадёт воздух. Инжектор или, как правильнее, топливные форсунки
в дизельном двигателе является наиболее сложным компонентом и, нужно отметить, предметом большой доли экспериментов — в каждом конкретном двигателе инжектор может быть расположен в самых различных, а иногда и неожиданных местах. Инжектор должен быть способен выдерживать температуру и давление, которое создаётся внутри цилиндра, а ещё он должен смочь доставить топливо в виде мелкодисперсного тумана. Сделать так, чтобы этот туман, попадая в цилиндр, равномерно распределялся по нему, является большой проблемой, вот почему ряд дизельных двигателей используют специальные индукционные клапаны, камеры предварительного сгорания или другие устройства, чтобы создать завихрение воздуха в камере сгорания или иначе улучшить процесс зажигания и горения.

Работа топливной форсунки

Некоторые дизельные двигатели всё же содержат свечу. Когда дизельный двигатель холодный, процесс сжатия может не поднять до достаточно высокой температуры для воспламенения топлива сжатый воздух. Специальная свеча накаливания
в дизеле по сути является проводом для электрического подогрева (представьте горячие проводки, которые Вы видели в тостере), который нагревает камеру сгорания и повышает, тем самым, температуру воздуха, когда двигатель холодный, так чтобы двигатель мог завестись.

Все функции в современном дизельном двигателе контролируются компьютером и продуманным набором датчиков, измеряющих практически всё: от оборотов коленчатого вала до системы охлаждения двигателя и температуры масла и даже положение двигателя относительно горизонта. Свечи накаливания используются редко сегодня на более мощных двигателях. Вместо них используются другие технологии, самая распространённая из которых — это более сильное сжатие воздуха (для большего нагрева) и более поздний впрыск топлива.

Тем не менее, в ряде дизельных двигателей не представляется возможным решить проблему запуска в холодную погоду указанным выше способом. Кроме того, есть двигатели, которые не имеют такие продвинутые технологии управления компьютером. Потому использование свечей накаливания для двух случаев выше решает проблему холодного запуска.

Дизельное топливо

Любое нефтяное топливо берёт своё начало из сырой нефти, которая, естественно, добывается из земли. Далее сырая нефть перерабатывается на нефтеперерабатывающих заводах и может быть разделена на несколько разных видов топлива, в том числе бензин, реактивное топливо, керосин и, конечно же, дизельное топливо (солярку).

Если Вы хоть раз пытались сравнить дизельное топливо и бензин, то Вы знаете, что они сильно разные. Даже их запах сильно отличается. Дизельное топливо тяжелее и более жирное. Оно испаряется значительно медленнее, чем бензин, а температура его кипения на самом деле выше, чем температура кипения воды. Вы, вероятно, часто слышали, что дизельное топливо называют «соляркой» — это потому что оно такое жирное (есть такое вещество — соляровое масло, и его раньше часто сравнивали с дизельным топливом).

Дизельное топливо испаряется медленнее, потому что оно тяжелее. Оно содержит больше углеродоатомов в длинных цепочках, чем бензин (бензин, как правило, имеет химическую формулу C9h30 (но может иметь и другую в зависимости от марки, октанового числа и т.п.), в то время как дизельное топливо, как правило, характеризуется формулой C14h40
). Требуется меньшее время и количество этапов переработки для создания дизельного топлива, и поэтому оно как бы должно быть дешевле, чем бензин. Но в последние годы, однако, спрос на дизель поднялся по нескольким разным причинам, в том числе из-за повышенной индустриализации и строительства в нашей стране, и потому на сегодняшний день дизельное топливо стоит дороже бензина.

Дизельное топливо имеет более высокую так называемую плотность энергии
, чем бензин. В среднем, 1 галлон (3,8 л) дизельного топлива содержит около 155×10 6 джоулей энергии, в то время как 1 галлон бензина содержит 132×10 6 джоулей. Это, в сочетании с повышенной эффективностью дизельных двигателей за счёт большей степени сжатия, объясняет, почему дизельные двигатели расходуют намного меньше топлива, нежели эквивалентные им бензиновые двигатели.

Дизельное топливо используется для питания широкого спектра транспортных средств и другой техники. Сюда, прежде всего, нужно включить, конечно же, дизельные грузовики, которые Вы видите крейсерящими по шоссе, но также дизель помогает двигаться лодкам, школьным автобусам, поездам, кранам, сельскохозяйственному оборудованию и тракторам, генераторам электричества и многой-многой другой технике. Подумайте о том, насколько важен дизель в экономике — без высокой эффективности дизельного топлива строительная индустрия и сельскохозяйственные предприятия страдали бы от требуемых инвестиций в топлива с низким энергопотреблением и эффективностью. Около 94 процентов грузов во всём мире — будь то отправленные грузовиками, поездами или кораблями — доставляются в конечные точки именно за счёт дизельного топлива.

Улучшение дизельного двигателя и дизельного топлива

С точки зрения окружающей среды дизель имеет и плюсы, и минусы. Плюс — дизель испускает очень небольшое количество угарного газа, углеводородов и углекислого газа — выбросов, более всего приводящих к глобальному потеплению. Минус — большие количества соединений азота и твёрдых частиц (сажи) высвобождаются во время сжигания дизельного топлива, что приводит к выпадению кислотных дождей, смогу и неудовлетворительному состоянию здоровья.

Во время большого нефтяного кризиса в 1970-х годах, европейские автомобильные компании начали рекламировать дизельные двигатели для коммерческого использования в качестве альтернативы бензину. Однако, те, кто попробовал их, были разочарованы — двигатели были очень громкими, и, когда потребители дизеля осматривали свои машины, то могли обнаружить их покрытыми чёрной копотью — той же сажи, ответственной за смог в больших городах.

За последние 30 до 40 лет, однако, огромные улучшения были сделаны в работе дизельного двигателя и чистоты дизельного топлива. Прямые впрыскивающие устройства в настоящее время контролируются передовыми компьютерами, которые контролируют сгорание топлива, повышение эффективности сокращения выбросов. Гораздо лучше рафинированные виды дизельного топлива, такие как дизтопливо с ультра низким содержанием серы в топливе (ULSD) снижает количество вредных выбросов. А модернизации двигателей, чтобы сделать их совместимыми с чистым топливом, становятся простой задачей. Другие технологии, такие как фильтры твёрдых частиц и каталитические нейтрализаторы, сжигают сажу и сокращают выбросы твёрдых частиц, оксида углерода и углеводородов на целых 90 процентов. Постоянно совершенствуя стандарты для экологически чистого топлива, Европейский Союз также будет толкать автоотрасль работать усерднее над снижением выбросов.

Вы может также слышали такой термин как «биодизель
«. Это то же самое, что дизельное топливо? Биодизель является альтернативой или добавкой к дизельному топливу, которая может использоваться в дизельных двигателях практически без модернизации самих двигателей. При этом, как видно из названия, биодизель изготавливается не из нефти, вместо этого он приходит к нам из растительных масел или животных жиров, которые были химически изменены. Интересный факт: сам Рудольф Дизель изначально рассматривал растительное масло в качестве топлива для своего изобретения.

Биодизель может быть использован либо в сочетании с обычным дизельным топливом, либо полностью самостоятельно. Вы можете прочитать больше об альтернативных видах топлива

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

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

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

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

Принцип работы двигателя Дизеля

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

Цикл работы такого силового агрегата можно представить в следующем виде:

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

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

Как устроен дизельный двигатель

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

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

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

При этом дизель легче заводится. Свечи зажигания в бензиновых моторах применяются для воспламенения топливовоздушной смеси в процессе работы двигателя.

Систему впрыска на дизелях делают прямой, когда топливо поступает непосредственно в камеру, или непрямой, когда воспламенение происходит в предкамере (вихревая камера, фор-камера). Это небольшая полость над камерой сгорания, с одним или несколькими отверстиями, через которые туда поступает воздух.

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

Плюсы и минусы дизельного мотора

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

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

Дизель не лишен и недостатков:

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

Дизельный двигатель с турбонаддувом

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

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

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

Турбояма

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

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

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

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.

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.

Дизельная электростанция

[Схема, работа, преимущества, схемы] PDF

В этом посте вы узнаете о дизельной электростанции с ее компоновкой , компонентов , используемых в дизельной электростанции, это работа, преимущества, и приложения . Загрузите PDF-файл этой статьи в конце.

Знакомство с дизельной электростанцией

Дизельные электростанции устанавливаются там, где нет достаточного количества угля и воды, или где электроэнергия должна вырабатываться в небольшом количестве, или где требуются резервные установки для непрерывности подачи например, в больницах, на телефонных станциях и т. д.

Эти установки мощностью от 2 до 50 МВт используются в качестве центральных станций для небольших органов снабжения и работ.

Дизельные электростанции обычно используются следующим образом:

1. Пиковая электростанция: Дизельная электростанция в основном используется вместе с тепловыми/гидроэлектростанциями в качестве пиковой нагрузки.
2. Используется как мобильная установка.
3. Их можно использовать в качестве резервного блока для обеспечения частичной нагрузки.
4. Могут использоваться как аварийная установка для связи и водоснабжения в аварийных условиях.
5. Дизельная электростанция, используемая в качестве станции-питомника для электроснабжения небольшого города.
6. Используется в качестве стартовой станции для запуска крупных паровых установок.
7. Используется как центральная станция.

Читайте также:

• Электростанция: типы, факторы, выбор и терминология, используемая в электростанции
• Что такое экономика электростанции? Стоимость производства электроэнергии и ее расчет

Блок-схема дизельной электростанции

На рисунке показана простая дизельная электростанция. Дизельные двигатели обычно подразделяются на четырехтактные и двухтактные. Как правило, двухтактные двигатели используются для дизельных электростанций.

Компрессор всасывает воздух из атмосферы и сжимает его. Сжатый воздух подается в двигатель через пусковой фильтр, где сжимается поршнем в цилиндре. Топливо подается из бака через фильтр к топливным форсункам. Топливная форсунка впрыскивает топливо в цилиндр и смешивает его со сжатым воздухом.

Впрыскиваемое топливо воспламеняется и происходит сгорание. Это высвобождает огромное количество энергии, которая используется для запуска генератора для производства электроэнергии. Охлаждающая вода непрерывно подается для охлаждения двигателя, а смазочное масло подается для смазки деталей двигателя. Воздухозаборник подает воздух в двигатель для последующих операций.

Схема дизельной электростанции

Схема дизельной электростанции показана на рисунке. Воздух из атмосферы засасывается в компрессор и сжимается. Сжатый воздух подается к дизельному двигателю через воздушный фильтр. В воздушном фильтре отфильтровывается пыль, грязь из воздуха и в дизельный двигатель подается только чистый воздух.

Мазут из бака проходит через фильтр, где масло фильтруется и очищенное масло впрыскивается в дизельный двигатель через топливный насос и топливную форсунку. Смесь сжатого воздуха и брызг мазута воспламеняется в двигателе, и происходит сгорание. Высвобожденная тепловая энергия используется для привода генератора, который вырабатывает электроэнергию.

1. Система подачи топлива
2. Система впуска и выпуска воздуха
3. Система смазки
4. Система запуска
5. Система охлаждения

1. Система подачи топлива

Эта система состоит из топливного бака для хранения топлива, топливных фильтров и насосов для перекачки и впрыска топлива. Мазут может поставляться на завод автомобильным, автомобильным, железнодорожным, цистернами и т. д.

2. Система забора и выпуска воздуха

Состоит из компрессора, фильтра для подачи воздуха и труб для выхлопа. газы. Предусмотрены фильтры для удаления пыли, грязи и т. д. из поступающего воздуха. В выхлопной системе предусмотрен глушитель для снижения шума.

Ниже перечислены функции системы впуска воздуха:

1. Для очистки подачи всасываемого воздуха.
2. Для глушения всасываемого воздуха.
3. Для подачи воздуха для наддува.

3. Система смазки

Смазка необходима для уменьшения трения и износа движущихся частей. Он включает в себя бак для смазочного масла, насосы, фильтры и смазочное масло.

4. Система запуска

Для первоначального запуска двигателя используются различные устройства: сжатый воздух, аккумулятор, автостартер или электродвигатель.

5. Система охлаждения

Эта система обеспечивает надлежащий контроль циркуляции воды вокруг дизельных двигателей, чтобы поддерживать температуру двигателя на достаточно низком уровне. Горячая вода из рубашки охлаждается в бассейнах-охладителях и снова рециркулирует.

Основные компоненты дизельной электростанции

Дизельная электростанция в основном состоит из следующих компонентов:

1. Двигатель
2. Воздушный фильтр и нагнетатель
3. Выхлопная система
4. Топливная система
5. Система охлаждения
6. Система смазки
7. Система запуска
8. Система управления.

1. Двигатель

Является основным компонентом установки, развивающей
требуемая мощность. Двигатель напрямую соединен с генератором.

2. Воздушный фильтр и нагнетатель

Воздушный фильтр предназначен для удаления пыли из воздуха, поступающего в двигатель. Использование нагнетателя заключается в увеличении давления воздуха, подаваемого в двигатель, для увеличения мощности двигателя.

3. Выхлопная система

Сюда входят глушители и соединительные воздуховоды.
температура выхлопных газов достаточно высока, поэтому теплота
выхлопные газы могут использоваться для нагрева масла или воздуха, подаваемого в двигатель.

4. Топливная система

Включает в себя накопительный бак, насос перекачки топлива, сетчатые фильтры и нагреватели. Подача топлива в двигатель зависит от нагрузки на двигатель.

5. Система охлаждения

Сюда входят водяные циркуляционные насосы, градирни и установки для фильтрации воды. Целью системы охлаждения является отвод тепла от цилиндра двигателя, поддержание температуры цилиндра в безопасном диапазоне и продление срока его службы.

6. Система смазки

Включает масляные насосы, масляные баки, фильтры, охладители и соединительные трубы. Функция системы смазки заключается в уменьшении трения движущихся частей и уменьшении износа деталей двигателя.

7. Система запуска

Сюда входят магистрали сжатого воздуха. Функция этой системы заключается в запуске двигателя на холодную за счет подачи сжатого воздуха.

8. Система управления

Она состоит из регулятора, и его функция заключается в поддержании постоянной скорости двигателя независимо от нагрузки на установку путем управления подачей топлива в двигатель в соответствии с нагрузкой.

Преимущества и недостатки дизельной электростанции

Преимущества дизельной электростанции

Ниже приведены преимущества дизельной электростанции:

1. Конструкция и установка очень просты.
2. Может без проблем реагировать на переменные нагрузки.
3. Потери в режиме ожидания меньше.
4. Занимает меньше места.
5. Может быть быстро запущен и загружен.
6. Нет проблем с обращением с золой.
7. Требуется меньшее количество воды для охлаждения.
8. Низкие капиталовложения
9. Требуется меньше обслуживающего персонала.
10. Более экономичная система смазки.
11. Может сжигать довольно широкий спектр топлива.
12. Эти заводы могут быть расположены очень близко к центрам нагрузки,
13. Стоимость здания становится очень низкой.
14. Более эффективен, чем паровая электростанция.

Недостатки дизельной электростанции

Ниже перечислены недостатки дизельной электростанции:

1. Высокие эксплуатационные расходы.
2. Высокая стоимость обслуживания и смазки.
3. Мощность дизельных агрегатов ограничена.
4. Шум — серьезная проблема.
5. Он не может непрерывно питать перегрузки.
6. Перегрузка невозможна.
7. Выпускает нежелательные излучения.
8. Срок жизни совсем небольшой (от 7 до 10 лет).

Вот и все, спасибо за внимание. Если вам понравилась наша статья « Дизельная электростанция », поделитесь ею с друзьями. Есть любой вопрос, сообщите нам в комментариях.

Хотите бесплатные PDF-файлы, подпишитесь на нашу рассылку. Это бесплатно.

Адрес электронной почты

Скачать PDF этой статьи:

Скачать PDF

Читать далее:

• Гидроэлектростанция: типы, работа, преимущества и недостатки
• Тепловая электростанция: схема, работа, элементы, преимущества и многое другое

Углеперерабатывающий завод [схема] в тепловой электроэнергетике

ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ОБЗОР

ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ОБЗОР

Инженерное обучение

ЛИСТ НАЗНАЧЕНИЯ

ДИЗЕЛЬНАЯ ДВИГАТЕЛЯ ОБЗОР

Номер листа назначения 1. 10

ВВЕДЕНИЕ

Дизельный двигатель стал неотъемлемой частью силовой установки ВМФ.
возможности. Этот урок предназначен для того, чтобы познакомить вас с основными
предназначение, расположение механизмов и вспомогательные операции АРС-50, ЛСТ-1179, LSD-41, MCM-1, MHC-51 и корабли класса PC-1.

ТЕМА УРОКА ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Терминальная цель:

1.0 Выполнять обязанности младшего помощника капитана в
атомный надводный истребитель с учетом воздействия
работы обычных силовых установок и потерь в бою
группа. (JTI: А)

Дополнительные цели:

1.41 Укажите современные классы судов с дизельной силовой установкой, как
много винтов, которые у них есть, и их технические ограничения.

1.42 Опишите общую планировку завода/помещения для одиночных и множественных
винтовые дизельные корабли.

1.43 Определить станции наблюдения, общие для дизельных силовых установок.

УЧЕБНОЕ ЗАДАНИЕ

1. Прочтите информационный лист 1.10.

2. Оформите информационный лист 1.10, используя
вспомогательные цели для урока 1.10 в качестве руководства.

3. Ответьте на учебные вопросы.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ

1. MCM 1 сообщает о потере #1 SSDG из-за
взрыв картера. Какой эффект это будет иметь
на работу корабля?

2. MHC-51 сообщает о возгорании в основном пространстве. Будет ли он
быть в состоянии продолжить работу?

3. MCM 2 потерял свой ММГТГ №1. Как будет
это влияет на способность корабля выполнять свои
миссия по тралению мин.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЛИСТ

ДИЗЕЛЬНАЯ ДВИГАТЕЛЯ ОБЗОР

Номер информационного листа 1.10

ВВЕДЕНИЕ

Дизельный двигатель стал неотъемлемой частью силовой установки ВМФ.
возможности. Этот урок предназначен для того, чтобы познакомить вас с основными
предназначение, расположение механизмов и вспомогательные операции АРС-50, ЛСТ-1179, LSD-41, MCM-1, MHC-51 и корабли класса PC-1.

ССЫЛКИ

(a) LST-1182 Судовая информационная книга (SIB)

(b) Информационная книга корабля LSD-41 (SIB)

(c) Судовая информационная книга MCM-1 (SIB)

(d) Информационная книжка MHC-51 (SIB)

(e) Введение в военно-морскую технику , 2-е изд., Дэвид А. Бланк, Артур Э.
Бок и Дэвид Дж. Ричардсон, Naval Institute Press

ИНФОРМАЦИЯ

.Обзор

. Дизельный двигатель получил свое название от немца по имени Dr.
Рудольф Дизель. Он включает в себя сжигание подходящего топлива
внутри цилиндра, содержащего поршень, движение которого приводит к
от превращения тепловой энергии в механическую
Работа. В настоящее время дизельные двигатели широко используются на флоте.
служат в качестве силовых установок для небольших лодок, кораблей и наземных
транспортные средства. Они также используются в качестве первичных двигателей во вспомогательных
машины, такие как аварийные дизель-генераторы, насосы и
компрессоры. Этот урок будет посвящен использованию дизельного топлива.
двигатели главных силовых установок кораблей ВМФ.

. Средние боевые корабли и множество вспомогательных судов
оснащены большими (~ 50 000 л.с.) одноблочными дизельными двигателями.
или, для большей экономии и эксплуатационной гибкости,
комбинации несколько меньших двигателей. Дизельные двигатели
имеют относительно высокий КПД при частичной нагрузке и намного выше
эффективность при очень низкой частичной нагрузке, чем у паровых турбин. Они
также имеют большую эффективность на высоких скоростях, чем любой другой
заводы, работающие на ископаемом топливе. Таким образом, они требуют наименьшего веса топлива
на заданную выносливость. Другие преимущества включают низкий начальный
стоимость и относительно низкие обороты, последнее приводит к небольшому
редукторы. Кроме того, дизельные двигатели могут быть доставлены
он-лайн из холодных условий быстро. Они надежны и
просты в эксплуатации и обслуживании, имеют долгую историю активной
разработка для морского использования.

. Крупные дизельные установки были адаптированы для использования на флоте на
класса LSD-41 (остров Уидби) (два среднеоборотных дизеля
двигатели приводят в движение каждый из двух валов). В целом, однако,
использование дизелей на средних боевых кораблях и более крупных
требует, чтобы несколько меньших единиц были объединены для управления
общий вал. Это требование приводит к серьезному пространству и
проблемы с аранжировкой. К другим недостаткам относится тот факт,
что периодический капитальный ремонт двигателя и поэтапное техническое обслуживание
требуется. Это приводит к частым периодам простоя, которые,
из-за количества подобных единиц, не может увеличить
количество необходимого времени обслуживания в порту, но уменьшают
количество времени, в течение которого корабль имеет полную мощность, находясь в
море. Наконец, судовое дизельное топливо имеет высокий уровень смазочного масла.
расход, который может приближаться к 5% от расхода топлива
потребление; поэтому необходимо перевозить большое количество смазочного масла.

. Судовые двигательные установки используют множество различных устройств.
двигателей, валов, редукторов и гребных винтов в соответствии с
эксплуатационные требования судов, которые они обслуживают. Один такой
компоновка — независимые агрегаты для движения судов, где
двигатели полностью независимы друг от друга; они на
противоположные стороны корабля, один нос и один корма
промежуточный отсек для контроля повреждений. Различные другие
устройства используются на тральщиках, тендерах подводных лодок
и десантных кораблей ВМФ. В этом уроке речь пойдет о
характеристики этих кораблей, включая их возможности и
макеты растений.

.Дизельные суда

. Класс ARS-50 (Safeguard) (Рис. 1.10—1)

. Класс Safeguard — это двухвальное аварийно-спасательное судно с четырьмя главными
Маршевые дизельные двигатели (MPDE), три судовых дизеля
Генераторы (SSDG). Каждый MPDE представляет собой Caterpillar D399, 16 цилиндров,
Четырехтактный двигатель мощностью 1100 л. с. На каждом валу установлено по два МПДУ.
прикреплены к каждому валу через редукторы и муфты. Каждый SSDG
за рулем Caterpillar D399, 16 цилиндровый, 4 тактный, 1200 об/мин с
генератор мощностью 750 кВт, 1200 ампер, 450 В переменного тока, 60 Гц, 3 фазы.
Имеется одно главное машинное отделение, одно вспомогательное машинное отделение и
переднее машинное отделение (Рис. 1.10-2). Корабль оснащен
Носовое подруливающее устройство мощностью 500 л.с. для повышения маневренности на малых скоростях.
во время спасательных операций и стыковочных эволюций.

. Характеристики корабля

) Длина 255 футов 0 дюймов

Балка 51 фут

Максимальная скорость 14,5 узлов

Водоизмещение 2880 тонн

Осадка 16 футов 6 дюймов

Количество валов 2

Список персонала = 97, выкл. = 7

. Класс LST-1179 (Ньюпорт) (Рис. 1.10—3)

. Этот корабль класса «Ньюпорт» предназначен для посадки на враждебные берега.
и выгружайте танки и войска на берег. На корабле есть колодец
палубные и кормовые ворота для разгрузки тягачей-амфибий и носовая часть
пандус для разгрузки наземных транспортных средств по дамбам на пляж.
Хотя эти корабли и выводятся из состава флота США, они
продаются иностранным флотам, поэтому вы все еще можете видеть или даже эксплуатировать
с этим типом корабля во время ваших туров по флоту. Всего два корабля
останется в строю флота США (по одному на побережье).

. Это двухвальное судно с шестью главными дизельными двигателями.
(MPDE) и три судовых дизель-генератора (SSDG). Каждый
MPDE — это General Motors 16-645-E5 в LST-1179–1181.
и ARCO 16-251 во всех остальных мощностью 16 500 л.с. Каждый SSDG
с двигателем ALCO 251-E, 8-цилиндровым, 4-тактным, 900 об/мин и
генератор рассчитан на 750 кВт, 1201 ампер, 450 В переменного тока, 60 Гц, 3
фаза. Есть три основных машинных отделения, три вспомогательных машин.
помещения и два закрытых рабочих места (Рис. 1.10—4). Этот корабль
оснащен винтами регулируемого шага и носовыми подруливающими устройствами для
повышенная маневренность при разгрузке амфибийных тягачей.

. Характеристики корабля

) Длина 562 фута

Балка 70 футов

Максимальная скорость 23 узла

Дальность 2500 морских миль при скорости 14 узлов

Водоизмещение 8450 тонн

Количество валов 2

Список персонала = 244, выкл. = 13

Военный подъемник 400 военнослужащих (20 офицеров), 500 тонн техники, 4 LCVP на шлюпбалках.

. LSD-41 (остров Уидби) класс (Рис. 1.10-5)

. Whidbey Island — десантный корабль-док, основанный на более раннем
Анкориджный класс, предназначенный для перевозки войск и грузов для
десантные операции. Корабль имеет хорошую палубу, способную нести
четыре LCAC. Существует грузовая версия этого корабля, способная перевозить
40 000 куб. футов морского груза, 13 333 кв. фута для транспортных средств, но только два
LCAC. Также 90 тонн авиационного топлива.

. Это двухвальное судно с четырьмя главными дизельными двигателями.
(MPDE) и четыре судовых дизель-генератора (SSDG). Каждый
MPDE — это Colt Pielstick 16PC25-V400, 16-цилиндровый, 4-тактный двигатель.
мощностью 8500 л.с. каждый. Каждый SSDG приводится в движение двигателем Fairbanks Morse.
38Д8-1/8, 12-цилиндровый, 2-тактный, оппозитный поршень, двигатель 720 об/мин и
генератор рассчитан на 1300 кВт, 2085 ампер, 450 В переменного тока, 60 Гц, 3
фаза. Имеются два основных машинных отделения и два вспомогательных.
машинные отделения (Рис. 1.10—6). Корабль имеет управляемый шаг
пропеллеры тоже.

. Характеристики корабля

) Длина 609 футов 7 дюймов

Балка 84 фута

Осадка 20 футов 6 дюймов

Максимальная скорость 24 узла

Дальность действия 8000 морских миль при скорости 18 узлов

Водоизмещение 11 125 т порожнем, 16 695 т с грузом

Количество валов 2

Список персонала = 340, выкл. = 21

Военный транспорт 450 военнослужащих, 4 LCAC

. Класс MCM-1 (Avenger) (Рис. 1.10—7)

. Класс Avenger — противоминное судно, построенное из
из дуба, дугласовой пихты и аляскинского кедра с тонким покрытием из
стекловолокно снаружи, чтобы можно было использовать преимущество дерева
магнитная подпись. Avenger и три MSO были перевезены
в Персидский залив на большегрузном судне в 1990.

. Это двухвальное судно с четырьмя главными дизельными двигателями.
(MPDE), три судовых дизель-генератора (SSDG) и один
Магнитный тральщик газотурбинный генератор (ГТГГ). Каждый
MPDE — это Waukesha, 12-цилиндровый, 4-тактный, (MCM-1,2) или низкий
магнитный Isotta Fraschini ID 36SS6V-AM, 6-цилиндровый, 4-тактный
(МСМ-3-14) мощностью 600 л.с. Каждый SSDG управляется
a Waukesha, 12-цилиндровый, 4-тактный, 1800 об/мин (MCM-1,2) или Isotta
Fraschini ID 36SS6V-AM, 6-цилиндровый, 4-тактный, 1800 об/мин (MCM-3-14) с генератором мощностью 375 кВт, 601 А, 450 В, 60 Гц, 3
фаза. Магнитная газовая турбина Siemens Allis-Solar для траления мин
Генератор (MMGTG) рассчитан на 1750 кВт, 1550 об/мин, 5000 ампер,
350 В постоянного тока. Имеется одно основное машинное отделение и одно вспомогательное.
машинное отделение (Рис. 1.10—8). Корабль также оснащен носовой
подруливающие устройства и по одному электродвигателю мощностью 4 л.с. на вал для операций зависания
так что дизеля можно закрепить на минных полях.

. Характеристики корабля

) Длина 224 фута

Балка 39 футов

Осадка 12 футов 2 дюйма

Максимальная скорость 13,5 узлов

Водоизмещение 1312 тонн

Количество валов 2

Список персонала = 81, выкл. = 6

. Класс MHC-51 (Osprey) (Рис. 1.10—9)

. Класс Osprey — минно-охотничий корабль, построенный из стеклопластика.
(стеклопластик) по всему корпусу, палубам и переборкам с шпангоутами
устранено.

. Это двухвальное судно с двумя главными дизельными двигателями.
(MPDE) и три судовых дизель-генератора (SSDG). Каждый
MPDE — это Isotta Fraschini ID 36SS8V-AM, 8-цилиндровый, 4-тактный.
двигатель мощностью 800 л. Каждый SSDG приводится в движение Isotta Fraschini.
ИД 36СС6В-АМ, 8-цилиндровый, 4-тактный, 1200 об/мин с генератором ном.
на 300 кВт, 481 ампер, 450 вольт, 60 Гц, 3 фазы. есть один главный
машинное отделение, одно вспомогательное машинное отделение и два генераторных отделения
(Рис. 1.10—10). Корабль также оснащен носовыми подруливающими устройствами и двумя
Пропеллеры Voight Schneider (циклоидальные) для точного маневрирования.

. Характеристики корабля

) Длина 187 футов 10 дюймов

Балка 34 фута 9 дюймов

Максимальная скорость 13 узлов

Дальность плавания 2500 морских миль на скорости 12 узлов

Водоизмещение 895 тонн

Количество валов 2

Список личного состава. = 51, Выкл. = 4

. Класс ПК-1 (Циклон) (Рис. 1.10—11)

. Основная задача класса «Циклон» — прибрежное патрулирование, наблюдение.
и запрет враждебных берегов. Второстепенная задача — поддерживать
Миссии специального назначения ВМС путем развертывания морских котиков на берегу
вторжение. Основной корпус, включая верхнюю палубу,
изготовлен из сварной мягкой стали, а надстройка
изготовлен из сварного алюминиевого сплава. Это новейший дизель.
двигательный корабль ВМС США.

. Это четырехвальное судно с четырьмя главными дизельными двигателями.
(MPDE) и два судовых дизель-генератора (SSDG). Каждый
MPDE — это Paxman Velenta 16RP200, 16 см, 16 цилиндров, 4 такта.
двигатель мощностью 3350 л.с. и 1500 об/мин. Каждый SSDG управляется
Caterpillar Model 3306B DIT, 6-цилиндровый, 4-тактный двигатель с
генератор мощностью 155 кВт, 450 вольт, 60 Гц, 3 фазы. Есть два
главное машинное отделение, одно носовое и одно кормовое (Рис. 1.10—12). Каждый
Главное машинное отделение содержит два MPDE и один SSDG.

. Характеристики корабля

) Длина 170 футов

Балка 29 футов 9 дюймов

Осадка 7 футов 6 дюймов

Максимальная скорость 40+ узлов

Дальность плавания 2000 миль на скорости 12 узлов (автономность = 10 суток)

Водоизмещение 266 тонн

Количество валов 2

Список личного состава. = 25, Выкл. = 4

Зачисление в команду SEAL. = 7, Выкл. = 2

. Дизельные станции наблюдения

. Как и на кораблях с атомными двигателями, вахтенные
сердце двигательной установки, и без них ничего бы не
работать. Количество и имена сторожей различаются.
от корабля к кораблю и так каждая комбинация возможных часов
организации не могут быть рассмотрены в этом уроке. Следующее
общий обзор некоторых наблюдателей, которые можно найти на большинстве дизельных двигателей.
судов, включая их обязанности.

. EOOW (вахтенный инженер) — офицер или старшина.
на вахте, отвечая за весь машиностроительный завод корабля. EOOW
несет ответственность за безопасную и правильную эксплуатацию машиностроительного предприятия,
и за исполнение возложенных на него обязанностей.

. ENOW (руководитель вахты в машинном отделении) — Машинист, отвечающий за
часы в машинном отделении. ENOW несет ответственность за
работа главного двигателя и его вспомогательного оборудования по указанию EOOW.

. Дроссельщик машинного отделения — человек, назначенный вахтой на главном двигателе.
дроссели. Дроссельщик отвечает за работу главного двигателя.
дросселей по заказам, полученным от OOD.

. Масленка машинного отделения / монитор оборудования — Вахтенный сотрудник
Машинное отделение. Масленщик отвечает за системы смазочного масла всех
действующее оборудование и другие вспомогательные механизмы, которые могут
назначенный.

. Посланник в машинном отделении — лицо, назначенное курьером в
машинное отделение. Посыльный в машинном отделении отвечает за
регистрация часовых показаний действующих механизмов и других
обязанности, которые могут быть возложены ENOW.

. Оператор завода по производству дистиллятов — лицо, которому поручено дежурить на заводе по производству дистиллятов.
Оператор дистиллятного завода несет ответственность за почасовую регистрацию
показания работающего оборудования и для других таких обязанностей, как назначено.

. SSDG Watch — Лицо, ответственное за разминку,
эксплуатация и защита генератора и связанного с ним вспомогательного оборудования

. Вспомогательная вахта котла — отвечает перед EOOW за эксплуатацию
судовые вспомогательные котлы и испарители

. Специалист по электрике — электрик или электрик IC, назначенный
вахта на главном распределительном щите корабля, отвечающая за электроснабжение
и оборудование IC по всему кораблю. Инспектор по электрике это
отвечает за контроль и распределение всего судового обслуживания 60 и 400
Гц мощность, вырабатываемая на борту корабля.

. Оператор электрощита — электрик или электрик IC
назначена вахта на одном из главных электрощитов

. Помощник нефтяного короля — человек, которому может быть поручено наблюдать за нефтью.
лаборатория; ответственный за тестирование и обработку нефти/воды

. Зондирование и вахта безопасности — лицо, назначенное передвижной охраной.
патруль. Служба зондирования и безопасности отвечает за обнаружение
и предотвращение пожаров, пожароопасных ситуаций, затоплений, краж, саботажа,
компрометация секретной информации и другие нарушения, затрагивающие
физическая охрана корабля.

.Посты управления судами

. Дизельные корабли имеют множество доступных им станций управления.

. Местный пункт управления расположен в пропульсивной установке и
включает отдельные элементы управления для MPDE и управляемого шага
пропеллер. Эта станция управления может взять на себя управление от любой другой
станции с помощью переключателя на местном пульте управления.

. Следующая станция управления в порядке очередности — центральная.
контроль. Местная станция управления может передать управление центральной
станция управления, так как здесь находится EOOW и другие ключевые
находятся дежурные.

. Третий пункт управления с наименьшей точностью — рулевая рубка.
(мост) на пульте управления кораблем (SCC). Эта станция имеет
интегрированное управление дроссельной заслонкой для управления MPDE и регулируемым шагом
гребные винты с помощью одной рукоятки управления. Центральная станция управления может
передайте контроль над этой станцией, чтобы OOD/штурман мог иметь
непосредственное управление кораблем. Хотя это станция низшей
На всякий случай корабль обычно управляется с этой станции.

. Каждый раз, когда пострадавшему в двигательной установке требуется управление, чтобы
быть переведены на станцию ​​с более высокой точностью, эта станция может
взять под контроль. Другими словами, EOOW может взять на себя управление
мост и местный пост управления могут взять на себя управление
либо мост, либо центральный пост управления.

. Управление кораблем обычно осуществляется с мостика через
рулевое колесо, но может быть перенесено на корму
рулевые в аварийной ситуации. Собственно, руль
Комнаты возьмут на себя управление с мостика по приказу
OOD / Коннинг-офицер.

Дизельная электростанция – компоненты, работа и применение

Содержание

Что такое дизельная электростанция?

Дизельный двигатель использует дизельный двигатель для вращения генераторов и производства электроэнергии. Дизельный двигатель используется в качестве основного двигателя, и эта силовая установка известна как дизельная электростанция.

Благодаря сгоранию дизельного топлива вырабатывается энергия вращения. Генератор соединен с тем же валом дизельного двигателя. А генератор переменного тока используется для преобразования энергии вращения дизельного двигателя в электрическую энергию.

В большинстве случаев дизельная электростанция используется для выработки электроэнергии для мелкосерийного производства и на стороне нагрузки. Когда мощность сети недоступна, дизельный двигатель используется для питания нагрузки в аварийных условиях.

Как правило, дизельные электростанции мощностью от 2 до 50 МВт используются на центральных электростанциях для удовлетворения пикового спроса на паровых электростанциях и гидроэлектростанциях. Но в настоящее время из-за высокой стоимости топлива дизельные двигатели не используются для таких целей.

• Связанный пост: Ветряная электростанция — ветряные турбины, генераторы, выбор площадки и схема генерации

Компоненты, рабочая и принципиальная схема дизельной электростанции

На приведенном ниже рисунке показана принципиальная схема дизельной электростанции.

Щелкните изображение, чтобы увеличить его

Различные компоненты или системы, используемые в дизельной электростанции, перечислены ниже.

• Дизельный двигатель
• Система впуска воздуха
• Выхлопная система
• Система водяного охлаждения
• Система подачи топлива
• Система смазки
• Система запуска дизельного двигателя

Дизельный двигатель

Дизельный двигатель является основным компонентом дизельной электростанции. Он используется для выработки механической энергии в виде энергии вращения с помощью сгорания дизельного топлива. Генератор подсоединен к тому же валу, что и дизельный двигатель.

Существует два типа дизельных двигателей;

• Двухтактные двигатели
• Четырехтактные двигатели

В двухтактных двигателях за каждый оборот коленчатого вала развивается один рабочий такт. А в четырехтактных двигателях через каждые два оборота коленчатого вала развивается один рабочий такт.

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели имеют низкое отношение веса к мощности, более компактны, легко запускаются и имеют низкие капитальные затраты. Но термодинамический КПД двухтактного двигателя меньше по сравнению с четырехтактным двигателем. Двухтактные двигатели требуют больше охлаждающей воды и потребляют больше смазочных материалов.

Четырехтактные двигатели более предпочтительны по сравнению с двухтактными для применения в малосерийных генерирующих установках и ДГ. А для крупносерийного производства предпочтение отдается двухтактным двигателям. Требуемую мощность дизельной электростанции можно рассчитать по приведенному ниже уравнению.

Мощность станции = (Подключенная нагрузка × Коэффициент спроса) / (Коэффициент разнообразия)

Электростанция с дизельным двигателем мощностью менее 3 МВт используется в качестве резервных станций, а электростанции мощностью от 3 до 25 МВт используются в качестве станций базовой нагрузки. Как правило, в установках такого типа используются четырехтактные двигатели. Установки, используемые для установок с базовой нагрузкой, имеют мощность более 10 МВт, и для этих установок используются двухтактные двигатели.

• По теме: Почему мощность электростанции указана в МВт, а не в кВА?

Система впуска воздуха

Большой дизельной электростанции требуется воздух в диапазоне 4-8 м ³ /кВтч. В естественном воздухе содержится много частиц пыли, которые могут повредить цилиндры двигателей. Поэтому в системах впуска воздуха используются воздушные фильтры.

Воздушные фильтры изготавливаются из ткани, дерева или войлока. В некоторых случаях используются фильтры с масляной ванной. В фильтрах с масляной ванной частицы пыли покрыты маслом. Конструкция системы впуска воздуха сделана таким образом, чтобы она вызывала минимальные потери давления при движении воздуха.

Высокие потери давления могут увеличить расход топлива и снизить мощность двигателя. Во избежание засорения воздушные фильтры необходимо периодически очищать. В силовых установках большой мощности между двигателем и системой впуска используется глушитель для снижения шумового загрязнения.

Выхлопная система

При сгорании дизельного топлива образуются газы. Система, которая используется для удаления этих газов, известна как выхлопная система. Выхлопная система предназначена для выброса газов из двигателя в атмосферу.

Выхлопные системы сконструированы таким образом, что они удаляют газы без потери давления. Если давление сбрасывается, требуется дополнительная работа для выхлопных газов. А это увеличит расход топлива и снизит мощность дизельных двигателей.

Для снижения уровня шума выхлопная система должна быть снабжена глушителями и глушителями. С помощью гибких выхлопных труб вибрация должна изолироваться от установки.

Выхлопную систему необходимо покрыть асбестом, чтобы избежать теплопередачи, и ее необходимо периодически очищать.

Система водяного охлаждения

Двигатель внутреннего сгорания работает за счет сжигания топлива с воздухом, и процентное использование энергии указано ниже;

1. 30-37% – полезная работа
2. 30-35% – переносятся выхлопными газами
3. 0-12% – потери на излучение, конвекцию и теплопроводность
4. 22-30% – потоки тепловой энергии от газов к стенкам цилиндра

Следовательно, в двигателе внутреннего сгорания 22-30% энергии теряется в виде тепловой энергии. А чтобы двигатель не перегревался, ему необходима система охлаждения. Существует два типа систем охлаждения;

• Прямое охлаждение
• Косвенное охлаждение

Прямое охлаждение также известно как воздушное охлаждение, а непрямое охлаждение также известно как водяное охлаждение. Как правило, воздушное охлаждение используется для двигателей малой мощности. И он использует охлаждающие ребра и перегородки для отвода тепла от двигателя. Для двигателей большой и средней мощности используется система водяного охлаждения. В системе водяного охлаждения используется водяная рубашка, радиатор и патрубки.

• Связанный пост: Солнечная электростанция — типы, компоненты, схема и работа

Система подачи топлива

В дизельной электростанции, как следует из названия, в качестве топлива используется дизельное топливо. Система подачи топлива должна выполнять следующие функции.

• В зависимости от мощности двигателя и количества часов подачи требуется резервуар для хранения дизельного топлива.
• Перед подачей топлива в двигатель топливо должно быть отфильтровано и не должно содержать примесей.
• Необходим учет топлива.
• В соответствии с нагрузкой в ​​каждом цикле он должен впрыскивать точное количество топлива.
• Обеспечьте обратный путь к неиспользованному топливу.
• В многоцилиндровом двигателе требуется распыление топлива и равномерное распределение топлива по каждому цилиндру.

Существует три типа механических систем впрыска топлива;

• Система Common Rail
• Индивидуальная насосная система
• Распределительная система

Система смазки

В двигателе внутреннего сгорания расположение поршень-цилиндр относится к очень большому изменению температуры. Он работает при максимальной температуре около 2000˚ C или выше. При такой высокой температуре смазочный материал может превратиться в липкий материал. А это приводит к заеданию поршневых колец.

Двигатели работают в условиях высоких нагрузок и вызывают потери на трение в случае отказа системы смазки. Следовательно, система смазки необходима для двигателя внутреннего сгорания и требует, чтобы достаточное количество масла достигало всех частей двигателя.

Система смазки предотвращает прямой контакт между двумя металлами и снижает износ движущихся частей. Перечисленные ниже компоненты двигателя внутреннего сгорания должны быть смазаны;

• Поршень и цилиндр
• Коренные подшипники коленчатого вала
• Кулачок, распределительный вал и его подшипники
• Концы подшипников шатуна

Существует три типа смазочных систем;

• Система смазки распылением или заправкой
• Система впрыска с мокрым картером
• Система впрыска с сухим картером

Связанная статья: Тепловая электростанция – компоненты, работа и выбор места

Система запуска дизельного двигателя

Во время запуска температура и давление в цилиндре недостаточны для инициирования сгорания. Следовательно, запуск двигателя не способствует инициированию сгорания. Существует несколько методов запуска дизельного двигателя. Некоторые из этих методов перечислены ниже.

• Запуск вручную или пинком
• Электрический пуск
• Сжатый воздух
• Вспомогательный бензиновый двигатель
• Зажигание с горячей лампой
• Специальный картридж пусковой

Из этих методов электрический запуск является наиболее популярным методом запуска дизельного двигателя. В этом методе батарея используется с двигателем с последовательным возбуждением (стартер). Эта схема предназначена для работы на большом токе при низком напряжении. Пусковой двигатель соединен с маховиком двигателя через шестерни и обеспечивает крутящий момент до запуска двигателя.

• Связанный пост: Гидроэлектростанция — типы, компоненты, турбины и работа

Выбор места для дизельной электростанции

Ниже перечислены факторы, влияющие на выбор места для дизельной электростанции.

1. Несущая способность: Дизель установлен на фундамент. Если несущая способность выбранной земли высока, то она не требует большой глубины для фундамента. И это сэкономит первоначальную стоимость силовой установки.
2. Транспортное средство: Заводу требуется тяжелая техника. Следовательно, выбранное место должно иметь адекватное транспортное средство.
3. Труд: Дизельная электростанция большой мощности требует нескольких рабочих.
4. Наличие воды: Дизельной электростанции требуется вода для охлаждения.
5. Будущее расширение: Имеется дополнительная земля для будущего расширения.
6. Наличие топлива: Эта установка требует большого объема топлива (дизельного топлива). Таким образом, место должно быть выбрано, где топливо легко доступно.
7. Удаленность от населенного пункта: Работа дизельного двигателя загрязняет близлежащие территории. Следовательно, завод должен быть расположен на значительном расстоянии от человека.
8. Расстояние от центра нагрузки: Во избежание потерь при передаче место следует выбирать рядом с центром нагрузки.

• По теме: Что такое атомная энергетика и как работает атомная электростанция?

Преимущества и недостатки дизельных электростанций

Преимущества

Преимущества дизельных электростанций перечислены ниже.

• При необходимости он может быстро запускаться и останавливаться.
• Эта установка может быть расположена в любом месте, и ее легко установить для электростанции небольшой мощности.
• Не требует дополнительного места.
• Эта установка быстро реагирует на различные нагрузки.
• Вода нужна только для охлаждения. Таким образом, требуется очень небольшое количество воды.
• Тепловой КПД этой установки выше, чем у паровой электростанции.
• Дизельная электростанция может быть эффективно использована до 100 МВт.
• Требуется меньше рабочей силы.
• Может сжигать различные виды топлива.
• Меньше шансов возгорания.

Недостатки

Ниже перечислены недостатки дизельных электростанций.

• Стоимость генерации за единицу очень высока. Так как работа этого завода зависит от цены дизельного топлива. И цены на дизель высокие.
• Мощность дизельной электростанции меньше по сравнению с паровой электростанцией и гидроэлектростанцией.
• Создает шумовое загрязнение и выбросы углекислого газа при сгорании дизельного топлива.
• Требует больших затрат на обслуживание и смазку.
• Эта установка не способна обеспечить постоянную перегрузку.
• Срок службы этой установки меньше по сравнению с другими электростанциями.

Похожие сообщения:

• Что такое HVDC? Передача электроэнергии постоянного тока высокого напряжения
• Различия между передачей энергии HVAC и HVDC
• Преимущества передачи энергии HVDC по сравнению с HVAC

Применение дизельных электростанций

Применение дизельных электростанций:

1) Установка установки

Установка может быть легко установлена ​​в сети энергосистемы. Но если учесть экономические соображения, то мощность панта ограничивается от 5 МВт до 50 МВт. Эти пределы также зависят от грузоподъемности, наличия топлива, воды и места.

2) Электростанция пиковой нагрузки

Дизельная электростанция используется с теплоэлектростанциями и гидроэлектростанциями для удовлетворения пикового спроса. Это снижает удельные затраты на производство электроэнергии. Он может легко запускаться и останавливаться в зависимости от потребности и изменения нагрузки.

3) Аварийная установка

Дизельный двигатель можно использовать в качестве аварийной установки. Когда мощность сети недоступна, дизельный двигатель используется в качестве резервной установки на случай чрезвычайных ситуаций.

4) Мобильная установка

Дизельная электростанция малой и средней мощности может быть закреплена на грузовике или прицепе. Эта установка может использоваться как мобильная электростанция, и мы можем использовать эту установку для снабжения там, где электроэнергия недоступна. Эта установка также используется в качестве аварийной станции при отключении электроэнергии.

5) Резервный агрегат

Эта установка может использоваться в качестве резервного агрегата с гидроэлектростанцией. Когда на гидроэлектростанции недостаточно воды, для удовлетворения потребности в электроэнергии дизельная электростанция работает параллельно с гидроэлектростанцией.

6) Электростанция для малых предприятий

Эта установка может использоваться для краткосрочной работы небольших предприятий, где важна надежность электроснабжения в течение всего дня.

7) Детская станция

В некоторых районах, где сеть отсутствует, или в любом развивающемся районе, где нет достаточной нагрузки для подключения к сети, дизельная электростанция используется в качестве временного решения для подачи электроэнергии . И удалить, когда сетка подключена.

Похожие сообщения:

• Что такое электричество? Типы, источники и производство электроэнергии
• Что такое электроэнергия? Виды электроэнергии и их единицы
• Калькулятор потребления энергии и мощности – Калькулятор кВтч
• FACTS — Гибкая система передачи переменного тока — Типы контроллеров и устройств FACTS
• Почему передача электроэнергии кратна 11, т. е. 11 кВ, 22 кВ, 66 кВ и т. д.?
• Эффект короны и разряд в линиях электропередачи и энергосистеме
• Почему кабели и линии электропередачи не закреплены на опорах и опорах ЛЭП?
• Разница между системой передачи переменного и постоянного тока и линиями электропередач
• Проектирование и монтаж подстанций СВН/СВН и СВН/ВН

К.Ф. Подводные лодки класса «О» — дизельные двигатели

Близкие, К.Ф. Подводные лодки класса ‘O’ — Дизельные двигатели , описывает двигатели и сопутствующее оборудование подводных лодок класса Oberon . В этой онлайн-версии руководства мы попытались сохранить оригинальное оформление, воспользовавшись универсальной доступностью Интернета. Различные браузеры и шрифты заставят текст двигаться, но текст останется примерно таким же, как и в оригинальном руководстве. Помимо ошибок, которые мы попытались сохранить в оригинале, этот текст был захвачен комбинацией оптического распознавания символов и машинистки. Каждый метод создает ошибки, которые усугубляются при кодировании для Интернета. Пожалуйста, сообщайте о любых опечатках или особенно неприятных проблемах с макетом с помощью формы обратной связи по почте для исправления. Ричард Пекельни Веб-мастер Поиск MARITIME.ORG Том. Титул Номер из Страниц 1 Введение и конструкция 15 2 Принципы подводной лодки 57 3 Резервуары 25 4 Системы морской воды 34 5 Воздушные системы 20 6 Гидравлические системы 40 7 Масляные топливные системы 16 8 Система впуска и выпуска 24 9 Разные системы и оборудование 57 10 Побег 34 11 Электрический 67 12 Оружие и снаряжение 161 13 Дизельные двигатели 123 14 Операционное оборудование 30 15 Пропеллеры и валы 27 С. Ф. Подводные лодки класса «О» ГЛАВА 13 — ГЛАВНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ГЛАВА СОДЕРЖАНИЕ СТРАНИЦА 13.01 Теория дизельного двигателя 13-01 — 08 13.02 Строительство 13-09 — 121 (1) Рамы двигателя 13-09 (2) Картер 13-11 (3) Гильзы и кожухи цилиндров 13-11 (4) Головки цилиндров 13-13 (5) Коленчатый вал — коренные подшипники 13-16 (5б и с) Смазка — вязкостной демпфер 13-18 (5д и д) Пружинный привод — короткий вал 13-23 (5f&g) № 11 Коренной подшипник — Сальник коленчатого вала 13-26 (6) Поршень в сборе 13-26 (6а) Соединительные стержни 13-28 (7) Клапаны и клапанный механизм 13-28 (8) Распределительный вал и привод распределительного вала 13-32 (9) Поворотный механизм 13-33 (9а) Мотор-редуктор поворота 13-35 (10) Впуск воздуха — нагнетатели 13-38 (10а и б) Привод нагнетателя и гидромуфта 13-40 (10с) Масляные системы смазки и гидромуфты 13-43 (11) Выхлопная система 13-46 (11а) Групповой выпускной клапан с пневмоприводом — элементы управления 13-50 (12) Пневматическая система запуска 13-51 (13) Моторное масло Топливная система 13-55 (14) Топливные насосы 13-55 (15) Губернатор Ардли 13-61 (16) Система смазки 13-67 (17) Очиститель 13-69 (17а) Диагностика 13-76 (17б) Загрязнение моторного масла морской водой 13-76 (17с) Пределы загрязнения и обработка 13-77 (18) Инструкции по промывке систем смазки двигателя 13-81 (19) Системы водяного охлаждения двигателя 13-87 (20) Прогибы коленчатого вала 13-93 (21) Привод распределительного вала 13-95 (22) Шатун в сборе 13-97 (23) Для проверки на разлив и топливного насоса 13-107 (24) Временная диаграмма 13-108 (25) Инструкция по эксплуатации 13-109 (25б) Дорожная карта 13-117 (26) Общие инструкции 13-120 (27) Предупреждения и остановки (двигатель) 13-121 (28) Инструкции — Полная мощность и ремонтные испытания 13-122 СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИИ НАЗВАНИЕ СТРАНИЦА Четырехтактный цикл 13-06 Вид в разрезе Двигатель 16VMS 13-08 Рамы двигателя 13-10 Головка цилиндра, гильза и кожух 13-12 Цилиндр и клапанный механизм 13-14 Цилиндр и клапанный механизм — Клапанный механизм 13-15 Общее расположение движущихся частей 13-17 Коренные подшипники 13-19 Детали коленчатого вала 13-20 Виброгаситель 13-21 Пружинный привод 13-22 Дизельный вал — короткий вал 13-24 Лабиринт коленчатого вала и уплотнение 13-25 Поршень в сборе 13-27 Шатун в сборе 13-29 Детали привода распределительного вала 13-31 Поворотный механизм 13-34 гидравлический поворотный двигатель 13-36 Впускной клапан, система впуска воздуха 13-39 Нагнетатель: — Привод 13-41 Нагнетатель: — Воздушный охладитель 13-42 Нагнетатель: — L. O. Система 13-44 Выпускной коллектор 13-47 Устройство выхлопа (внутреннее) 13-48 Групповой выпускной клапан с пневмоприводом 13-49 Пневматический групповой выпускной клапан: — Органы управления 13-50 Воздушный пуск: — Система 13-52 Воздушный пуск: — Блокировка 13-53 Воздушный пуск: — Распределитель 13-54 Моторное масло Топливная система 13-56 Топливный насос 13-58 Топливная форсунка 13-59 Топливный фильтр (дуплексный) 13-60 Губернатор Ардли 13-62 Губернатор Ардли Л. О. Принадлежности 13-64 Складной коленчатый рычаг 13-65 Люб. Масло: — Принадлежности 13-68 Люб. 011: — Подкачивающий насос — Муфта Крофта 13-70 Люб. 011: — Очиститель 13-72 Принцип центробежной сепарации 13-74 Очиститель: — Чаша в сборе 13-84 Насос принудительной смазки 13-85 Люб. 011: — Система — Машинное отделение 13-86 Система пресной воды — машинное отделение 13-88 Регулятор температуры Serck Stat 13-90 Соленая вода: — Система — Машинное отделение 13-91 Пресная и соленая вода: — насосы — с приводом от двигателя 13-92 Измеритель износа основного подшипника — Подъемный кронштейн 13-100 Разгрузочное и подъемное устройство кожуха — шлифовальные инструменты 13-101 Выпускной коллектор 13-47 Устройство выхлопа (внутреннее) 13-48 Групповой выпускной клапан с пневмоприводом 13-49 Пневматический групповой выпускной клапан: — Органы управления 13-50 Воздушный пуск: — Система 13-52 Воздушный пуск: — Блокировка 13-53 Воздушный пуск: — Распределитель 13-54 Моторное масло Топливная система 13-56 Топливный насос 13-58 Топливная форсунка 13-59 Топливный фильтр (дуплексный) 13-60 Губернатор Ардли 13-62 Губернатор Ардли Л. О. Принадлежности 13-64 Складной коленчатый рычаг 13-65 Люб. Масло: — Принадлежности 13-68 Люб. 011: — Подкачивающий насос — Муфта Крофта 13-70 Люб. 011: — Очиститель 13-72 Принцип центробежной сепарации 13-74 Очиститель: — Чаша в сборе 13-84 Насос принудительной смазки 13-85 Люб. 011: — Система — Машинное отделение 13-86 Система пресной воды — машинное отделение 13-88 Регулятор температуры Serck Stat 13-90 Соленая вода: — Система — Машинное отделение 13-91 Пресная и соленая вода: — насосы — с приводом от двигателя 13-92 Датчик износа коренных подшипников — Подъемный кронштейн 13-100 Разгрузочное и подъемное устройство кожуха — шлифовальные инструменты 13-101 Разгрузочное и подъемное приспособление для хвостовика — калибровочное приспособление. 13-102 Съемник поршневых колец — приспособление для измерения (поршень) 13-103 Зазоры поршневых колец 13-104 Шестерня выдвижения поршня 13-105 Инструменты для топливного насоса 13-106 13-1 С.Ф. ПОДВОДНАЯ ЗАПИСЬ КЛАССА «О» ГЛАВА 13 — ГЛАВНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ 13.01 ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — ТЕОРИЯ Сгорание , Дизельный двигатель представляет собой двигатель с воспламенением от сжатия, и для достижения температуры воспламенения в цилиндре требуется высокая степень сжатия. Сгорание топлива в цилиндрах происходит в три этапа. (1) Период задержки Период задержки – это время, необходимое для того, чтобы впрыскиваемое топливо достигло температуры самовоспламенения. Это зависит от: (a) Степень сжатия (т.е. температура воздуха в цилиндрах). (b) Природа топлива (c) Степень распыления топлива (d) Степень смешения частиц топлива и воздуха. (2) Неконтролируемое горение Происходит, когда топливо (которое непрерывно впрыскивалось в течение периода задержки) достигает температуры самовоспламенения и воспламеняется. Это зависит от: (a) Продолжительность периода задержки (b) Интенсивность впрыска топлива. Давление и температура в цилиндре, достигаемые во время неконтролируемой фазы сгорания, зависят от положения и скорости поршня в момент зажигания. 13-2 (3) Контролируемое горение Происходит после неконтролируемой фазы и представляет собой устойчивое сгорание топлива, впрыскиваемого после воспламенения и неконтролируемого сгорания. Это зависит от: (a) Скорость впрыска топлива (b) Количество полезного воздуха, оставшегося после неконтролируемой фазы (c) Время прекращения подачи топлива. Чтобы контролировать форму P.V. схема цикла, требуется минимальное количество неконтролируемого горения. Таким образом, период задержки должен быть сведен к минимуму. Этого можно добиться распылением топлива при впрыске, приданием турбулентности топливно-воздушной смеси в цилиндре или использованием высоких степеней сжатия, горячих точек и т. д. Минимизировав период задержки и, следовательно, количество неконтролируемого сгорания, форма P.V. диаграмму (и, следовательно, объем работы цикла) можно регулировать, изменяя точку начала цикла. инъекция. Из вышеизложенного следует, что следующие факторы имеют первостепенное значение для поддержания эффективности дизельного двигателя. (1) Степень сжатия. Правильный уход за клапанами и поршневыми кольцами. (2) Впрыск топлива. Правильное время и хорошее техническое обслуживание форсунок и насосов. (3) Турбулентность. Чистота портов клапанов и цилиндров (нагар и т.д.). (4) Соотношение мощность/вес. Чтобы увеличить отношение мощности к весу двигателя данного размера, необходимо найти методы увеличения количества топлива на ход поршня, которое может быть сожжено в цилиндре. 13-3 Количество сжигаемого топлива полностью зависит от количества кислорода, доступного для каждого такта зажигания. Доступны три метода: (1) Утилизация После каждого такта выпуска в цилиндре остается небольшое количество выхлопных газов во время последующего такта впуска. Это уменьшает количество индуцированного свежего воздуха и, следовательно, количество кислорода меньше. Устраивая небольшой период перекрытия клапанов (т. е. выпускной и впускной клапаны открываются одновременно) во время такта всасывания, можно использовать поступающий свежий воздух для выдувания отработавших газов. Это известно как «Утилизация». (2) Наддув За счет увеличения плотности подачи воздуха для сгорания становится доступно больше молекул кислорода на единицу объема двигателя. Для повышения плотности необходимо повышать давление без чрезмерного повышения температуры воздуха, поэтому неизменно применяются воздухоохладители нагнетателя. ПРИМЕЧАНИЕ: В двигателе с наддувом можно уменьшить величину перекрытия клапанов, так как продувка будет более эффективной. (3) Высокая скорость вращения при работе двигателя на высоких оборотах, больше рабочих ходов/мин. доступны, и, следовательно, двигатель меньшего размера может быть изготовлен для обеспечения более высокой выходной мощности. Предельный предел по об/мин. однако контролируется продолжительностью периода задержки, который в современных двигателях примерно постоянен и составляет 0,0015–0,0027 секунды. 13-4 Таким образом, современный дизельный двигатель проектируется с учетом следующих факторов. (a) Минимальный период задержки (b) Наддув (c) Продувка (d) Высокая скорость При увеличении отношения мощность/масса и скорости вращения двигателя конструкция компонентов становится очень важной, а посадки, допуски, отделка и смазка имеют первостепенное значение, если двигатель должен быть механически надежным. А.С.Р.И. Двигатель был разработан на этих принципах и представляет собой значительный шаг вперед по сравнению с предыдущими дизелями для подводных лодок. Вопросы питания . Мощность, развиваемую дизелем, можно записать в виде: Мощность = P x V x S P = Среднее давление в цилиндре V = Объем, перемещаемый поршнем S = Рабочие ходы/единица времени Для двигателя с постоянной частотой вращения единственной переменной является F. Она напрямую зависит от количества впрыскиваемого топлива. Поскольку для обеспечения полного сгорания топлива подается избыточный воздух, возможна перегрузка дизеля за счет подачи избыточного топлива. Последствия перегрузки: (1) Увеличить максимальное давление и температуру в баллоне выше проектных пределов с возможным выходом из строя из-за перегрева или заедания. (2) Увеличить нагрузку на коренные подшипники коленчатого вала и увеличить крутильные колебания коленчатого вала сверх расчетных пределов. Таким образом, для двигателя с постоянной частотой вращения максимально допустимая нагрузка может быть выражена как уровень расхода топлива (т. е. как максимальное значение P). то есть фунт / час топлива 13-5 Однако для двигателя с переменной скоростью формула мощности может быть записана: Мощность = P.V.S. , поэтому P = Мощность/В.С. Видно, что в этом случае есть два Переменные: (a) Среднее давление – изменяется непосредственно в зависимости от топлива. (b) S — варьируется в зависимости от об/мин. Кроме того, P изменяется обратно пропорционально S. Таким образом, если предположить, что двигатель работает с фиксированной выходной мощностью, то при заданной скорости значение P может находиться в расчетных пределах. Однако если S уменьшится, P станет чрезмерным. Таким образом, коэффициент нагрузки для двигателя должен быть записан как: P/S пропорциональна (фунт/час)/(об/мин) , чтобы учесть эту возможность. На практике, чтобы проверить состояние нагрузки работающего двигателя, мы можем измерить расход топлива и скорость и рассчитать нагрузку. Расход топлива измеряется по времени использования фиксированного и известного количества топлива из мгновенного бака. Затем показания используются для расчета фунт/час. Коэффициенты пересчета объединены в константу Snap Tank: Константа Snap Tank = Удельный вес x емкость (галлон) x 10 x 3600 Разделив константу мгновенного бака на время, необходимое для использования бака (в секундах), мы получим расход топлива в фунтах в час. Тогда коэффициент нагрузки двигателя равен Константа мгновенного бака / (время в секундах x обороты двигателя/мин.) 13-6 Четырехтактный цикл 13-7 Влияние подводного плавания на дизельный двигатель Индукция . Из-за перепада давления в системе впуска шноркеля давление воздуха на входе в двигатель или нагнетатель будет ниже атмосферного. Поскольку падение давления увеличивается с увеличением расхода воздуха, разрежение на всасывании будет увеличиваться с увеличением мощности. Эффект разрежения на всасывании вызван уменьшением плотности воздуха, доступного для горения. Таким образом, чтобы получить фиксированную выходную мощность двигателя, необходимо впрыскивать больше топлива, и, следовательно, удельный расход топлива и температура выхлопных газов будут увеличиваться при разрежении всасывания. Выхлоп . Как и в системе впуска, падение давления в выхлопной системе шноркеля будет увеличиваться с увеличением мощности двигателя. Поскольку давление на выходе из выхлопной мачты зависит от глубины, то противодавление на двигатель зависит от: (a) Мощность двигателя (b) Глубина По мере увеличения противодавления полезное расширение дымовых газов уменьшается, и, следовательно, выходная мощность снижается, а температура выхлопных газов увеличивается. А.С.Р.И. 16 В.М.С. Двигатель, установленный в C.F. ‘О’ Класс подводных лодок представляет собой 16-цилиндровый 4-тактный V-образный двигатель с механическим наддувом. Спецификация Число цилиндров 16. Цикл 4-тактный. ход 10,5 дюйма Отверстие 9,75 дюйма Степень сжатия 12,7 : 1. Об/мин. 750-920. Максимальный B.H.P. ( с наддувом ) 1840 (поверхность). Максимальный B.H.P. ( без наддува ) 1180 (поверхность) Тормоз M.E.P. ( Нормальная аспирация ) 80 фунтов/кв. в. Тормоз M.E.P. ( с наддувом ) 126,3 фунта/кв. в. Макс. Давление в цилиндре ( Нормальная аспирация ) 860–940 фунтов/кв. в. Макс. Давление в цилиндре ( с наддувом ) 1280 фунтов/кв. в. Давление сжатия (горячее) ( Нормальная аспирация ) 480 фунтов/кв. в. Размеры и вес Следующие данные являются приблизительными для целей подъема и транспортировки: Длина (включая пустоту 6 дюймов) 18 футов 7 дюймов Ширина 10 футов 0 дюймов Высота 5 футов 10 дюймов Вес (включая пустоту 6 дюймов) 21 тонна. 13-8 Вид в разрезе 16 V.M.S. Двигатель 13-9 Направление вращения По часовой стрелке, если смотреть на СВОБОДНЫЙ конец двигателя. Идентификация цилиндров Цилиндры нумеруются от СВОБОДНОГО конца двигателя; ряды цилиндров определяются как ЛЕВЫЙ и ПРАВЫЙ, если смотреть на ПРИВОДНОЙ конец двигателя. Порядок запуска цилиндра Левый берег Правый берег Распределительные, впускные и выпускные клапаны Впускной клапан открывается 32° перед ВМТ Впускной клапан закрывается 46° после Н.М. Выпускной клапан открывается 56° перед Н.М. Выпускной клапан закрывается 22° после ВМТ Перекрытие клапана 54°. Все данные приведены для угла поворота коленчатого вала. Синхронизация, впрыск топлива (Распределительная шестерня запаздывает на один градус в зависимости от угла поворота коленчатого вала.) 26,5-27° до В.М.Т. ( См. Мод. № 85.) Диаграмма фаз газораспределения 13.02 КОНСТРУКЦИЯ (1) Рамы двигателя . Каркас двигателя состоит из трех основных подкомпонентов: Рамы цилиндров Основание Поддон Компоненты представляют собой сборную стальную сварную конструкцию и соединяются вместе, образуя раму двигателя, с помощью подогнанных болтов. Рамы цилиндров . Выполнен в виде двух секций по 8 цилиндров в каждой. Верхняя пластина болта образует верхнюю опорную пластину для цилиндра в сборе. Болты головки блока цилиндров проходят через болтовую пластину. Нижняя болтовая пластина расширена, образуя желоба кулачка и опоры топливного насоса, при этом предусмотрены резьбовые отверстия для приема нижней резьбовой части болтов головки цилиндров. Вертикальные соединительные пластины установлены между каждой парой цилиндров и на каждом конце двигателя. На свободном конце вертикальной пластины болтами закреплены заслонка и корпус привода насоса. Привод и вертикальная плита несут платформу для нагнетателей. Кровать . Основание состоит из горизонтальной пластины с прорезями, предусмотренными на месте шатунов, и оберточной пластины, в которой имеются отверстия для слива масла на каждом витке. Между каждым блоком установлены поперечные пластины, удерживающие коренные подшипники коленчатого вала. 13-10 РАМА ДВИГАТЕЛЯ 13-11 Поддон . колодец сварной конструкции и находится в одной непрерывной длине. В центре двигателя предусмотрен дренажный поддон. (2) Картер . Ниже уровня нижней болтовой пластины картер полностью герметичен. Между каждым блоком установлена ​​вентиляционная труба, и они сгруппированы вместе в коллекторе, который содержит обратный клапан для предотвращения утечки воздуха обратно в горячий картер (риск взрыва картера). Дверцы смотрового люка картера и взрывозащитные устройства установлены на каждом агрегате. (3) Гильзы и кожухи цилиндров . Гильзы цилиндров изготовлены из кованой стали с хромированными отверстиями. Водяная рубашка состоит из трех цилиндрических стальных секций, сваренных вместе и подвергнутых механической обработке. Гидроизоляция между гильзой и кожухом достигается с помощью медного уплотнительного кольца, установленного под фланцем гильзы, и двух дексиновых колец, установленных в канавках вокруг нижнего конца гильзы. Узел кожуха и вкладыша прилегает к верхней пластине болта и фиксируется двумя дюбелями, которые входят в зацепление с двумя просверленными выступами в верхней части кожуха. Узел проходит через нижнюю затворную пластину и уплотняется четырьмя кольцами из дексина. Охлаждающая вода поступает в сборку через впускное отверстие в рубашку, а оттуда в головку блока цилиндров через коленчатые патрубки и небольшой наконечник. ПРИМЕЧАНИЕ : На нижнем конце гильзы просверлены два отверстия диаметром 1/2 дюйма для опорной шестерни поршня. Одно из этих отверстий имеет маркировку «ПЕРЕДНЯЯ ЧАСТЬ». При вставке подшлемника в куртку эти отверстия должны располагаться спереди и сзади, при этом отмеченное отверстие должно быть обращено к свободному концу. Испытания под давлением — вкладыш 1000 фунтов на квадратный дюйм; Рубашка 60 фунтов на кв. дюйм 13-12 Головка блока цилиндров, гильза и кожух. 13-13 (4) Головки цилиндров . Головки выполнены из мелкозернистого высокопрочного чугуна и содержат впускные и выпускные отверстия, седла клапанов и трубку топливной форсунки. Нижняя сторона головки выполнена с круглым выступом, который входит в канавку в верхней части вкладыша. Соединение головки и вкладыша выполняется: (a) Медное уплотнительное кольцо в неглубокой выемке, прорезанной во вкладыше вокруг канавки с выступом (вкладыши C.I.). При использовании стальных вкладышей устанавливается стальное уплотнительное кольцо. (b) Соединение метафлекса между втулкой головки и канавкой гильзы. Гильзы цилиндров, штуцер уплотнительных колец. Два выступа на головке обработаны для зацепления со штифтами на верхней болтовой пластине рамы цилиндра после того, как они прошли через выступы кожуха цилиндра. Эти штифты поддерживают выравнивание всего блока цилиндров. Охлаждающая вода подается к головке из блока цилиндров через два колена и малую втулку. Трубка топливной форсунки вкручивается в головку. Каждая головка закреплена шестью 1 1/2-дюймовыми шпильками и гайками, которые ввинчиваются в нижнюю болтовую пластину. Нижний конец каждой шпильки расширен и имеет форму, позволяющую принять 5/8 дюйма B.S.F. торцевой ключ; верхний конец также имеет форму, подходящую для гаечного ключа того же размера, и просверлен и обмотан лентой для установки подъемного болта (5/8 дюйма BSF) Испытания под давлением — проходы CW 60 фунтов на квадратный дюйм; Проходы снизу и Air Start 1500 фунтов на квадратный дюйм; 13-14 Цилиндр и клапанный механизм, левый ряд 13-15 ГОЛОВКА ЦИЛИНДРОВ И КЛАПАН КЛАПАН 13-16 Крепления головки блока цилиндров . Головка обрабатывается для установки следующих фитингов: а) Два впускных и два выпускных клапана. (b) Шестерня коромысла клапана (c) Колено и феррула циркуляционной воды (d) Соединение индикатора давления (e) Крепление пускового устройства (f) Топливная форсунка. (5) Коленчатый вал . Коленчатый вал представляет собой цельную поковку из специальной стали. Коренные шейки полые, чтобы обеспечить подачу смазочного масла к коренным и большим концевым подшипникам. Торцы полых шеек уплотнены вытесняющими заглушками, закрепленными шпильками, проходящими через отверстие. Балансировочные грузы прикреплены к шатунам, по одному на каждый ход кривошипа. Грузы закреплены сквозными болтами, которые ввинчиваются в перемычки. Правильное положение грузов обеспечивается за счет стальных установочных колец, вставленных в выемки в перемычках и грузе. Приводной конец вала выкован и обработан для формирования муфты, а между последним подшипником двигателя и муфтой формируется буртик, в который входит ведущее колесо распределительного вала. Свободный конец вала сужается для установки вязкостного демпфера и пружинного привода насосов. (а) Коренные подшипники . При применении ASRI на подводных лодках в картер двигателя устанавливаются девять коренных подшипников. Журнал на позиции №10 оставлен без поддержки из-за недоступности. Корпуса коренных подшипников формируются в поперечных элементах станины двигателя, а расточка всех опор производится за одну операцию с крышками подшипников. Все коренные подшипники представляют собой вкладыши, состоящие из стальных вкладышей толщиной 1/2 дюйма, покрытых медно-свинцовым сплавом до номинальной толщины 0,060 дюйма и покрытых сплавом свинца и олова. Вкладыши подшипников поставляются подобранными парами, а выравнивание двух половин поддерживается двумя установленными шпонками на стыке. В каждой верхней половине подшипника прорезана смазочная канавка. Крышки подшипников закреплены четырьмя через болты, проходящие через корпус подшипника и крышку и закрепленные корончатыми гайками. 13-17 ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДВИЖУЩИЕСЯ ЧАСТИ 13-18 Поворот оболочки в корпусе предотвращается двумя эффектами: (i) Луб. масляный патрубок в колпачок расширяется, чтобы войти в отверстие в верхней половине вкладыша подшипника. (ii) Вкладыш «зажимается» в корпусе крышкой подшипника. Крайне важно, чтобы степень прижатия находилась в допустимых пределах, так как чрезмерное прижатие деформирует кожух, а недостаточное прижатие вызовет истирание кожуха на масляном соединении, что может привести к вращению кожуха. Коленчатый вал расположен в осевом направлении на коренном подшипнике № 9. Этот подшипник имеет торцевые фланцы, облицованные белым металлом на глубину 0,060 дюйма. Коренной подшипник № 5 также отличается от других тем, что он шире, так как охватывает вертикальное соединение в рамах цилиндров двигателя. (b) Смазка коленчатого вала . Смазочное масло подается из коллектора в опорной плите по отдельной трубе к каждой крышке подшипника. Коренная шейка, шейки коленчатого вала и большая концевая шейка просверлены для подачи масла к соседней шейке и подшипнику. Подшипник № 5 не имеет больших концов, вытесняющие заглушки отсутствуют, и масло возвращается прямо в поддон. (c) Вязкостной демпфер . Вязкостной демпфер закреплен шпонкой и прикручен болтами к свободному концу коленчатого вала. Его функция заключается в уменьшении крутильных колебаний коленчатого вала. Эти вибрации вызваны импульсами зажигания цилиндров, и если они станут чрезмерными, это в конечном итоге приведет к усталостному разрушению коленчатого вала. 13-19 ОСНОВНЫЕ ПОДШИПНИКИ 13-20 ДЕТАЛИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 13-21 ВИБРАЦИОННЫЙ ДЕМПФЕР 13-22 Пружинный привод колеса 13-23 Демпфер состоит из корпуса, прикрепленного болтами непосредственно к коленчатому валу, который содержит тяжелое инерционное кольцо, свободно вращающееся внутри корпуса. Зазор между корпусом и кольцом заполнен жидкостью постоянной вязкости. При вращении двигателя инерционное кольцо будет вращаться с постоянной скоростью, равной средней скорости вращения коленчатого вала. Любая крутильная вибрация, наложенная на эту среднюю скорость, вызовет относительное движение между инерционным кольцом и корпусом демпфера. Это относительное движение будет создавать вязкие силы сдвига внутри жидкости, поэтому энергия будет поглощаться жидкостью и преобразовываться в тепло за счет эффектов вязкого трения, таким образом, энергия, которая должна была быть поглощена в виде вибрации, теперь преобразуется в тепло, и, следовательно, степень Вибрация должна быть уменьшена, но не устранена. Корпус гасителя колебаний выполнен с буртиком на свободном конце для приема привода пружинного колеса. (d) Приводы пружинных колес . Пружинное колесо приспособлено для изоляции уменьшенного кручения: вибрации коленчатого вала от насосов двигателя. Он состоит из ступицы, которая крепится болтами к передней части демпфера, зубчатого венца вокруг ступицы и наборов пружин, разделяющих ступицу и обод. В этом случае энергия вибрации поглощается пружинами. Обод смазывается маслом, подаваемым из системы двигателя. Масло разбрызгивается в привод рессорного колеса, а отражательные пластины обеспечивают проникновение масла через осевой зазор обода в узел ступицы. (e) Короткий вал . На приводном конце коленчатого вала установлен короткий вал, обеспечивающий следующее: (a) Соединение вала с генератором. (b) Устройство уплотнения двигателя/генератора. (c) Ведущее колесо нагнетателя. (d) Поворотная шестерня. (e) Опора подшипника для компенсации удаления основного подшипника № 10. 13-24 ДИЗЕЛЬНЫЙ ВАЛ ОТ НОМЕРА 9 ПОДШИПНИК К ГЛАВНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ СВЯЗЬ 13-25 № II Коренной подшипник Лабиринт коленчатого вала и уплотнение 13-26 (f) Главный подшипник № 11 . Вкладыши идентичны другим основным вкладышам, но крышка подшипника модифицирована, чтобы ее можно было снять из ограниченного пространства, в котором она расположена. Кепка состоит из двух частей, кепки и ремешка. Сняв лямку, вы получите достаточный вертикальный зазор для подъема и снятия. крышка. Для подъема предусмотрены небольшие рым-болты. Оболочкам препятствует вращение дюбель, проходящий через ремешок и колпачок и зацепляющий верхнюю оболочку. Смазка осуществляется через полый вставной вал. На конце коленчатого вала установлена ​​перфорированная заглушка вытеснителя, а на стороне генератора — сплошная заглушка. (g) Сальник коленчатого вала . Корпус выполнен из двух половин и содержит два разъемных подпружиненных композиционных уплотнения и одно разъемное уплотнение лабиринтного типа. Расположение лабиринта обеспечивается четырьмя установочными винтами и дюбелями. Сток из центра уплотнительного узла выводится в пустое пространство между двигателем и генератором. Лабиринтный зазор — от 0,0015 до 0,0045 дюйма. (6) Поршень в сборе . Поршень отлит из сплава Y. Контур короны обеспечивает зазор клапана и завихрение воздуха. Радиальное расширение поршня допускается за счет уменьшения диаметра в головке. В короне предусмотрены два резьбовых отверстия для подъема рым-болтов. Имеется пять поршневых колец: 2 параллельных сжатия 1 коническое уплотнение и 2 скребка (1 над и 1 под поршневым пальцем). Масло, удаляемое из отверстия гильзы маслосъемными кольцами, сливается через отверстия, просверленные в юбке поршня в кольцевых канавках. В юбке отлиты две бобышки для полностью плавающего поршневого пальца, который удерживается в осевом направлении стопорными кольцами. 13-27 ПОРШЕНЬ В СБОРЕ 13-28 Примечание. Поршневой палец полностью плавает только в горячем состоянии. (a) Шатуны вилко-лопастного типа, каждая пара поршней передает мощность на один ход кривошипа. Стержень вилки имеет Н-образное сечение вверху и разделяется на две стойки внизу. Большой концевой блок содержит подшипник для стержня вилки и образует цапфу для подшипника стержня лезвия. Канал ствола и стержень лопасти цапфовые поверхности большого концевого блока шлифуются с собранными половинками, используются временные стальные полосы, чтобы учесть толщину ножек вильчатого стержня. Продольное выравнивание обеспечивается двумя трущимися полосками из бронзы, запрессованными в канавки на каждом конце блока. Вкладыши подшипников изготовлены из стали толщиной примерно 1/4 дюйма, облицованы медно-свинцовым сплавом и покрыты тонким слоем свинца. Два дюбеля предотвращают перемещение корпусов внутри корпусов. Шток вилки и большой концевой узел скрепляются четырьмя 1-дюймовыми болтами и корончатыми гайками. Гайки затягиваются до растяжения 0,014 дюйма. Стержень лопасти имеет Н-образное сечение, а корпус верхней половины подшипника составляет единое целое со стержнем. Вкладыш из фосфористой бронзы, расположенный боковыми фланцами и шпонками. Крепежные болты аналогичны по конструкции болтам стержня вилки, но имеют больший диаметр. Малые торцевые втулки изготовлены из фосфористой бронзы и имеют приводную посадку в корпусах штоков. Оба стержня изготовлены из кованой никелевой стали. Смазка всего шатунного узла подается через отверстие в большой шейке коленчатого вала через отверстия в вкладышах и порты в корпусах и шатунах. Дренаж обратно в отстойник осуществляется путем естественной протечки. (7) Клапаны и клапанный механизм . Впускной и выпускной клапаны аналогичны по конструкции, но выпускной клапан имеет стеллитированную поверхность. Эффективный диаметр впускного клапана составляет 2,8134 дюйма, выпускного клапана — 2,4383 дюйма. 13-29 13-30 Все четыре клапана изготовлены из никель-хромового вольфрама. обработка стали на седлах, обработанных в цилиндре головка литая, а в чугунных направляющие ведомые в голову сверху. Клапанные пружины и коромысел установлены из алюминиевого сплава пьедестал прикручен к верхней части головы. А Гаскоидный сустав устанавливается на стыке. Клапан шпиндели имеют канавки в верхней части, чтобы принять обычные разъемные цанги. Толкатели подпружинены поддерживать постоянный контакт между клапаном толкатель рычага и шток клапана, и, таким образом, избежать «клапан стучит» и изнашивается. Толкатели коромысел установлены в рычагах клапанов, которые работают парами. Движение внешнего рычага передается на внутренний рычаг через упорное звено. Регулировка толкателя осуществляется вращением регулировочной втулки, которая впоследствии может быть застопорена гайкой и шайбой. Штифты упорных звеньев и оси рычагов клапанов изготовлены из цементируемой стали и установлены во втулках из фосфористой бронзы. Внешний конец рычага внешнего клапана содержит шаровую заглушку, которая входит в зацепление с вогнутым концом толкателя. Нижний конец толкателя находится в углублении радиусного рычага. Радиусный рычаг установлен на опорном кронштейне, прикрученном к распределительному валу через болтовую пластину. Радиусный рычаг приводится в действие распределительным валом. Смазка клапана и коромысла осуществляется маслом, подаваемым из рейки, идущей вдоль двигателя. Трубка подает масло к каждой паре клапанов, смазывая толкатели, точки опоры рычага клапана, штифты упорного звена и шаровую заглушку. Вторая трубка питает шарнир радиусного рычага и шаровую чашку, эта трубка питается от соседнего подшипника распределительного вала. Время клапана: Впускной клапан открывается — 32° B.T.D.C. Впускной клапан закрывается — 46° A.B.D.C. Выпускной клапан открывается — 56° B.B.D.C. Выпускной клапан закрывается — 22° В.М. Т. Перекрытие клапана — 54° 13-31 13-32 (8) Распределительный вал и привод распределительного вала . Распредвалы состоит из четырех секций, по одной на каждую соседнюю пара цилиндров. Каждая секция имеет по 6 кулачков (2 топливных, 2 впускных и 2 выпускных). Кулачки обработаны составляют единое целое с валом и науглерожены до глубиной 1/32 дюйма. Муфты помечены номер и вручение секции. Каждый секция поддерживается двумя подшипниками скольжения, установленными в опорах топливного насоса. Подшипники облицованы толщиной 0,015 дюйма из белого металла и смазывается маслом, подаваемым из полого распределительного вала. Одна опора насоса просверлена для обеспечения смазки подача масла к соседнему радиусному рычагу в сборе. Распределительный вал приводится в движение полым коротким валом, выступающим из зубчатой ​​передачи распределительного вала. Зубчатая передача каждого распределительного вала состоит из: (a) Колесо коленчатого вала (b) Колесо первого хода и шестерня на той же оси (c) Промежуточное колесо (d) Колесо распределительного вала, приводящее в движение короткий вал. Колеса, ступицы, подшипники и т. д. размещены между двумя пластинами (передней и задней). Тарелки вместе с распорными болтами и т. д. образуют ложемент зубчатой ​​передачи, и для каждого распределительного вала установлено по одному ложементу. Колесо коленчатого вала двумя половинками прикручено болтами к буртику на коленчатом валу. Все колеса изготовлены из никелевой стали, а зубья имеют одинарную спираль. Первое движущееся колесо и шестерня, а также направляющие ролики «свободны» и прикреплены болтами к полым ступицам, которые вращаются на конических роликоподшипниках на каждом конце неподвижного вала, закрепленного между передней и задней пластинами. Эти валы проходят через заднюю пластину, образуя шпильки для крепления к раме двигателя. Между двумя основными пластинами установлены 3 распорных болта, которые также проходят через заднюю пластину, образуя точки крепления на раме двигателя. Задняя панель также оснащена три установочных болта, таким образом, восемь точек крепления используются для крепления поезда к раме двигателя. Колесо распределительного вала каждой передачи крепится болтами к ступице, которая соединена шпонкой с коротким валом. Короткий вал вращается в конических роликоподшипниках, размещенных в пластинах люльки. 13-33 Каждое колесо распределительного вала просверлено в осевом направлении в точке вблизи его периферии. В точке в передней пластине просверливается дополнительное отверстие, и можно установить установочный штифт, чтобы заблокировать поезд для переоборудования или операций синхронизации. Конические роликоподшипники поезда смазываются изнутри за счет подачи масла через фиксированные валы, которые просверлены и просверлены для соединения банджо. Короткий вал питается от торцевого фитинга, который включает в себя регулирующий клапан, поскольку он также питает распределительный вал. Все поверхности колес зубчатой ​​передачи смазываются форсунками, поступающими из основной масляной системы. Чтобы предотвратить осевое смещение зубчатых колес в горячем поезде, подшипникам придается степень осевого прилегания в холодном состоянии (0,001–0,002 дюйма). Этот зазор регулируется стальными прокладочными шайбами, установленными между передней пластиной и наружным подшипником. Прижим колеса распределительного вала регулируется аналогичной шайбой, установленной между передней пластиной и маслоудерживающей крышкой. Дальнейшая проверка зазора выполняется путем измерения крутящего момента, необходимого для поворота колес — он должен составлять от 5 до 10 дюймов на фунт. (9) Поворотный механизм . Механизм поворота расположен на приводной стороне двигателя между зубчатой ​​передачей распределительного вала и приводом к нагнетателю. Давление от гидравлической системы корабля подается на двигатель Deri-Sine, который приводит в движение поворотный механизм через две ступени червячного и червячного редуктора, причем червячное колесо второй ступени крепится к коленчатому валу. Полученное общее снижение скорости составляет 1:95,6; таким образом можно крутить двигатель на очень малых скоростях. В экстренных случаях двигатель можно использовать с помощью ручного насоса. Включение поворотного механизма осуществляется с помощью рычага, который приводит в действие вал с двумя кулачками, которые входят в зацепление с нижней стороной двух кронштейнов, которые, в свою очередь, несут коробку подвески. В этой коробке находится второй редукторный червяк и вал. Червячный вал второго редуктора и вал червячного колеса первого редуктора расположены на одной линии и соединены универсальной муфтой, один элемент которой может свободно перемещаться вбок на шлицевом конце вала червячного колеса первого редуктора. Первый узел редуктора, включая двигатель, подвешен на цапфовых подшипниках, чтобы обеспечить небольшой наклон узла. 13-34 Поворотный механизм 13-35 Пружина противовеса предназначена для уравновешивания веса коробки подвески примерно в ее среднем положении; поэтому кулачки прижимают нижние трущиеся планки вниз, чтобы зацепить поворотный механизм, но поддерживают весь вес коробки через верхнее трение полоски (в скобках), когда поворотный механизм «отключен». Когда поворотный механизм включен, кулачковый блокировочный клапан запуска воздуха будет закрыт, поэтому пусковой воздух не может поступать в воздух. система запуска. Смазочное масло к узлам подается из Л.О. система заливки в стояк в моторном отсеке рядом с поворотным механизмом. Из этой трубы гибкие трубы подают масло на первую и вторую ступени редуктора. Первая ступень редуктора снабжена гибким проводом, подведенным к каждому из двух конических роликоподшипников, поддерживающих червячный вал. Покинув подшипники, масло заливает корпус и, таким образом, смазывает шестерни и подшипники червячного вала. Вторая ступень редуктора подводится по гибкой трубе к штуцеру на соединительном конце червячного редуктора. Оттуда масло подается через порты к подшипникам и по перфорированной трубке к шестерням. (9a) Мотор-редуктор поворота . Двигатель соединен с червячным валом первого редуктора и соединен с гидравлической системой гибкими шлангами с проволочной обмоткой. Детали двигателя — Тип. Дери-Син с/5-1 Макс. рабочее давление 2000 ф/кв. дюйм Макс. скорость 2500 об/мин. Соответствующая частота вращения двигателя 26,14 об/мин. 13-36 Гидравлический поворотный двигатель 13-37 Неподвижные части двигателя состоят из пяти основных компонентов; центральная плита, два статора, кожух заднего конца и кожух приводного конца. Эти элементы расположены радиально двумя шпонками и закреплены вместе с задней торцевой крышкой шестью длинными болтами. Крышка приводного конца также крепится к кожуху приводного конца шестью короткими болтами. Вал двигателя поддерживается и расположен в осевом направлении с помощью шарикоподшипников, размещенных в торцевых корпусах. Он приводится в движение через шпонки двумя роторами двухкулачковой формы, сдвинутыми по фазе под углом 90° друг к другу и работающими в напорных камерах статоров. В зависимости от положения регулирующего клапана гидравлическое давление подается либо на заднюю, либо на приводную часть корпуса, а оттуда через осевые каналы к двум портам в каждой камере давления. Аналогичное положение предусмотрено для возвратного масла. Для создания уплотнения между гидравлическим напором и возвратом предусмотрены плоские стальные щетки, по две на каждый ротор. Щетки слегка прилегают к изогнутым поверхностям роторов из-за влияния гидравлического давления. Легкая пружина и коромысло обеспечивают первоначальный контакт щеток с роторами при запуске двигателя. Контактные концы щеток профилированы, как показано, чтобы гарантировать, что результирующее давление щеток на роторы будет достаточным только для получения легкого контакта. Каждый двигатель снабжен «спускным» соединением, которое соединяется с баком пополнения гидравлической системы через подпружиненный шаровой клапан. Клапан регулирующий — поршневого типа двустороннего действия; ограничительный клапан потока, установленный на входной стороне. 13-38 (10) Воздушные нагнетатели Воздушные коллекторы, по одному на каждый ряд, изготовлены из четырех секций из алюминиевого сплава и проходят по всей длине двигателя. На свободном конце они заглушены, а на приводном соединены с выходами из воздухоохладителей нагнетателя. Для обеспечения баланса давления два коллектора соединены перекрестно на выходе из охладителя. От коллекторов патрубки ведут к головкам цилиндров, они изготовлены из алюминиевого сплава, (при замене их следует заменить на стальные) только два концевых патрубка цельные, остальные шесть разрезаны пополам и соединены с резиновый рукав для облегчения установки и выравнивания. (Мод. № 303). Манометр давления наддува и термометр Rototherm установлены на каждый коллектор. Два воздухозаборных клапана также установлены на каждом коллекторе для обеспечения подачи воздуха без наддува. Действие этих клапанов автоматическое, но для предотвращения вибраций клапана установлен ручной механизм управления. Нагнетатели Нагнетатель Godfrey представляет собой нагнетатель центробежного типа с приводом от коленчатого вала двигателя. Привод, который включает в себя гидромуфту, имеет четыре ступени повышения скорости от 920 об/мин. на коленчатом валу до максимальных 16 700 об/мин. на нагнетателе (соотношение 18,15 : 1). Это передаточное число можно изменять с помощью триммера черпака на гидромуфте. Рабочее колесо представляет собой полностью обработанную поковку из алюминиевого сплава, состоящую из ступицы, вокруг которой равномерно распределены встроенные лопасти. Лопасти сужаются к концам и переходят в направляющие лопатки в центре, чтобы направить поток воздуха в нагнетатель. Воздух, выходящий из рабочего колеса, проходит через вытеснительное кольцо, установленное в корпусе. Рабочее колесо соединено шпонкой со своим валом и удерживается гайкой и стопорной шайбой. Опорой узла является двойной шарикоподшипник со стороны рабочего колеса и роликовый подшипник со стороны привода. Подшипники смазываются принудительно, утечка масла в крыльчатку предотвращается сальником, состоящим из спирального уплотнения и узла угольного уплотнения. 13-39 Впускной клапан, система впуска воздуха 13-40 Приводной вал последней повышающей передачи соединен с валом крыльчатки и имеет насечки на обоих концах. Он также сужен, так что он сломается, если в нагнетателе возникнут дефекты. (10a) Привод нагнетателя . Привод от коленчатого вала к нагнетателю осуществляется через: (1) От подпружиненного зубчатого колеса на коротком валу коленчатого вала до меньшего из двух зубчатых колес на узле промежуточного вала, который опирается на раму двигателя. (2) От большего колеса промежуточного вала к входному зубчатому колесу, соединенному шпонкой с входным валом в корпусе нагнетателя. (3) От входного вала к конической передаче через зубчатую муфту, гидравлическую муфту и выходной вал. (4) От конической зубчатой ​​передачи до последней повышающей передачи до нагнетателя. (10b) Гидравлическая муфта . Гидравлическая муфта (гидро/кинетическая трансмиссия) позволяет изменять скорость нагнетателя в широком диапазоне за счет работы рычага, управляющего механизмом балансировки ковша. Приводной элемент (крыльчатка) муфты имеет ряд радиальных лопастей и заключен внутри и прикреплен к камере черпака, которая приводится в постоянное вращение вместе с коленчатым валом двигателя через зубчатую муфту на входном валу. Ведомый орган (рабочее колесо) имеет такие же лопатки и крепится болтами к выходному валу, который проходит через ось рабочего колеса и черпака и передает вращение на привод конического зубчатого колеса. Масло поступает в крыльчатку через отверстия в ступице и перекачивается непрерывным потоком в камеру черпака через отверстия на периферии крыльчатки. Масло циркулирует в виде вихря к рабочему колесу, которое тем самым приводится в движение для передачи привода на выходной вал. Заборная трубка, размещенная в корпусе нагнетателя, может быть опущена или извлечена из потока масла, вращающегося в зачерпывающей камере. При опускании ковша масло засасывается по трубке и попадает в поддон коробки передач; последующее уменьшение массы 13-41 ПРИВОД ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ 13-42 Нагнетатель, воздушный охладитель 13-43 масла в рабочем контуре увеличивает проскальзывание и, следовательно, снижает скорость выходного вала. И наоборот, удаление трубки позволяет большей массе масла оставаться в рабочем контуре, тем самым уменьшая проскальзывание и увеличивая скорость выходного вала. (10c) Масляные системы смазки и гидромуфты Масло для смазки шестерен и подшипников, а также для работы гидромуфты. протекает по четырем отдельным контурам. Первый контур питается от системы двигателя, а остальные три — от насосного агрегата, состоящего из трех отдельных насосов шестеренчатого типа. Насосный узел приводится в движение через зубчатую передачу от внешнего конца входного вала. 1-й контур — подается от системы двигателя при 30 фунт/кв. дюйм. к: а) Шестерни промежуточного вала и подшипники. (b) Шестерни и подшипники привода масляного насоса. (c) Подшипники входного вала. Слив масла в поддон двигателя. 2-й контур — питается от секции масляного насоса со скоростью 5,75 галлона/мин. при 40 фунтах на кв. дюйм. к: (a) Зубцы на каждом конце приводного вала нагнетателя. (b) Подшипники вала нагнетателя. (c) Конические и конечные повышающие шестерни и подшипники валов. (d) Подшипник выходного вала (наружный). Слив масла в картер коробки передач. Цепь — Питание от секции масляного насоса на 9гал/мин. к: (a) ковшовая камера гидромуфты. (b) Рабочее колесо и рабочее колесо. (c) Подшипник рабочего колеса. (d) Подшипник выходного вала (внутренний). Слив масла в картер коробки передач. 13-44 НАГНЕТАТЕЛЯ (ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА) СМАЗ. МАСЛЯНАЯ СИСТЕМА 13-45 4-й контур. В этом контуре третья секция (продувка) масляного насоса всасывает масло из поддона коробки передач и сбрасывает его в бак для подачи масла через маслораспределитель 80 фунтов/кв. дюйм. предохранительный клапан, масляный радиатор и 3-ходовой регулирующий клапан (перепускной клапан охладителя). ПРИМЕЧАНИЕ: Шестеренчатые насосы 2-го и 3-го контуров всасывают масло из бака подачи масла. В аварийной ситуации 2-й и 3-й контуры могут питаться от системы смазки двигателя. Для этого на борту имеются гибкие шланги и соединения, а на поддоне коробки передач имеется заглушка, позволяющая сливать поддон в поддон двигателя. (10d) Система контроля температуры Регулятор температуры во 2-м. масляный контур между насосом и фильтром контролирует настройку 3-ходового (перепускного) клапана в 4-м. (отсасывающая) цепь. Масло, сбрасываемое во 2-й контур, проходит через термочувствительный стержень в регуляторе к фильтру, а также через гидрораспределитель 40–10 фунтов на кв. дюйм. редуктор и дроссельный винт к камере диафрагмы в верхней части подпружиненного трехходового клапана. Когда температура масла поднимается выше уставки регулятора, отверстие утечки во внешнем корпусе регулятора автоматически открывается, позволяя маслу из выходного отверстия редуктора проходить в масляный бак через смотровое стекло. Затем давление в мембранной камере трехходового клапана падает, заставляя пружину перемещать клапан вверх, в результате чего через охладитель проходит больше масла. ПРИМЕЧАНИЕ: В случае отказа системы управления 3-ходовой клапан будет автоматически удерживаться пружиной в верхнем седле, и все масло будет проходить через охладитель. Сигнальные лампы температуры и давления На приборной доске двигателя предусмотрены две контрольные лампы для каждого двигателя: 13-46 (1) Одна лампа гаснет при падении давления во 2-й. контур падает ниже 30 фунтов на кв. дюйм. (2) Другая лампа гаснет, когда температура в линии всасывания продувки превышает 205°F. (11) Выхлопная система Выхлопной газ из каждого цилиндра направляется в коллектор, проходящий по всей длине двигателя. Коллектор состоит из трех секций, каждая из которых получает газ из соседних цилиндров. Выхлопные патрубки и секции коллектора выполнены из стальных труб, окруженных половинными и сварными водяными рубашками. Охлаждающая вода подается от головок цилиндров через стояк на каждой головке к выхлопному патрубку. Затем вода проходит в коллектор через перемычки. Из коллектора вода поступает в выпускной коллектор охлаждающей воды. Трубопровод, идущий от переднего конца коллектора, подает выхлопные газы к групповому выпускному клапану. Этот короб включает в себя гофрированные расширительные секции и поддерживается пружинным хомутом. Групповой выпускной клапан охлаждается водой, вода подается из системы дистиллированной воды двигателя. Групповой выпускной клапан имеет измельчающее устройство, так как он имеет металлическое седло в газовом потоке. Групповые выпускные клапаны на ONONDAGA и OKANAGAN представляют собой шлюзовые клапаны с пневмоприводом, предназначенные для быстрого закрытия в случае отказа клапана глушителя шноркеля. Они имеют следующие преимущества: а. Диаметр ствола увеличен до 8 дюймов. b. Клапан не находится в потоке газа, когда он открыт. с. Ударопрочность повышена d. Управляется со стартовой площадки. Клапан состоит из двустороннего (с двумя крышками) шлюзового клапана, приводимого в действие внешним поршнем, перемещаемым по воздуху через реечный механизм. Клапан блокируется в закрытом положении с помощью двух тумблеров, приводимых в действие поршнем высокого давления и приводным шпинделем; которые прижимают две крышки к сиденьям. В аварийной ситуации и рабочие, и блокировочные механизмы можно привести в действие вручную. 13-47 Выпускной коллектор 13-48 УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ВЫПУСКНОГО КОЛЛЕКТОРА ВНУТРЕННЕЕ ВЫПУСКНОЕ УСТРОЙСТВО 13-49 Воздушный контроль группового выпускного клапана 13-50 Воздушный контроль группового выпускного клапана (11a) СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУХОМ ПРИВОДНОЙ ГРУППОВОЙ ВЫПУСКНОЙ КЛАПАН Органы управления ходом поршня и поршня высокого давления идентичны, каждый из них состоит из золотникового клапана с ручным управлением и автоматического капсульного клапана с пневматическим управлением. Золотниковые клапаны заблокированы для обеспечения правильной последовательности операций. На рис. показан расход воздуха через клапаны при закрытом и заблокированном групповом выпускном клапане. В этом положении поток воздуха через золотниковые клапаны удерживает капсульные клапаны в положении, которое позволяет воздуху проходить к закрытой стороне ходового поршня и стороне блокировки поршня высокого давления. Когда групповой выпускной клапан должен быть открыт, блокирующий золотниковый клапан перемещается в открытое положение, когда воздух будет проходить через золотниковый клапан и перемещать связанный с ним капсульный клапан, тем самым позволяя воздуху проходить через последний на разблокированную сторону поршня высокого давления. . Теперь блокировка перемещается, чтобы обеспечить работу другого золотникового клапана, который при перемещении в открытое положение позволяет воздуху проходить через него для приведения в действие связанного с ним капсульного клапана, тем самым позволяя воздуху проходить через последний к открытой стороне ходового поршня. 13-51 (12) СИСТЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ЗАПУСКА Система состоит из: а. Пневматический пусковой баллон — предохранительный клапан установлен на 1200 фунтов на квадратный дюйм. б. Главный клапан — предохранительный клапан установлен на 700 фунтов на квадратный дюйм. со стороны выхода c. Блокировка поворотного механизма d. Распределитель пускового воздуха e. Клапаны форсунок цилиндров. Распределитель пускового воздуха приводится в действие распределительным валом левого ряда и направляет воздух реле при полном начальном давлении воздуха на клапаны форсунок, установленные на цилиндрах левого ряда в порядке зажигания. Релейный воздух открывает клапан форсунки и позволяет пусковому воздуху поступать в цилиндр. Релейная система используется, поскольку не требуется, чтобы полный поток воздуха проходил через распределитель, и поэтому можно использовать более мелкие компоненты. Блокировка поворотного механизма Блокировочный клапан управляется кулачком за рычагом включения поворотного механизма. При включении шестерни плунжер перекрывает подачу воздуха к распределителю и клапанам форсунок. Дистрибьютор Распределитель приводится в движение от распределительного вала через коническую зубчатую передачу и пазогребневое соединение. В приводе предусмотрена также червячная и червячная передача на тахометр двигателя. Смазка деталей осуществляется маслом, подаваемым из полого распределительного вала. Диск распределителя соединен шлицами с приводным шпинделем и удерживается на поверхности блока пластинчатой ​​пружиной, установленной в шпунтовой муфте. Когда воздух реле поступает в верхнюю часть диска, последний удерживается на своем месте против листовой пружины, и воздух реле проходит через отверстие в диске к соответствующему инжекторному клапану. В то же время релейный воздух остальных семи форсунок выбрасывается в атмосферу через выемку на нижней стороне диска и мимо приводного шпинделя. Инжекторный клапан Клапан форсунки состоит из подпружиненного тарельчатого клапана, приводимого в действие дифференциальным поршнем. Релейный воздух воздействует на большую площадь и открывает тарельчатый клапан против силы пружины плюс основной силы воздуха. Таким образом, в цилиндр поступает основной воздух. Установлена ​​Т-образная рукоятка, которую можно задействовать для поворота тарельчатого клапана на его седле, если он протекает через грязь и т. д. 13-52 СИСТЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ЗАПУСКА 13-53 Блокировка пневматического запуска 13-54 Оружие и снаряжение Домашняя страница Оберона Следующая часть Copyright © 2013, Ассоциация морских парков Все права защищены Юридические уведомления и политика конфиденциальности Версия 1. 00, октябрь 2011 г.

Дизельная электростанция — схема, детали, работа, преимущества и недостатки

Введение
Это электростанция, работающая на ископаемом топливе, поскольку дизельное топливо является ископаемым топливом. Дизельные электростанции устанавливаются там, где нет достаточного количества угля и воды.
(i) Эти станции производят мощность в диапазоне от 2 до 50 МВт.
(ii) Они используются в качестве резервных устройств для бесперебойного снабжения, таких как больницы, телефонные станции, радиостанции, кинотеатры и промышленные предприятия.
(iii) Они подходят для мобильного производства электроэнергии и широко используются на железных дорогах и кораблях.
(iv) Они надежны по сравнению с другими установками.
(v) Дизельные электростанции становятся все более популярными из-за трудностей, возникающих при строительстве новых электростанций Hydel и тепловых электростанций

Схема дизельной электростанции

Основными компонентами дизельной электростанции являются

• Дизельный двигатель
• Воздушный фильтр и нагнетатель
• Система запуска двигателя
• Топливная система
• Система смазки
• Система охлаждения
• Система управления
• Выхлопная система

Дизельный двигатель:
Это основной компонент дизельной электростанции. Двигатели подразделяются на двухтактные и четырехтактные. Двигатели обычно напрямую связаны с генератором для выработки мощности. В дизельных двигателях воздух, поступающий в цилиндр, сжимается. В конце такта сжатия впрыскивается топливо. Топливо сгорает, а горящие газы расширяются и совершают работу над поршнем. Вал двигателя напрямую соединен с генератором. После сгорания сгоревшие газы выбрасываются в атмосферу.

читать далее : Важные характеристики топлива для дизельного двигателя, используемого в двигателе внутреннего сгорания

Воздушный фильтр и нагнетатель
Воздушный фильтр используется для удаления пыли из воздуха, всасываемого двигателем. Воздушные фильтры могут быть сухого типа, которые изготавливаются из войлока, шерсти или ткани. В фильтрах с масляной ванной воздух проходит над масляной ванной, так что частицы пыли покрываются. Функция нагнетателя заключается в повышении давления воздуха, подаваемого в двигатель, и тем самым увеличивается мощность двигателя.

Система запуска двигателя
Дизельный двигатель, используемый в дизельных электростанциях, не является самозапускающимся. Система пуска двигателя включает в себя воздушный компрессор и ресивер пускового воздуха. Это используется для запуска двигателя в холодных условиях путем подачи воздуха.

Топливная система
Включает в себя накопительный бак, топливный насос, насос перекачки топлива, сетчатые фильтры и нагреватели. Насос забирает дизельное топливо из бака-накопителя и подает его в малый расходный бак через фильтр. Дневной бак обеспечивает суточную потребность двигателя в топливе. Дневной бак обычно размещают высоко, чтобы дизельное топливо текло к двигателю под действием силы тяжести.
Дизель снова фильтруется перед впрыском в двигатель топливным насосом высокого давления.

Система впрыска топлива выполняет следующие функции.

• Фильтрация топлива
• Измерение правильного количества впрыскиваемого топлива
• Время процесса впрыска
• Регулировка подачи топлива
• Обеспечение тонкого распыления мазута
• Правильное распределение распыленного топлива в процессе сгорания; камера.

Топливо подается в двигатель по нагрузке на установку.

Подробнее : Почему дизельные двигатели не используются в мотоциклах и мопедах?

Система смазки
Включает масляные насосы, масляные баки, охладители и трубопроводы. Он используется для уменьшения трения движущихся частей и уменьшения износа деталей двигателя, таких как стенки цилиндра и поршень. Смазочное масло, которое нагревается из-за трения движущихся частей, охлаждается перед рециркуляцией.

В системе смазки масло перекачивается из масляного бака через масляный радиатор, где масло охлаждается холодной водой, поступающей в двигатель. Горячее масло после охлаждения движущихся частей возвращается в бак для смазочного масла.

Схема дизельной электростанции

Система охлаждения
Температура горящего топлива внутри цилиндра двигателя составляет от 1500 0 C до 2000 0 C. Для снижения этой температуры вокруг двигателя циркулирует вода. Водяная оболочка (водяная рубашка) двигателя, тепло от цилиндра, поршня, камеры сгорания и т. д. переносится циркулирующей водой. Горячая вода, выходящая из рубашки, проходит через теплообменник. Тепло от теплообменника уносится сырой водой, циркулирующей через теплообменник, и охлаждается в градирне.

Система управления
Используется для регулирования скорости двигателя. Это достигается изменением подачи топлива в зависимости от нагрузки двигателя.

Выхлопная система
Выхлопные газы, выходящие из двигателя, очень шумные. Для снижения шума используется глушитель (глушитель).

 Работа дизельной электростанции
Топливно-воздушная смесь выступает в качестве рабочего тела в дизельной электростанции. Атмосферный воздух поступает внутрь камеры сгорания во время такта всасывания, а топливо впрыскивается через ТНВД. Воздух и топливо смешиваются внутри двигателя, и заряд воспламеняется из-за высокой степени сжатия внутри цилиндра двигателя. Основной принцип дизельного двигателя заключается в том, что тепловая энергия преобразуется в механическую энергию, а эта механическая энергия преобразуется в электрическую энергию для производства электроэнергии с помощью генератора или генератора переменного тока.

Применение дизельных двигателей в энергетике

Дизельные электростанции кратко используются в следующих областях.
(a) Пиковая установка:

Дизельные установки могут использоваться в сочетании с тепловыми или гидроэлектростанциями в качестве единиц пиковой нагрузки. Их можно легко запустить или остановить в кратчайшие сроки, чтобы удовлетворить пиковый спрос.
(b) Мобильная установка:

Дизельные установки, установленные на прицепах, могут использоваться для временных или аварийных целей, например, для энергоснабжения крупных строительных сооружений.
(c) Резервный блок:

Если основной блок выходит из строя или не справляется с нагрузкой, необходимая мощность может быть предоставлена ​​дизельной установкой. Например, если воды, доступной на гидроэлектростанции, недостаточно из-за меньшего количества осадков, дизельная станция может работать параллельно, чтобы обеспечить дефицит электроэнергии.
(d) Аварийная установка:

Во время отключения электроэнергии в жизненно важном объекте, например, на ключевом промышленном предприятии или в больнице, дизель-электростанция может использоваться для выработки необходимой энергии.
(e) Детская станция:

При отсутствии магистральной сети можно установить дизельную электростанцию ​​для электроснабжения небольшого города. Со временем, когда в городе появится электроэнергия от магистральной сети, дизельную установку можно будет переместить в другой район, где требуется электроэнергия в небольших масштабах. Такая дизельная установка называется «питомник».
(f) Пусковые станции:

Дизельные агрегаты могут использоваться для запуска вспомогательных устройств (таких как нагнетательные и нагнетательные вентиляторы, BFP и т. д.) для запуска большой паровой электростанции.

(g) Центральные станции:

Дизельные электростанции могут использоваться в качестве центральной станции, где требуется небольшая мощность

Преимущества и недостатки дизельной электростанции

Ниже приведены преимущества дизельной электростанции

1. Эти электрические станции легко спроектировать и установить.
2. Стандартные емкости легко доступны.
3. Они без особого труда реагируют на изменение нагрузки.
4. Меньше потерь в режиме ожидания.
5. Они занимают меньше места.
6. Их можно быстро запускать и останавливать.
7. Требуют меньше охлаждающей воды.
8. Капитальные затраты меньше.
9. Требуется меньше обслуживающего и контролирующего персонала f.
10. Высокая эффективность преобразования энергии топлива в электричество.
11. КПД при частичных нагрузках также выше.
12. Требуется меньше строительных работ.
13. Они могут располагаться рядом с центром нагрузки.
14. Нет проблем с обращением с рыбой.
15. Упрощенная система смазки.

Недостатки останова дизельных агрегатов для производства электроэнергии.
1. Высокие эксплуатационные расходы.
2. Высокая стоимость обслуживания и смазки.
3. Вместимость ограничена. Не может быть очень большого размера.
4. Проблема шума.
5. Невозможно обеспечить перегрузку.
6. Негигиеничные выбросы.
7. Срок службы дизельной электростанции меньше (от 7 до 10 лет) по сравнению с паровой электростанцией, срок службы которой составляет от 25 до 45 лет. КПД дизельной установки снижается менее чем на 10% по истечении срока службы.

Электронная почта

Печать

Твитнуть

Последние сообщения

ссылка на Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема

Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема

Введение в Сосуды под давлением Сосуды, резервуары и трубопроводы, которые транспортируют, хранят или получают жидкости, называются сосудами под давлением.
Сосуд под давлением определяется как сосуд с давлением…

Продолжить чтение

ссылка на Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

Шарнирное соединение
Шарнирное соединение используется для соединения двух стержней, находящихся под действием растягивающих нагрузок. Однако, если соединение направляется, стержни могут выдерживать сжимающую нагрузку. Шарнирный шарнир…

Продолжить чтение

Генеральный план дизельной электростанции

Понравилась ли вам эта история?

На рисунке показана общая схема дизельной электростанции. Двигатель и его различные вспомогательные системы изображены в правильном положении. Пути прохождения воздуха, топлива и газа показаны стрелками. В состав завода входят:

1. Двигатель
2. Система впуска воздуха
3. Выхлопная система
4. Топливная система
5. Система впрыска топлива
6. Система охлаждения
7. Система смазки
8. Система запуска

Основные части дизельного двигателя:

На рисунке показано поперечное сечение двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением с изображением основных частей. Как правило, для резервных электростанций предпочтительнее двигатель с водяным охлаждением, но при нехватке воды или в мобильных электростанциях предпочтительнее двигатель с воздушным охлаждением. Основными частями являются цилиндр, головка цилиндра, поршень, впускной клапан, впускной порт, выпускной клапан, пружина клапана, охлаждающие ребра, штифт, шатун, картер, кривошип, кривошип, коленчатый вал.

Система впуска воздуха:

Функция системы впуска воздуха заключается в подаче свежего воздуха через жалюзи и воздушный фильтр в цилиндр через впускной коллектор. Для увеличения мощности между фильтром и двигателем устанавливается нагнетатель, который приводится в действие самим двигателем.

Выхлопная система:

Задача выхлопной системы — выводить выхлопные газы двигателя в атмосферу с минимальным шумом. На рисунке показана выхлопная система. Выпускной коллектор соединяет выпускное отверстие цилиндра двигателя с выхлопной трубой, которая снабжена глушителем или глушителем для демпфирования колебаний давления в выхлопной линии, что, в свою очередь, снижает большую часть шума, который может возникнуть, если газы выбрасываются непосредственно в атмосферу. Целесообразно использовать гибкую систему труб для выхлопной трубы, чтобы учесть факты расширения из-за высокой температуры и изолировать выхлопную систему от вибрации двигателя.

Значительное количество тепла от выхлопных газов двигателя уходит в отходы. Чтобы использовать это, можно использовать парогенератор с рекуперацией тепла (HRSG) для производства пара низкого давления для технологической работы.

Система подачи топлива:

На рисунке показана система подачи топлива дизельной электростанции. Мазут может доставляться на завод различными способами, такими как грузовики, железнодорожные вагоны или баржи и нефтяные танкеры. С помощью разгрузочного устройства мазут доставляется в основные резервуары, откуда масло через сетчатые фильтры перекачивается в малый служебный резервуар, известный как расходный резервуар двигателя. Этот дневной резервуар имеет емкость для хранения масла, эквивалентного примерно 8-часовому потреблению. Чтобы уменьшить потребляемую мощность насоса, масло нагревается либо горячей водой, либо паром, что снижает вязкость и, следовательно, потребляемую мощность.

Система впрыска топлива:

Предполагается, что она является сердцем дизельного двигателя, и ее выход из строя означает остановку двигателя. Система впрыска топлива выполняет следующие функции:

1. Очищает от загрязнений топливо, защищая масло.
2. Он измеряет правильное количество топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр.
3. Время процесса впрыска зависит от оборотов коленчатого вала.
4. Регулирует подачу топлива.
5. Он мелко распыляет мазут для лучшего смешивания с горячим воздухом, что приводит к эффективному сгоранию.
6. Правильно распределяет распыленное топливо в камере сгорания.

Существует два способа распыления топлива. В одном случае используется нагнетание воздуха, в то время как в других методах используется нагнетание, механическое или твердое нагнетание. В настоящее время нагнетание воздуха устарело, и неизменно используется механическое нагнетание. В системе механического или твердого впрыска мазут принудительно течет через распылительные форсунки под давлением выше 100 бар. Существует три типа систем впрыска твердого вещества, а именно:

1. Система впрыска Common Rail
2. Индивидуальная система впрыска насоса.
3. Распределенная система.

1. Система впрыска Common Rail: как следует из названия, один насос подает топливо под высоким давлением в топливный коллектор или Common Rail, как показано на рисунке, откуда топливо поступает к каждой форсунке, расположенной в цилиндре. Время впрыска поддерживается клапаном с механическим управлением, а количество топлива регулируется ходом толкателя.

2. Система впрыска с индивидуальным насосом: как следует из названия, система имеет независимый насос высокого давления для каждого цилиндра, который измеряет, нагнетает и контролирует время впрыска топлива, как показано на рисунке. Каждый цилиндр снабжен одной форсункой, а насос и форсунка могут быть объединены в один блок. Топливо подается к индивидуальному насосу из бака-накопителя через фильтр грубой очистки, насос низкого давления и фильтр тонкой очистки. Насос высокого давления оснащен механизмом управления, и в нужный момент коромысло приводит в действие плунжер и, таким образом, впрыскивает топливо в цилиндр. Количество впрыскиваемого топлива регулируется рабочим ходом плунжера. На практике это самая популярная система впрыска топлива.

3. Распределенная система: На рисунке показано расположение распределенной системы. В этой системе дозирующий насос высокого давления используется для подачи отмеренного количества топлива на вращающийся распределитель, который распределяет топливо по отдельным цилиндрам в нужное время. Количество тактов впрыска за цикл для насоса равно количеству цилиндров. Топливо подается к насосу высокого давления из накопительного бака через фильтр грубой очистки, насос ПД и фильтр тонкой очистки. Поскольку дозирование и синхронизация впрыска осуществляются одним плунжером, одинаковое количество топлива подается в каждый цилиндр в один и тот же момент цикла.

Топливная форсунка:

Жидкое топливо в системе впрыска фильтруется в камеру сгорания через форсунку. Топливная форсунка, используемая в двигателе CI, является автоматическим типом. Он установлен на корпусе цилиндра в таком месте, которое обеспечивает лучшую производительность. Быстрое и полное сгорание обеспечивается хорошо спроектированной топливной форсункой. Узел топливной форсунки состоит из следующих компонентов:

1. Игольчатый или форсуночный клапан
2. А компрессионное кольцо
3. Насадка
4. Корпус форсунки

На рисунке показан вид в разрезе типичной топливной форсунки Bosch. Топливо от топливного насоса подается к горловине форсунки через длинный проход. Давление топлива воздействует на дифференциальную площадь клапана форсунки, которая поднимается против силы пружины и, таким образом, позволяет топливу поступать в камеру сгорания через небольшое отверстие (отверстия) в виде окончательно распыленной струи. Как только топливо из нагнетательного насоса заканчивается, под действием пружины клапан форсунки возвращается на свое место.

Типы форсунок:

Конструкция форсунки в основном основана на типах используемых камер сгорания, обеспечивающих правильное и эффективное сгорание топлива. Типы форсунок, используемых в дизельных двигателях:

1. Одно отверстие
2. Несколько отверстий
3. Игольчатый тип
4. Пинто тип

Система охлаждения:

В процессе сгорания температура пикового газа в цилиндре двигателя внутреннего сгорания составляет порядка 2500К. Максимальная температура металла внутри пространства камеры сгорания ограничена гораздо более низкими значениями, чем температура газа, по большому количеству соображений, поэтому необходимо обеспечить охлаждение головки блока цилиндров, цилиндра и поршня.

• Открытая система охлаждения: эта система применима только при наличии большого количества воды. Вода из накопительного бака подается непосредственно через впускной клапан в водяную рубашку охлаждения двигателя. Горячая вода, выходящая из двигателя, не охлаждается для повторного использования, а сбрасывается.
• Система естественной циркуляции: Система закрытая и спроектирована таким образом, что вода может циркулировать естественным путем из-за разницы в плотности воды при разных температурах. Состоит из водяной рубашки, радиатора и вентилятора. Когда вода нагревается, ее плотность уменьшается и она стремится подняться, а более холодные молекулы стремятся опуститься. Циркуляция воды получается тогда, когда вода, нагретая в водяной рубашке, стремится вверх, а вода, охлажденная в радиаторе с помощью воздуха над радиатором либо за счет набегающего эффекта, либо вентилятором, либо совместно стремится вниз. Направление естественной циркуляции, которая является медленной, показано стрелками.
• Система охлаждения с принудительной циркуляцией: На рисунке показана закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией. Система состоит из насоса, водяной рубашки в цилиндре, радиатора, вентилятора и термостата. Охлаждающая жидкость циркулирует через рубашку цилиндра с помощью насоса, обычно центробежного типа, приводимого в действие двигателем. Функция термостата, встроенного в верхнее соединение шланга, изначально предотвращает циркуляцию воды ниже определенной температуры, обычно до 85°C, за счет излучения, так что вода быстро нагревается. Резервные дизельные электростанции мощностью до 200 кВА используют этот тип охлаждения.

Система смазки:

Целью системы смазки является подача достаточного количества охлажденного отфильтрованного масла для надежной и адекватной смазки всех движущихся частей двигателя. Система смазки классифицируется как:

1. Смешанная система смазки
2. Система смазки с мокрым картером:

• Система разбрызгивания
• Система подачи под давлением
• Система разбрызгивания и подачи под давлением

3. Смазка с сухим картером

1. Смешанная система смазки: В смешанной системе смазки небольшое количество смазочного масла смешивается в топливном баке. Используется в двухтактном двигателе.

2. Система разбрызгивания: Применение этой системы ограничено только двигателями малой грузоподъемности, как следует из названия, под каждой крышкой шатуна имеется разбрызгиватель или ковш, который погружается в масло в желобе при каждом обороте коленчатого вала и масло разбрызгивается по всей передней части картера.

3. Система подачи под давлением: Основные элементы системы состоят из масла в картере, сетчатого фильтра, насоса, регулятора давления, фильтра, сапуна и масляных каналов. Масло забирается из поддона через сетчатый фильтр, препятствующий попаданию посторонних частиц, и подается с помощью шестеренчатого насоса, погруженного в масло и приводимого в движение коленчатым валом, ко всем коренным подшипникам коленчатого вала через распределительный канал. В коленчатом валу просверлено отверстие для масла от центра каждой шатунной шейки до центра соседней коренной шейки, через которое масло может проходить от коренных подшипников к подшипнику шатунной шейки. Поршневой палец получает масло через отверстие, просверленное в шатуне. Стенки цилиндра, нарезной ролик, кулачок, поршень и поршневые кольца смазываются масляными брызгами вокруг поршневых пальцев и коренных подшипников шатуна. Регулятор давления, установленный рядом с точкой нагнетания насоса, который открывается при достижении давления в системе заданного значения в случае засорения фильтра, охлаждает масло, а избыток масла возвращается обратно в поддон.

4. Система разбрызгивания и подачи под давлением: На рисунке показана система разбрызгивания и подачи под давлением. В этом случае смазочное масло подается под давлением к коренным и распределительным подшипникам. Разбрызгивание также используется для смазки подшипников шатунов.

5. Система смазки с сухим картером: На рисунке показана система смазки с сухим картером.