 | |
| Дизели и полу-дизели для народного хозяйства |
Внизу двигательной технологической пирамиды находились простейшие нефтяные двигатели - малопроизводительные, но неприхотливые, всеядные и дешевые. Их называют "полудизельными", хотя начало свое они берут не от немца Рудольфа Дизеля, а от англичанина Герберта Акройда Стюарта. К слову, этот англичанин на несколько лет раньше Дизеля собрал и успешно запустил другой двигатель, который позже конструктивно и повторил Дизель, и который сейчас называется дизельным. Но, в отличие от Дизеля, англичане решили, что производить этот двигатель будет невыгодно из-за чрезмерной сложности в изготовлении, и забросили проект, переключившись на простые, народные "нефтянки".
Имея малую степень сжатия, эти "нефтянки" были нетребовательны к производственным допускам, не нуждались в квалифицированном обслуживании, легко ремонтировались в любой сельской мастерской. Выгоды простого пути были очевидны: сравнительно недорогие в производстве, обслуживании и ремонте, т.н. "полудизельные" двигатели прекрасно подходили для фермерских хозяйств, кустарных мастерских и мелких производств.
Технологическая же вершина двигателестроения последнего десятилетия 19 века - двигатели конструкции Дизеля, выпускать которые могли далеко не все крупные машиностроительные предприятия Европы. Требования к точности деталей, прочности, жаростойкости материалов в производстве двигателей Дизеля были столь высоки, что вплоть до Первой мировой войны раздавались голоса сомневающихся в целесообразности их дальнейшего развития.
Часть 1. Настоящие дизельные двигатели.
Немецкий Дизель
Теоретическая концепция дизельного двигателя была разработана Рудольфом Дизелем в 1890 году, когда он отказался от создания аммиачного двигателя, идею которого прорабатывал, работая на холодильной фабрике. Он тогда написал: " Нужно вместо аммиака взять сжатый горячий воздух, впрыснуть в него топливо и одновременно со сгоранием расширить его так, чтобы как можно больше тепла использовать для полезной работы".
 |
| Рудольф Дизель |
В 1892 году Рудольф Дизель обращается к руководству Аугсбургского завода за помощью в строительстве нового двигателя. Генрих фон Буза, возглавлявший завод, первоначально отклонил запрос Дизеля. В повторном письме Дизель представил более точные расчеты. Наконец, 20 апреля 1892 г. Буз затем выразил готовность построить экспериментальный двигатель, не давая, впрочем, никаких гарантий.
 |
| Первый опытный двигатель Дизеля |
В поисках подходящего топлива Дизель решает попробовать и бензин. 10 августа 1893 года в цеху раздается оглушительный взрыв, впрочем, почти не повредивший двигатель.
Сделали второй опытный образец, работающий на керосине. На этот раз двигатель проработал около минуты, что было огромным достижением. Дизель говорил: "Первый двигатель не работает, второй работает несовершенно, третий будет хорош!".
Наконец, с учетом всех ошибок, в начале 1895 года был собран третий, вполне рабочий опытный образец, содержащий уже все базовые узлы современных дизельных двигателей. КПД первого рабочего двигателя было ошеломляющим: 26% - вдвое больше, чем у паровой машины. Появилось водяное охлаждение, а подача жидкого топлива в цилиндр и его распыление производилось при помощи сжатого воздуха. Для этого использовался компрессор, который в специальном ресивере поддерживал давление воздуха, превышавшее максимальное значение давления в цилиндре. Для своей работы компрессор требовал отбора большой мощности, занимал большой объём, был технически сложен и ненадёжен. Что, однако,не мешало использовать этот принцип впрыска топлива до 1910 года. Сжатый компрессором воздух также использовался для запуска двигателя.
Принцип работы двигателя заключался в следующем: в цилиндр всасывался воздух, затем сжимался, нагреваясь при этом до температуры около 600°С. Затем через форсунку сжатым воздухом под более высоким, чем в цилиндре, давлением начинало вводиться жидкое топливо - керосин. Попадая в среду разогретого воздуха, топливо самовоспламенялось, и на остальной части хода поршня происходило расширение продуктов сгорания. За последний ход поршня осуществлялся выпуск отработавших продуктов сгорания.
Очевидные преимущества двигателя такие: 1) при установке этот двигатель требует мало места, 2) безопасен в пожарном отношении, 3) легко пускается в ход, за 2-3 минуты, 4) работает без зажигателей и подогрева, 5) продукты горения не имеют сильного запаха и 6) требует весьма мало охлаждающей водыНедостатки: 1)сложность изготовления и, как следствие, дороговизна, 2) необходимость в тщательном и умелом уходе
Несмотря на сложность в изготовлении, дизельным двигателем в скором времени активно заинтересовались в гражданском и военном хозяйстве.
Массовая постройка дизельных двигателей началась в 1897 г. Первый из них мощностью 56 кВт был установлен на фабрике "Унион", расположенной в г. Кемтене (Бавария). А ведущим предприятием по выпуску дизелей стал Аугсбургский завод, предшественник фирмы "МAН". С 1898 по 1900 год МАНом были изготовлены 16 дизельных двигателей мощностью 580 лошадиных сил.
Но по мере освоения массового выпуска дизельных двигателей возникли неожиданные проблемы: новый двигатель оказался настолько трудоемок в изготовлении, что не все производители, купившие у Дизеля лицензию, были способны его изготовить. Дело в том, что требования к жаростойким материалам, прочности и точности деталей из-за повышенных нагрузок на систему впрыска и поршневую превышали технические возможности большинства предприятий тех лет. Кроме того, нельзя забывать, что бурное развитие новых типов двигателей грозило спаду в угольной отрасли, что вызывало сильное раздражение в определенных финансовых кругах.
Некачественные двигатели стали быстро ломаться и заказчики массово стали возвращать двигатели на заводы-изготовители. Вместо того, чтобы признаться в несовершенстве производства, промышленники начали кампанию против Дизеля. Начали раздаваться голоса, критикующие и даже обвиняющие Дизеля в техническом невежестве и шарлатанстве. Поводом для обвинений служило и то, что рабочий цикл созданного двигателя сильно отливался от первоначально запланированного. Круп также был недоволен Дизелем, поскольку последний обещал ему сконструировать двигатель, работающий на угольной пыли, что было бы очень актуально для Германии, не имеющей собственной нефти.
Это не помешало дизельному двигателю в 1899 году получить гран-при на всемирной выставке в Париж. Несмотря на это, нападки на Дизеля за то, что он ничего не изобрёл, а только скомпилировал то, что было известно и до него, продолжались до самой смерти Дизеля. Апофеозом подобных разоблачений был готовящийся к печати в октябре 1913 года труд профессора Людерса объемом 236 страниц под названием "Миф Дизеля". Но доведенный до отчаяния изобретатель сам решил свою судьбу: судя по всему, заранее задумав суицид, то ли по роковому стечению обстоятельств, совпавшим с фатальным пренебрежением к собственной жизни, то ли по заранее задуманому плану инженер утонул, упав за борт парома "Дрезден". Русский дизель Нобеля
 |
| Один из первых диз. двигателей завода Нобеля |
 |
| Двухцилиндровый 150-сильный дизель Нобеля |
"Людвиг Нобель" приступил к серийному выпуску дизелей в 1900 г. Всего на конец 1910 гг. было сделано 450 машин. Были модификации одноцилиндровые от 10 до 125 л.с. и двухцилиндровые от 30 до 250 л.с. Стоимость двигателей была установлена от 3000 рублей за 10-сильный до 42 000 рублей за 250-сильный.
Коломенский дизель
Еще один передовой на тот момент завод - Коломенский машиностроительный, в наше время известный, как Коломенский тепловозостроительный. Во второй половине 19 века это было первое предприятие в России по постройке железных мостов и крупный производитель паровозов. Помимо основной деятельности, связанной с железными дорогами, с 1882 года здесь началась постройка локомобилей, с 1883 года – сельскохозяйственных машин и орудий (паровые и конные молотилки, сеялки, соломорезки, веялки, конные приводы и т. п.).
В июле 1902 г. "Русское общество моторов Дизеля" (Russische Dieselmotor Co.) продало Коломенскому машиностроительному заводу права пользования патентами №№ 261, 4082 и 4083. Эти были лицензии на "моторы постоянные и переменные всех величин и сил, какие могут быть осуществлены". В том же году на Коломенском заводе был создан отдел двигателей Дизеля, и уже в 1903 г. был построен первый одноцилиндровый дизель мощностью 18 л.с.
Коломенский завод стал вторым в России (после завода Нобеля) изготовителем двигателей системы Дизеля. С 1904 по 1914 год коломенские дизели различной мощности были установлены на 85 промышленных объектах и 100 электростанциях, и это не учитывая судовых дизелей.
Дизель и Россия
После получения известия об успешных испытаниях первого дизельного двигателя на заводе Нобеля, сын Р. Дизеля, Е. Дизель написал: "Радостная весть пришла к нам из Петербурга об успешном запуске Аугсбургского двигателя. Механический завод Людвига Нобеля теперь знает, как правильно делать эти двигатели".
Несколькими годами позже, выступая с докладом "О развитии двигателей Дизеля" сам Дизель отметил: "Что касается распространения дизель-мотора, как судовой машины, то Россия занимает второе место (после Франции)... Россия является одной из стран, представляющих самые благоприятные условия для дизель-мотора. Надеюсь, что она извлечёт значительную пользу из этого обстоятельства" Продолжение о нефтяных полудизелях - в следующей части.
Использованы материалы:
1. Из словаря Брокгауза и Ефрона о дизельных двигателях. (http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_efron/136403/%D0%9D%D0%B5%D1%84%D1%82%D1%8F%D0%BD%D0%BE%D0%B9)
2. Вики-статья об Эммануэле Нобеле (https://en.wikipedia.org/wiki/Emanuel_Nobel)
3. "Рудольф Дизель". Е.Н. Жарцов (http://autology.jimdo.com/устройство-автомобиля/двигатель-внутреннего-сгорания/рудольф-дизель)
4. Как Нобели покупали технологию Дизеля. (http://www.branobelhistory.com/themes/innovations/developing-the-diesel-engine/)
5. Дизель в судостроении. (http://www.kliper2.ru/archiv/archiv-5/dizel-istorija.html)
6. История двигателя Дизеля на сайте MAN (http://museum.man.eu/en/historical-figures/rudolf-diesel/the-invention)
www.leanok.ru
В сентябре 1913 года среди пассажиров парома «Дрезден», следующего в Англию, был Рудольф Дизель. Известно, что он поднялся на борт судна, и… больше его никто не видел. Таинственное исчезновение знаменитого немецкого инженера до сих пор остаётся одной из самых интригующих и загадочных историй XX века.
18 марта 1858 года в семье эмигрантов из Германии родился будущий великий немецкий инженер. Человек, чьё изобретение поставило его в один ряд с известнейшими людьми конца XIX и начала XX века. Именно в Париж из Аугсбурга (Германия) перебрались Теодор Дизель и Элиз Штробель.
Отец Рудольфа был потомственным переплётчиком, одним из его страстных увлечений, являлось изобретение игрушек. Так, с раннего детства Рудольф Дизель начинает приобщаться к труду, развозя по французской столице переплетённые отцом книги заказчикам. Возможно, что первое знакомство Рудольфа Дизеля с миром техники произошло в техническом музее, который находился недалеко от его дома.
Каждые выходные отец водил мальчика в музейный зал, где находились паровые машины, история появления которых начинается с 1770 года. Жизнь шла своим чередом, размеренно и спокойно. Семья трудолюбивых немцев не имела большого достатка, но и не бедствовала.
Всё закончилось в 1870 году с началом франко-прусской войны. Этническим немцам в Париже становится жить небезопасно. Теодор Дизель был вынужден оставить всё своё имущество, и вместе с женой и 12-летним сыном Рудольфом перебраться в Лондон. Немецкие войска на тот период полностью оккупировали столицу Франции. Столица Великой Британии неприветливо встретила новых жителей.
Семья Дизелей испытывала большую нужду. Работы не было, приходилось перебиваться случайными заказами на переплёт книг. Тогда, в 1871 году, семьёй было принято решение для продолжения учёбы отправить юного Рудольфа Дизеля в Аугсбург, к брату матери, профессору математики Кристофу Барнекелю.
Перед отъездом Рудольф твёрдо пообещал родителям, что после окончания учёбы он вернётся домой, чтобы помогать отцу. Однако вслед за сыном через два года в Аугсбург переехали и его родители.
Семья профессора Барнекеля встретила племянника с теплотой, мальчик был окружён заботой и вниманием. Способности Рудольфа очаровали профессора, за что дядя разрешил ему пользоваться своей обширной библиотекой. Первым занятием Рудольфа в семье профессора стало переплетение всех старых книг, искусство, которому обучил его отец. Общение с образованным родственником, несомненно, пошло на пользу молодому человеку. Сегодня весь мир знает, кто изобрёл дизельный двигатель. А тогда всё только начиналось.
По прибытии племянника в Германию профессор Барнекель устраивает мальчика в реальное училище, которое Рудольф Дизель оканчивает как лучший ученик. После начального образования юное дарование в 1873 году поступает в Аугсбургскую политехническую школу, которую оканчивает через два с половиной года с наивысшими показателями. Следующим шагом молодого учёного становится поступление в Мюнхенскую Высшую техническую школу, которая была успешно окончена в 1880 году.
Мюнхенский технический университет в Баварии (Германия) до сих пор хранит в своём музее результаты выпускных экзаменов студента Рудольфа Дизеля, превзойти которые не может ни один студент за всю почти полуторавековую историю вуза.
Во время учёбы Рудольф Дизель познакомился с известным немецким инженером, разработчиком холодильного оборудования, профессором Карлом фон Линде. Так случилось, что из-за заболевания брюшным тифом студенту Дизелю не удалось вовремя сдать экзамены профессору. Рудольф был вынужден на время покинуть университет и отправиться на практику в Швейцарию, устроившись в машиностроительную компанию братьев Шульцер.
Спустя год Дизель возвращается в Германию, где успешно завершает учебный процесс, сдав выпускные экзамены профессору Карлу фон Линде. К тому времени наставник решает оставить преподавательскую деятельность и вплотную заняться прикладными исследованиями в организованной им же компании «Хладогенераторы Линде». Рудольф Дизель получает место в парижском филиале компании в качестве управляющего.
На протяжении десяти лет Рудольф Дизель усовершенствовал свои знания в области термодинамики. Механический холодильник - вот над чем работали всё это время немецкие изобретатели в компании Карла Линде. Принципом работы холодильной установки было испарение и конденсат аммиака при помощи механического насоса.
Ещё при обучении в университете Р. Дизеля волновала проблема автономного источника питания для производства. Индустриальная революция основывалась на неэффективных и громоздких паровых двигателях, чей 10-процентный коэффициент полезного действия (КПД) явно не отвечал растущим потребностям в энергетической области. Миру нужны были компактные и дешёвые источники энергии.
Помимо основной работы Рудольф Дизель проводил научные исследования по созданию эффективного теплового устройства, которое превращало бы тепловую энергию в механическую. В своих лабораторных экспериментах Рудольф изначально использовал аммиак как рабочее тело установки. В качестве топлива применялся порошок из каменного угля.
По теоретическим расчётам, двигатель Рудольфа Дизеля должен был работать от сжатия в рабочей камере тела, которое при соединении с топливом создавало бы критическую температуру для воспламенения.
Уже в ходе экспериментов было установлено, что опытные образцы дизельного двигателя имели небольшое преимущество над паровыми установками. Это вдохновляло изобретателя на дальнейшую работу и эксперименты.
В один из дней работа по созданию дизельного двигателя чуть не стала фатальной для его изобретателя. Взрыв машины едва не привёл к гибели Рудольфа Дизеля. Немецкий инженер был госпитализирован в одну из парижских клиник. Во время взрыва Рудольф получил повреждение глазного яблока. До конца жизни эта проблема сопровождала изобретателя.
Забегая вперёд, следует отметить, что в 1896 году Рудольф Дизель изобрёл свой первый рабочий экземпляр, который представил на всеобщее обозрение. При финансовой поддержке братьев Щульцер и Фридриха Круппа мир увидел двигатель мощностью 20 лошадиных сил с КПД 26% при весе механического агрегата пять тонн. Сегодня это чудо технического прогресса можно созерцать среди экспонатов Машиностроительного музея в городе Аугсбурге (Германия).
После частичного восстановления зрения в парижской клинике Рудольф по приглашению своего учителя Карла фон Линда возглавил Берлинский филиал компании. Окрылённый успехом Рудольф Дизель создаёт промышленный образец двигателя, который имел коммерческий успех. Новую силовую установку изобретатель назвал атмосферным газовым двигателем.
Однако такое название надолго не прижилось, и изобретение стали называть просто "дизель" в честь создателя агрегата. Многочисленные контракты, финансовые потоки и устойчивый спрос на новое изобретение заставляют Дизеля покинуть филиал Карла фон Линда и открыть свой собственный завод по производству дизельных двигателей.
Могли ли предположить родители, отправляя своего сына на обучение к дяде, что уже к 40 годам он станет известен всему миру? Осенью 1900 года в Лондоне появляется новая компания по промышленному производству дизельных двигателей.
Дальнейшая хронология событий разворачивается очень стремительно:
К тому времени Рудольф Дизель достиг успехов не только в работе. Личная жизнь изобретателя сложилась довольно успешно. Любящая жена и трое детей вдохновляли его на дальнейшую работу.
Крупнейшие машиностроительные компании Европы и Соединённых Штатов Америки стояли в очереди на приобретение лицензий по производству дизельных двигателей. Мировая пресса постоянно подогревала интерес к изобретению Рудольфа Дизеля, давая лестные характеристики преимуществам нового агрегата над другими силовыми установками.
Р. Дизель стал очень богат. Альфонс Буш, американский магнат по производству пива, предложил конструктору один миллион долларов за право производства двигателей в США. Но всё закончилось в одночасье.
В 1913 году грянул мировой кризис. Неумелое распределение финансовых потоков приводило к постепенному банкротству предприятий Дизеля.
29 сентября 1913 года из Антверпена в Лондон отправлялся пароход «Дрезден». Среди пассажиров находился и Рудольф Дизель. Как погиб великий промышленник и изобретатель двигателя, до сих пор остаётся тайной.
Известно, что Р. Дизель отправился в Англию на открытие нового завода компании Consolidated Diesel Manufacturing, где должны были производиться его двигатели. Однако в конечном пункте назначения пассажира с фамилией Дизель не оказалось...
www.syl.ru
Дизельный двигатель постепенно теряется на фоне современных разработок в мировом автопроме, сдавая позиции перед многочисленными запретами и ограничениями. А ведь именно дизельный двигатель стал настоящим прорывом в автомобильной промышленности, и заслуживает того, дабы мы еще раз вспомнили старого друга, благодаря которому огромные расстояния перестали быть проблемой для человечества.
Для начала напомним, что дизельный двигатель – это уникальный механизм, направленный на получение энергии внутреннего сгорания. Спектр используемого топлива для дизелей очень широк, и включает в себя даже растительные варианты горючего (масла и жир).
Предпосылкой для создания дизельного двигателя стала идея цикла Карно (1824 г.), которая заключалась в процессе теплообмена с максимальным КПД на выходе. Более современный вид эта идея получила в 1890 году, когда знаменитый Рудольф Дизель создал практический образец реализации цикла Карно, а в 1892 году, он уже получил патент на создание данного вида двигателя. Первый действующий образец движка был создан Дизелем в начале 1897 года, а в конце января он уже подвергся испытаниям.
В начале своего пути, дизельный двигатель значительно уступал паровому в плане размеров, и не имел успеха в практическом применении. Первые образцы двигателей работали исключительно на легких нефтепродуктах и маслах. Но были попытки запускать двигатель и на угольном топливе, что повлекло за собой полный провал, из-за проблем с подачей угольной пыли в цилиндры.
В 1898 году, в Петербурге также был сконструирован двигатель, который по своему принципу был полностью схож с дизельным. В России данный тип механизма получил название «Тринклер-мотор», который по своим характеристикам, согласно испытаниям, был гораздо более совершенным, чем немецкий аналог. Преимуществом «Тринклер-мотора» стало использование гидравлики, которая значительно улучшала показатели по сравнению с воздушным компрессором. Плюс, сама конструкция была в разы проще и надежнее немецкой.
В том же 1898 году, Эммануил Нобель выкупил права на производство дизельного двигателя, который был усовершенствован, и работал уже на нефти. А на рубеже веков, гениальный российский инженер Аршаулов, изобрел уникальную систему – топливный насос высокого давления, что также стало прорывом в процессе усовершенствования дизельного двигателя.
В двадцатых годах 20-го века, немецкий ученый Роберт Бош провел еще одно усовершенствование топливного насоса высокого давления, а также создал уникальную конструкцию бескомпрессорной конструкции. С тех пор, дизельные двигатели начали получать массовое распространение, и использоваться в общественном транспорте и железной дороге, а 50-60-е годы, дизельные двигатели массово используются при сборке обычных пассажирских автомобилей.
Существуют два варианта работы дизелей:
Наиболее популярен четырехтактный цикл работы дизельных двигателей: впуск (поступления воздуха в цилиндр), сжатие (в цилиндре сжимается воздух), рабочий ход (процесс сгорания топлива в цилиндре), выпуск (выход отработанных газов из цилиндра). Данный цикл является бесконечным, и постоянно повторяется с механической точностью в процессе работы двигателя.
Двухтактный цикл работы двигателя отличается укороченными процессами, где газообмен осуществляется в продувке, едином процессе работы механизма. Такие двигатели применяются в морских судах и железнодорожном транспорте. Двухтактные двигатели строятся исключительно с неразделенными камерами сгорания.
Мощность КПД современных дизелей составляет 40-45 %, а некоторых образцов – 50%. Несомненным плюсом таких двигателей являются низкие требования к качеству топлива, что позволяет использовать не самые дорогие нефтяные продукты для работы механизма.
При использовании дизелей в автомобилях, такой двигатель дает высокий вращающийся момент, при низких оборотах самого механизма, что делает авто комфортным в движении. Благодаря этому данный тип движка и популярен в промышленных автомобилях, где ценится мощь механизма.
Дизельные двигатели имеют гораздо меньшую вероятность возгорания, благодаря нелетучему топливу, что делает их максимально безопасными при эксплуатации. Именно дизельные двигатели стали залогом для прогресса военной бронированной техники, делая ее максимально безопасной для экипажа.
Недостатков у дизеля также хватает, и заключаются они в топливе, которое имеет свойство застаиваться в зимнее время, и выводит механизм из строя. Плюс ко всему, дизельные двигатели делают слишком много вредных выбросов в атмосферу, что и стало причиной борьбы экологов с данным типом механизма. Само изготовление дизельного двигателя обходится производителям дороже, чем бензинового, что заметно отображается на бюджетных затратах производства.
Эти основные моменты и послужили причиной того, что количество дизельных двигателей в мировом машиностроительстве будет уменьшаться и, с большой долей вероятности, ограничится лишь промышленным автопромом, где дизель является незаменимым агрегатом. Но, именно дизель оставил глубокий след в процессе создания автопромышленности, как таковой, и всегда будет оставаться важнейшим прорывом в мировой автомобильной инженерии.
Вконтакте
Одноклассники
Google+
novinki-autoproma.ru
Дизельный двигатель - двигатель внутреннего сгорания, в котором:- сжатию подвергается воздух, температура которого повышается до 600-700°С.- топливо воспламеняется при соприкосновении с раскаленным воздухом.
Дизели ставят только на грузовики. Многие современные легковые автомобили имеют дизельные двигатели, причем, например, в Европе люди даже предпочитают дизели бензиновым двигателям.
Дизельный двигатель менее мощный, чем бензиновый. При современном уровне технологий чаще оказывается наоборот. Современный дизельный двигатель может превосходить бензиновый по мощности, не говоря уже о крутящем моменте, который обеспечивает эластичность и удобство управления разгоном.
Дизельные двигатели эффективны только при большом объеме. Для дизельного двигателя, точно так же, как и для бензинового, не существует ограничений по объему. Сейчас выпускаются автомобили с объемом дизельного двигателя 1,1; 1,3 литра, и даже мотоциклы с дизельным двигателем объемом 0,6 литра.
Даже если дизель мощнее, за счет своего веса он проигрывает по характеристикам бензиновому. Сейчас для дизельных двигателей применяются те же материалы, что и для бензиновых, поэтому они ненамного тяжелее.
Дизельный двигатель хуже заводится зимой. Если не экономить деньги на свечах накаливания и зимнем дизтопливе, то он будет запускаться в любой мороз с такой же легкостью.
Дизельный двигатель с турбиной расходует больше топлива. Как это ни парадоксально, но турбина в дизельном двигателе, в отличие от бензинового, снижает расход топлива. Это объясняется резко возрастающим крутящим моментом, который позволяет управлять машиной более спокойно.
Дизельный двигатель необходимо долго прогревать. Если прогревать дизельный двигатель регулярно, то на клапанах остаются остатки нагара и смол, которые при накоплении могут привести к неплотному прилеганию клапана к седлу и даже его стопорению. Но, тем не менее, турбодизели нуждаются в недолгом прогреве на холостом ходу для избежания поломок турбины.
Дизельный двигатель намного сложнее в обслуживании и ремонте. Дизельный двигатель по своей конструкции намного проще бензинового, так как в нем воспламенение происходит не от искры, производимой свечой зажигания, а от сжатия смеси в цилиндре. А так как простые конструкции всегда надежнее, то поломки этого типа двигателя происходят намного реже. В обслуживании и ремонте дизельные двигатели также намного проще по понятной причине.
Дизельный двигатель чрезвычайно шумный. Дизельный двигатель, оснащенный хорошим глушителем и современной системой впуска работает немного громче бензинового, но в большинстве случаев звук работы современных бензиновых и дизельных двигателей практически невозможно различить.
Любой дизель требует хорошего топлива. Во-первых, многие дизельные двигатели, особенно атмосферные, абсолютно не требовательны к топливу. А во-вторых даже на самый прихотливый дизель можно поставить фильтр-водоотделитель и фильтр твердых частиц, которые позволят заправлять автомобиль топливом любого качества.
Бензиновые двигатели все же надежнее – они лучше проверены. Это не так. Дизельные двигатели в среднем имеют ресурс на 40-50% больший, чем у бензинового двигателя.
В дизеле бесполезно применять сложную электронику. Дизельный двигатель допускает применение в нем любых сложных систем. Так, в современном дизельном двигателе применяются такие системы, как электронноуправляемые форсунки, общая аккумуляторно-возвратная топливная рампа Common Rail и другие.
Форсировать дизельный двигатель невозможно. Да, дизели хуже поддаются тюнингу, чем бензиновые двигатели, но поднять мощность в 1,5 раза без особого прироста расхода топлива все же возможно.
Автоматическая коробка передач и дизель несовместимы. Дизельный двигатель стыкуется с автоматической коробкой передач даже лучше бензинового за счет более высокого крутящего момента, который лучше приводит в действие гидротрансформатор.
Выхлоп дизельного двигателя сильнее загрязняет окружающую среду. При применении каталитических нейтрализаторов, рециркуляции выхлопных газов и сажевого фильтра выхлоп дизельного двигателя может соответствовать самым жестким экологическим нормам.
Дизельная машина дешевле бензиновой. При равном уровне оснащения машина с дизельным двигателем будет стоить дороже бензиновой за счет применения более дорогих электронных и очистных систем, но ее эксплуатация обойдется дешевле.
Вибронагруженность дизеля слишком высока. При четном количестве цилиндров в одном ряду вибронагруженность дизельного двигателя вполне приемлема, но если наоборот – то это утверждение становится правдивым.
В дизельный двигатель заливается такое же масло, как и в бензиновый. Для дизелей лучше использовать специальное масло, причем стоит внимательно изучить, для каких именно типов дизелей оно предназначено.
www.molomo.ru
Турбокомпрессоры применялись для повышения мощности двигателей внутреннего сгорания еще на этапе развития этого вида технологий. Запатентованный американцем Альфредом Бюхи в 1911 году турбокомпрессор на заре своего развития сыграл значительную роль в военной авиации – турбированные бензиновые двигатели ставились на истребители и бомбардировщики для повышения их высотности. Свое применение в автомобильном дизелестироении технология нашла относительно недавно. Первым серийным автомобилем с турбированным дизелем был появившийся в 1978 г. Mercedes-Benz 300 SD, а в 1981 г. за ним последовал VW Turbodiesel.
Принцип работы турбированного дизельного двигателя основан на использовании энергии выхлопных газов. Покинув цилиндр, отработавшие газы попадают на крыльчатку турбины, вращая ее и закрепленную с ней на одном валу турбину компрессора, встроенного в систему подачи воздуха в цилиндры.
Таким образом, в отличие от атмосферных дизелей, в турбокомпрессорных агрегатах воздух в цилиндры подается принудительно под более высоким давлением. В итоге объем воздуха, попадающего в цилиндр за один цикл, возрастает. В сочетании с увеличением объема сгорающего топлива (пропорции топливно-воздушной смеси остаются неизменными) это дает прирост мощности до 25%.
Для еще большего повышения объема поступающего в цилиндры воздуха дополнительно применяют интеркулер – специальное устройство, охлаждающее атмосферный воздух перед нагнетанием в двигатель. Из школьного курса физики известно, что холодный воздух занимает меньше места, чем теплый. Таким образом, при охлаждении можно «затолкать» в цилиндр больше воздуха за цикл.
В результате у турбодизеля меньше удельный эффективный расход топлива (в граммах на киловатт-час) и выше объемная мощность (количество лошадиных сил на литр объема двигателя). Все это обеспечивает возможность существенно подрастить суммарную мощность мотора без значительного увеличения его габаритов и числа оборотов.
Обратная сторона повышения мощности мотора при сохранении общих характеристик, то есть форсирования, – более интенсивный износ узлов, как следствие, снижение ресурса силовой установки. Кроме того, турбины требуют применения специальных сортов моторных масел и строгого соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. Еще более требователен к вниманию владельца воздушный фильтр. Также в работе двигателей с турбинами низкого давления может присутствовать эффект «турбоямы», выражающийся в заметном «проседании» на низких и средних оборотах двигателя.
Турбированные моторы менее экономичны, чем атмосферные дизели, потребляя на 20 – 50% больше топлива при том же объеме. Еще один явный недостаток системы турбонаддува – она очень чувствительна к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести к выходу из строя всего двигателя, а турбированные дизели еще менее ремонтопригодны, чем их атмосферные братья.
Да и вообще, наличие технически сложного турбокомпрессора, нуждающегося в дополнительных устройствах стабилизации давления, аварийного его сброса и так далее делает силовую установку автомобиля более замысловатой, увеличивая число деталей, а значит, снижая общую надежность. К тому же, ресурс самого турбокомпрессора значительно меньше, чем аналогичный показатель двигателя в целом.
Значительную популярность сегодня приобрела система повышения эффективности и гибкости режимов дизеля под названием «Common-Rail». Если в традиционном дизельном двигателе каждая секция насоса высокого давления подает топливо в отдельный топливопровод, замкнутый на одну форсунку. Даже несмотря на изрядную толщину стенок топливопроводов при подаче в них жидкости под давлением в 1500-2000 атмосфер они незначительно, но «раздуваются». В результате попадающая в цилиндр порция топлива отличается от расчетной. «Довесок», сгорая, увеличивает расход горючего, повышает дымность и снижает полноту сгорания топливно-воздушной смеси.
Удачное инженерное решение этой проблемы разработали одновременно сразу несколько автопроизводителей. В новой системе топливный насос высокого давления подает горючее в общий трубопровод — топливную рампу, которая, помимо прочего, играет роль ресивера, то есть стабилизатора давления в контуре. В рампе все время присутствует постоянный объем топлива, находящегося не под пульсирующим давлением, а под постоянным.
К тому же, развитие интеллектуальных технологий позволило оснастить форсунки электронными системами открытия (в традиционных дизелях регулировка циклов впрыска происходит гидромеханическим способом при повышении давления в трубопроводе). Электронный блок, управляющий работой форсунок, учитывает информацию о положении педали акселератора, давлении в рампе, температурном режиме двигателя, его нагрузке и т.д. На основе этих данных рассчитывается размер порции топлива и момент его подачи.
Еще одно новшество, появившееся благодаря развитию автомобильной электроники – двухэтапная подача топлива в камеру сгорания. Сначала впрыскивается «разгонная» (около миллиграмма) порция. При сгорании она дополнительно к эффекту сжатия повышает температуру в камере, и основная доза, впрыскиваемая следом, сгорает более плавно, также плавно наращивая давление в цилиндре. В результате двигатель работает мягче и менее шумно, а расход топлива сокращается примерно на 20% при одновременном возрастании крутящего момента на малых оборотах на 25%. Что немаловажно - уменьшается содержание в выхлопе сажи.
Среди новых разработок, призванных улучшить экологические характеристики дизелей одновременно с оптимизацией их экономичности, наиболее перспективной считается система BlueTec, разработанная специалистами концерна Daimler AG. Основная ее составляющая – инновационная методика каталитической нейтрализации выхлопных газов.
Каталитические нейтрализаторы современных автомобилей работают за счет керамических или металлических «сот», покрытых слоем химически активных веществ — катализаторов. Катализаторы окисляют или восстанавливают токсичные соединения CO, CH и NOx до углекислого газа, простого азота и воды.
Однако особенности дизельного топлива, а также процессов образования и сгорания топливно-воздушной смеси в дизеле таковы, что выхлоп содержит не только вредные химические компоненты, но большое количество сажи. Причем если начать уменьшать долю сажи возрастает содержание NOx, и наоборот. Таким образом, для комплексной очистки дизельного выхлопа нужна многокомпонентная химико-механическая система, усложняющая конструкцию автомобиля и, как следствие, снижающая рентабельность производства.
Технология BlueTec построена на сочетании традиционных и новых решений. Сначала отработавшие газы проходят имеющийся на большинстве дизельных автомашин противосажевый фильтр и катализатор, «истребляющий» соединения углерода. Далее в выпускной тракт впрыскивается активный реагент AdВlue на основе мочевины (раствора аммиака в воде). Получившаяся смесь попадает в специальный нейтрализатор избирательного действия (SCR), в котором аммиак из AdBlue под влиянием катализа при температуре 250–300°С вступает в химическую реакцию с окислами азота, «разбирая» их на азот и воду. Здесь же «дожигаются» остальные вредные компоненты.
При очевидных плюсах BlueTec имеет не менее очевидные минусы. Хранение запаса компонента AdВlue требует отдельной емкости. Сама система осложняется за счет присутствия дополнительных узлов и магистралей. К тому же, система еще более прихотлива к качеству топлива и может работать только на солярке с минимальным содержанием серы.
Еще одна весьма актуальная для России проблема - раствор AdВlue замерзает при минус 11,5 градусов. Поэтому инженеры BlueTec сейчас активно работают над совершенствованием систем без использования мочевины. Сегодня проходят опробование и доработку комплексы из противосажевого фильтра, платинового каталитического нейтрализатора и двух SCR-катализаторов, «заряженных» исключительно на борьбу с оксидами азота. В настоящее время система позволяет обеспечить содержание NOx в выхлопе дизелей примерно на уровне Евро-5.
blamper.ru
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 %).[2] 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)[3], основная экономичность обусловлена более высоким КПД дизельного двигателя. В среднем современный дизель расходует топлива до 30 % меньше[4]. 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.
Знаю, что читать много))) Но оно того стоит...
А что вы скажете про дизельный двигатель?)
smotra.ru
Главное и основное преимущество дизельного двигателя - экономичность. Чтобы понять, почему дизельный мотор расходует меньше топлива, достаточно знать, что его КПД выше бензинового. Причина - в особенностях конструкции и принципе работе мотора.
Бензиновый двигатель, несмотря на все новейшие разработки, улучшающие его характеристики (например, система прямого впрыска), по-прежнему уступает дизельному: в полезную работу преобразовывается около 30% энергии сгоревшего топлива. У дизеля этот показатель, в среднем, 40%, а с турбонаддувом и промежуточным охлаждением - свыше 50%.
Первый работоспособный двигатель, в котором топливо воспламеняется от сжатия, разработал в конце XIX века немецкий инженер Рудольф Дизель
Именно поэтому экономичные в пересчете на «стоимость километра» и более «эластичные» при смене режимов работы моторы уже завоевали Европу, где стоимость литра топлива значительно выше, чем в России. Единственным препяствием остается конструктивная невозможность без конца снижать веса и уменьшать размеры мотора - при производстве дизелей точность подгонки деталей должна быть на порядок выше, а это недостижимо при слишком миниатюрных деталях. Поэтому до настоящего времени относительно массивные и тяжелые дизельные двигатели все еще ставят в основном на внедорожники и крупные легковые автомобили.
Первый работоспособный двигатель, в котором топливо воспламеняется от сжатия, разработал в конце XIX века немецкий инженер Рудольф Дизель. В качестве топлива для опытных образцов Дизеля использовался керосин, в дальнейшем, в ходе развития дизелестроения применялись различные виды горючих жидкостей от рапсового масла до сырой нефти. В результате пришли к более простым в производстве, то есть более дешевым, чем бензин, мазуту и солярке. Их низкая себестоимость объясняется тем, что эти классы топлива можно вырабатывать без применения сложных процессов, за счет прямой перегонки нефти.
Основное применение дизели, которые поначалу были очень большими, получили на кораблях и в стационарных механизмах. Несовершенные системы впрыска топлива не позволяли использовать их в автомобилях, требующих высокооборотистых силовых агрегатов.
Лишь в 20-е годы XX века появились первые образцы грузового и общественного транспорта с дизельными двигателями. Еще через 15 лет моторы этого типа начали применять в легковом автомобилестроении, но все равно долгое время дизель – мощный, не страдающий от детонации при любом объеме цилиндров, но тяжелый и шумный, был основным двигателем «тяжеловозов» - грузовой и сельскохозяйственной техники, железнодорожного транспорта, судов.
Основное отличие дизеля от бензинового двигателя – в принципе воспламенения смеси
Только в 70-е годы рост цен на нефть в сочетании с развитием технологий стимулировал разработку небольших дизелей, вскоре составивших конкуренцию бензиновым моторам.
По конструкции дизельный двигатель мало отличается от бензинового. Та же система цилиндр-поршень-шатун-коленвал, трансформирующая расширение сгорающей топливно-воздушной смеси в крутящий момент.
Основное отличие дизеля – в принципе воспламенения смеси. Если в бензиновых моторах топливо смешивается с воздухом до попадания в цилиндры и поджигается принудительно электрической искрой, то в дизелях топливо и воздух поступают в цилиндры раздельно. Фазу сжатия проходит только воздух, при уплотнении нагревающийся до 700-900 градусов. В точке максимального сжатия в цилиндр под большим давлением через специальные форсунки впрыскивается топливо. Из-за высокой температуры происходит его самовозгорание, после чего следуют циклы, идентичные для всех двигателей внутреннего сгорания – расширения и выпуска отработавших газов.
К главным достоинствам дизеля, помимо уже упомянутого высокого крутящего момента и экономичности, можно отнести и простоту конструкции. Дизелю не нужна система зажигания и дроссель. Как следствие – устройство двигателя проще, а значит, он более неприхотлив в эксплуатации, чем бензиновый.
С другой стороны, по причине высокой нагрузки стенки цилиндров должны быть толще, а находящиеся под нагрузкой детали - массивнее. Отсюда соответствующие вес и габариты. В конце восьмидесятых эту проблему начали решать за счет применения алюминия, но дизели с алюминиевыми головками были не слишком надежными - при перегреве алюминиевые детали неминуемо "вело". Двигатели с алюминиевой головкой блока требовали еще большей точности при сборке и затяжке болтов, крепящих головку к блоку.
Проблемой дизелей до недавнего времени был и уровень шума при работе. Дело здесь в том, что взрывной характер воспламенения смеси, который в бензиновых двигателях называется детонацией, - нормальная история для дизеля. Впрочем, в последние годы большинство автопроизводителей успешно с этим недостатком справляются, повышая уровень шумоизоляции салона автомобиля.
Дизели очень требовательны к чистоте топлива, которое не только сгорает в камере двигателя, но и смазывает насос
Есть и еще одно конструктивное "слабое место" дизельного агрегата. Для подачи топлива в камеру сгорания используется топливный насос высокого давления. Это сложный механизм, поэтому дизели очень требовательны к чистоте топлива, которое не только сгорает в камере двигателя, но и смазывает насос. Абразивные частицы и вода могут быстро вывести из строя точный механизм насоса.
Повышенные требования предъявляет дизель и к моторному маслу, смазывающему точно подогнанные детали кривошипно-шатунного механизма. Масло должно быть чистым, а при сгорании дизельного топлива выделяется много сажи, и ее частицы, проникая в масло, быстро делают его негодным. Мельчайшие посторонние частицы работают как абразив, резко увеличивая износ, поэтому масло в дизельных двигателях следует менять чуть ли не вдвое чаще.
Одним из факторов, тормозящих рост популярности дизельных автомобилей, остается одно из свойств дизельного топлива. Дело в том, что при снижении температуры до нуля градусов оно заметно густеет. Поэтому на заправках в холодный сезон топливо меняют на зимнее, которое отличается от летнего только тем, что в него добавлены присадки, препятствующие загустению. И тем не менее, дизельные автомобили нередко беспокоят свих владельцев проблемами «холодного» запуска – инертность отягощенного парафинами топлива прямо пропорциональна понижению температуры воздуха. В особо холодных регионах этот недостаток решается сегодня путем установки предпускового подогрева как самого двигателя, так и различных частей топливной системы, в зависимости от конфигурации. Установка подогрева, заводского или от стороннего производителя, естественно, делает автомобиль дороже.
Справедливости ради, стоит сказать, что вязкость и нелетучесть дизельного топлива - одновременно и положительная черта дизеля. За счет этих качеств двигатели этого семейства менее пожароопасны.
В теории, более толстостенный и сконструированный в расчете на интенсивные нагрузки дизель долговечнее бензинового мотора. Он обладает специфическими особенностями - максимальный крутящий момент достигается при относительно низких оборотах. Для дизеля характерна стабильная, но плавная динамика, поэтому автомобили с двигателем этого типа скорее для спокойных водителей (если, конечно, дизель небольшого объема). Зато манипулировать педалями и ручкой КПП приходится реже (стартовать можно и со второй передачи), однако, раз «рванув» со светофора, можно сразу «списывать» изрядный запас моторесурса.
blamper.ru
