Двухтактный дизельный двигатель: принцип работы и особенности | 🚘Авто Новости Онлайн

Содержание

• Строение
• Как работает?
• Мифы о двухтактных дизельных моторах
• Преимущества
• Недостатки
• Итоги

Двухтактный дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания. Топливо-воздушная смесь сгорает за 2 движения поршня. Цикл завершается всего за 1 оборот коленвала. Такие показатели кажутся впечатляющими, однако существует несколько особенностей работы агрегата, о которых стоит узнать подробнее.

Главным достоинством такого мотора можно считать меньший расход топлива в сравнении с бензиновыми агрегатами. Это происходит за счет одной из особенностей дизельного топлива. Оно плотнее бензина, поэтому при сгорании дает на 15% энергии больше. Это обеспечивается более длинной цепочкой углеродов. Кроме того, технические характеристики таких двигателей стоят наравне с показателями аналогичных двигателей.

Строение

В состав двухтактного дизеля входит картер, совмещенный с коленчатым валом поршень, форсунки, впускные и выпускные окна цилиндра, топливный и водяной насосы. Последний снабжается плунжерным переключателем и датчиком температуры, а также емкостями, которые наполняются водой. Агрегат обеспечивает повышение КПД и за счет улучшенного сгорания топливо-воздушной смеси. Токсичность отходов при этом снижается.

В двухтактном моторе расположена газовая турбина и нагнетатель. Последний отвечает за повышение давления в цилиндрах — это обеспечивает экономию топлива и повышение мощности. Газовая турбина запускает преобразователь энергии тепла в энергию движения.

Продувочный воздух поступает в двухтактный дизельный двигатель несколькими способами — с помощью:

• насосов;
• продувочных камер;
• компрессоров.

Продувка может осуществляться по одной из схем — контурной или клапанно-щелевой.

Стоит отметить, что использование контурной схемы снижает как экономические, так и технические показатели агрегата. Это объясняется тем, что в цилиндрах имеются не продуваемые области.

Цилиндры монтированы вдоль. Каждый из них оснащается выпускными и вентиляционными отверстиями. Газ поступает к турбине через коллектор. Когда поршни двигаются, рабочая камера периодически открывается и закрывается. Коленчатые валы взаимодействуют друг с другом. Это обеспечивается механизмом основной передачи.Топливо при этом сгорает при достаточно высокой температуре.

Для смазки трущихся деталей и подшипников применяется смесь масла и топлива. Она подается в цилиндр и кривошипную камеру. Смазки эти узлы не имеют, поскольку она смылась бы топливом. Именно поэтому к горючему его доливают в определенном соотношении.

При этом для двухтактного дизельного двигателя используется определенное масло. Оно выдерживает продолжительное воздействие высоких температур, способно практически не оставлять после сгорания зольных отложений.

Как работает?

Принцип работы двухтактного дизеля основан на выполнении 2 тактов: сжатие и рабочий ход. Конструкция агрегата позволяет выполнять весь цикл вдвое быстрее, чем в четырехтактных моторах.

Для двухтактных дизельных двигателей принцип работы следующий:

Внизу цилиндра имеются продувочные окна. Они необходимы для процесса продувки. Когда поршень снизу, они открыты. Во время подъема поршня они закрываются. Значительное увеличение показателя мощности двухтактных моторов происходит за счет повышения числа рабочих ходов. Двухтактный дизельный двигатель, принцип работы которого достаточно прост, обладает массой преимуществ.

Мифы о двухтактных дизельных моторах

Существует несколько распространенных мифов касательно двухтактных двигателей:

Срок службы дизеля превышает бензиновые агрегаты. Он может достигать 400-600 тыс. км.

Каждый двухтактный дизельный двигатель имеет одну отличительную особенность — через окна цилиндров впускается воздух и устраняются отработавшие газы. Когда они выходят через клапан в цилиндре, а воздух поступает через окна, система такой очистки называется клапанно-щелевой.

Подобные системы очистки имеют одну особенность — в цилиндре остается только часть воздуха. Поднимаясь вверх, он частично выходит за пределы мотора. Такую очистку еще называют прямоточной. Она обеспечивает максимальную эффективность очистки двигателя от продуктов сгорания.

Помимо прямоточной продувки существует и петлевая, однако она отличается меньшим качеством очистки. Именно поэтому для современных автомобилей она используется нечасто. Рабочие ходы такого агрегата выполняются в два раза чаще, однако на мощности это сказывается незначительно (она увеличивается в 1,5-1,7 раза). Это объясняется наличием продувки, а также тем, что внутри цилиндра происходит более короткий ход.

Преимущества

Двухтактные дизельные двигатели стали производиться относительно недавно. Такие моторы на сегодняшний день имеют множество модификаций. К примеру, зажигание бывает 2 типов: контактным и бесконтактным.Также отличаются и схемы таких моторов. Применяется двухтактная система на танках, в самолетах, в тяжелой промышленной технике.

Другие достоинства:

Такие преимущества выгодно выделяют двухтактные дизельные двигатели на фоне бензиновых собратьев. Имеются у таких моторов и серьезные недостатки.

Недостатки

Небольшое распространение агрегатов объясняется рядом причин. К примеру, детали на такие моторы найти получится с трудом. Именно поэтому выполнить ремонт двухтактного дизельного двигателя становится проблематично. Кроме того, специалистов по обслуживанию таких агрегатов достаточно мало.

Другие недостатки:

• высокая цена дизельных двигателей и малый выбор моделей;
• увеличенный расход масла;
• необходимость установки воздушных фильтров.

Явным недостатком дизелей является использование мощного стартера. На морозе дизельное топливо мутнеет и застывает. Ремонт топливной аппаратуры затрудняется тем, что насосы высокого давления изготавливаются с высокой точностью.

Существенным минусом двухтактных дизелей является невозможность их применения в высокотемпературных режимах. Масло при таких условиях закоксовывается, возникает залегание поршневых колец. Кроме того, из-за недостаточной продувки топливо сгорает не полностью, что сказывается на значении КПД и уровне токсичности.

Итоги

Дизельные двигатели, имеющие два такта, изобретались с одной целью — снизить токсичность отработавших газов, а также увеличить экономичность двигателя, повысить КПД.

Стоит упомянуть о зажигании. Чтобы топливо воспламенилось, необходимо время, поэтому разряд на свече возникает заранее, перед тем, как поршень достигнет ВМТ. Чем быстрее происходит движение поршня, тем раньше должна зажигаться свеча. Существуют специальные устройства, позволяющие менять угол зажигания в зависимости от частоты вращения коленвала.

Источник

Двухтактный дизельный двигатель — ремонт, принцип работы + Видео » АвтоНоватор

Двухтактный дизельный двигатель является разновидностью ДВС. В каждом из его цилиндров рабочий процесс осуществляется за два движения поршня, то есть – всего за один оборот коленвала.

Двухтактный дизельный двигатель – принцип работы и устройство

Интересующий нас двигатель автомобиля включает в свой состав специальный нагнетатель и газовую турбину – два механизма лопаточного типа.

Нагнетатель повышает в цилиндрах давление, что дает возможность снизить расход горючего и повысить мощность. А турбина, запускающая преобразователь, необходима для получения механической энергии из тепловой.

Цилиндры в двухтактном двигателе размещаются горизонтально. Они располагают специальными продувочными и выпускными окнами. Первые нужны для осуществления забора массы воздуха. А вот выпускные окна удаляют из механизма продукты сгорания топлива.

В турбину газы проходят через коллектор. При наибольшем сближении поршней формируется камера сгорания. Коленвалы двигателя связаны друг с другом посредством шестерен основной передачи. Вращаются они по часовой стрелке.

Продувочный воздух в рассматриваемые нами ДВС поступает разными способами. Могут использоваться:

• специальные насосы;
• кривошипные продувочные камеры;
• поршневые компрессоры.

При этом и схема продувки может быть разной:

• клапанно-щелевой;
• контурной.

Заметим, что при контурной схеме продувки экономические и технические показатели двухтактного двигателя ухудшаются. Это связано с наличием непродуваемых областей в цилиндрах.

Достоинства и особенности двухтактных двигателей

Рабочий цикл таких моторов выполняется, как было сказано, за один оборот коленвала. За счет этого при идентичных оборотах двигателя и одинаковом рабочем объеме двухтактные агрегаты дают возможность снимать с них большую мощность (до 1,7 раз). Именно эта особенность признается самой важной.

К другим достоинствам двухтактных моторов относят:

• Небольшие размеры (геометрические) агрегата. Требуется совсем мало места для того, чтобы установить двигатель под капот транспортного средства.
• Малая масса. Стандартный турбодизель имеет вес вполовину больший, чем двухтактная установка.
• Экономия горючего до 50 процентов от расхода при использовании обычного дизельного агрегата.
• Простота конструкции. Обслуживание двигателей за счет этого факта упрощается.

Недостатки двухтактных двигателей

Широкого распространения рассматриваемые агрегаты не получили, что обусловлено рядом существенных причин. Главная из них – отсутствие в свободной продаже деталей и запчастей к двухтактным установкам. Найти нужные комплектующие для такого мотора очень сложно, следовательно, ремонт двухтактных двигателей становится проблематичным. Да и специалистов, которые занимаются обслуживанием данных установок сейчас совсем мало.

Другие недостатки агрегатов:

• малый выбор двухтактных дизельных двигателей и их высокая стоимость;
• повышенный (при активной эксплуатации транспортного средства) расход масла:
• необходимость монтажа воздушных фильтров высокой конструкционной сложности из-за большого расхода воздуха;
• большая вероятность смешивания отработанных газов (выхлопов) со свежим зарядом;
• потребность в поиске компромиссного решения, уравновешивающего потери заряда и при этом обеспечивающего достаточное качество процесса продувки.

• Автор: Михаил
• Распечатать

Оцените статью:

(1 голос, среднее: 1 из 5)

Поделитесь с друзьями!

Adblock
detector

Двухтактный дизельный двигатель

Принцип работы и схема Двухтактный дизельный двигатель

широко применяется в судовых двигателях и двигателях локомотивов, а для небольших транспортных средств, таких как грузовики и пикапы, используется четырехтактный дизель.

Просто для ознакомления, возможно, вы не знаете, что такое двухтактный дизельный двигатель и как он работает.

Поэтому сегодня Autoexpose объяснит принцип работы двухтактных дизельных двигателей и технологические схемы.

Что такое двухтактный дизельный двигатель?

Как и в случае с бензиновыми двигателями, двухтактный дизельный двигатель представляет собой машину, в которой сгорание происходит при каждом обороте коленчатого вала. То есть в одном цикле есть только два шага поршня, а именно шаг поршня вверх и шаг поршня вниз.

Из этих двух шагов было взято название 2-тактный дизель.

Какие преимущества?

Двухтактный дизельный двигатель имеет преимущества только в более мощном секторе, чем четырехтактный двигатель. Это связано с тем, что в 4-тактном дизельном двигателе сгорание происходит через каждые два оборота коленчатого вала.

В то время как у двухтактного дизеля происходит сгорание при каждом обороте коленчатого вала, это означает, что у двухтактного дизеля мощность вдвое больше, чем у четырехтактного.

Помимо прибыли, у этого типа оказывается много недостатков;

• Вредные выбросы
• Расточительное использование топлива
• Менее эффективный

По этой причине данный тип не применяется в грузовых автомобилях.

Тогда каков принцип работы?

Принцип работы двухтактного дизельного двигателя

Прежде чем идти дальше, вы должны понять некоторые из основных компонентов;

• Поршень, используемый в качестве регулятора объема камеры сгорания
• Блок цилиндров, используемый в качестве направляющей для перемещения поршня
• Вентилятор, работает как турбонагнетатель для подачи воздуха в камеру сгорания
• Впускной шланг, канал на стенке цилиндра как место поступления воздуха в камеру сгорания
• Выпускной клапан, клапан для удаления остаточных газов сгорания
• Шатун и коленчатый вал, используемые для изменения направления движения поршня во вращательное движение
• Форсунка, компонент для распыления дизельного топлива в камеру сгорания

Принцип работы состоит всего из двух шагов.

Однако технически этот двухтактный двигатель также имеет 4 процесса, где каждый шаг занимает 2 процесса

1. Ход вверх

Ход вверх — это шаг, при котором поршень перемещается вверх от НМТ (нижней мертвой точки) до ВМТ (верхней мертвой точки). В этом такте есть два этапа: этап впуска и этап сжатия.

Этап впуска — это процесс поступления воздуха в цилиндр двигателя, а этап сжатия — это процесс сжатия воздуха в более плотную форму, в результате чего давление и температура воздуха увеличиваются.

В 4-тактном двигателе эти два процесса расположены на разных этапах. Но в 2-х тактной системе эти два шага происходят за один шаг попеременно.

Запускается, когда поршень находится в НМТ, в этом состоянии воздух будет поступать через воздушный шланг вокруг стенки цилиндра. Этот воздух можно нагнетать, потому что во впускном канале есть нагнетатель или турбокомпрессор, который нагнетает воздух к двигателю.

Затем поршень двинется вверх, это движение закроет отверстие для воздуха стенкой поршня. В результате, когда новый поршень переместится на ¼ вверх, начнется подача сжатого воздуха.

Когда поршень достигает ВМТ, воздух успешно сжат, поэтому давление и температура повышаются, и он готов к сгоранию.

2. Ход вниз

Ход вниз — это шаг, при котором поршень перемещается вниз от ВМТ до НМТ. В этом такте есть 2 шага, шаг сгорания и шаг выпуска.

Этап сгорания — это процесс сжигания сжатого воздуха и топлива, а этап выпуска — это процесс удаления остаточных газов сгорания из двигателя в выхлоп.

Этап сгорания произойдет, когда поршень достигнет ВМТ в конце этапа сжатия, в это время форсунка распылит часть дизельного топлива в воздух высокого давления. В результате дизельное топливо сгорит само по себе.

Почему дизельное топливо может гореть?

Это связано с тем, что температура сжатого воздуха превышает температуру вспышки дизельного топлива. Таким образом, дизельное топливо мгновенно сгорает при попадании в высокотемпературный воздух.

В результате сгорания возникает сила расширения, толкающая поршень вниз к НМТ. Прежде чем поршень достигнет НМТ, выпускной клапан откроется. В этом положении воздуховыпускное отверстие также открывается, потому что поршень находится внизу. Так что воздух, выдыхаемый нагнетателем, толкает остаточный газ сгорания, чтобы пройти через выпускной клапан.

Тогда выпускной клапан будет закрыт, когда поршень поднимется. Когда выпускной клапан закрыт, двигатель работает в одном цикле. Этот цикл будет продолжаться до тех пор, пока не прекратится подача дизельного топлива.

Наконец, не следует забывать о движении поршня. Из объяснения выше, основная энергия поршня — это силовое расширение. Но поршень движется только вертикально.

Для изменения направления движения поршня с вертикального на вращательное в нем используется кривошипно-шатунный механизм и шатун. В этом случае механизм такой же, как у велосипеда, который превращает восходящее движение вниз по стопе в круговое движение.

Двухтактные и четырехтактные дизельные двигатели

ЦЕЛЬ: Изучение двухтактных и четырехтактных дизельных двигателей.

ОБОРУДОВАНИЕ: Модель двухтактного и четырехтактного дизельного двигателя.

ТЕОРИЯ: Двигатель, преобразующий тепловую энергию в механическую, называется тепловым двигателем.

Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя.

Четыре такта:

1. Такт всасывания

2. Такт сжатия

3. Такт расширения

4. Такт выпуска

1. Такт всасывания: Этот такт начинается, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Входное значение открыто, а выпускное значение закрыто. Движение поршня вниз создает в цилиндре вакуум, за счет которого в цилиндр всасывается воздух. Движение поршня обеспечивается либо стартером, либо импульсом маховика.

 

2. Такт сжатия: Этот такт начинается, когда поршень находится в НМТ. позиция. И впускное, и выпускное значения закрыты.

Воздух, всасываемый во время такта всасывания, сжимается при движении поршня вверх. За несколько градусов до завершения такта сжатия в сжатый воздух впрыскивается очень мелкая струя дизельного топлива. Топливо воспламеняется самопроизвольно.

Рисунок цикла двигателя CI

3. Такт расширения: Впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми. Тепловая энергия, выделяемая при сгорании топлива, приводит к повышению давления газов. Это сильное повышение давления толкает поршень вниз, производя тем самым некоторую полезную работу. Этот ход называется рабочим ходом.

4. Такт выпуска: Этот такт начинается с поршня в НМТ. позиция. Впускное значение остается закрытым, тогда как выпускное значение открыто. Движение поршня вверх выталкивает сгоревшие газы из цилиндра через выпускной клапан. В конце такта выпуска выпускной клапан также закрыт.

Четырехтактные двигатели завершают один цикл, который может повторяться снова для выработки мощности.

ПРИНЦИП РАБОТЫ 2-ТАКТНОГО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

1. 1 ^st Ход – Когда поршень начинает подниматься из Н.М.Т. положение, он закрывает передаточное и выпускное отверстия. Воздух, уже находящийся в цилиндре, сжимается. Одновременно с движением поршня вверх в картере создается разрежение. Как только впускное отверстие открывается, свежий воздух всасывается в картер. Зарядка продолжается до тех пор, пока картер и пространство в цилиндре под поршнем не заполнятся воздухом.

2. 2 ^nd Такт – Незадолго до завершения такта сжатия в сжатый воздух (находящийся при очень высокой температуре) впрыскивается очень мелкая струя дизельного топлива. Топливо воспламеняется самопроизвольно.

Рисунок двухтактного двигателя CI

Давление на головку поршня оказывается за счет сгорания воздуха, и поршень толкается вниз, создавая некоторую полезную мощность.