Дизельный двигатель – принцип работы, плюсы и минусы

Содержание

• 1 Конструкция
• 2 Пути развития
• 3 Важность комплектации турбинами
• 4 Преимущества и недостатки
• 5 Стоит ли покупать
• 6 Мифы и заблуждения
• 7 Симптомы и причины неисправностей
• 8 Правильная эксплуатация

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

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

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

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

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

Конструкция

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

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

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

Двухтактный дизельный двигатель имеет более узкую сферу применения.

Использование одноцилиндрового и многоцилиндрового дизелей такого типа имеет ряд конструктивных недостатков:

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

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

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

Такой тип получения энергии налагает определённые условия на устройство дизельного двигателя.

Он не нуждается в бензонасосе, свечах, катушке зажигания, высоковольтных проводах и прочих узлах, жизненно необходимых для нормальной работы бензинового ДВС.

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

Пути развития

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

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

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

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

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

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

За все это приходится платить меньшим ресурсом и более высокой стоимостью ремонта.

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

Важность комплектации турбинами

Большинство современных дизелей комплектуются турбинами.

Турбонаддув – это эффективный способ повысить мощностные характеристики автомобиля.

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

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

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

Преимущества и недостатки

Существует ряд факторов, которые выгодно отличают дизельные двигатели:

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

Недостатки:

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

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

Стоит ли покупать

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

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

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

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

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

Мифы и заблуждения

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

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

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

Симптомы и причины неисправностей

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

Правильная эксплуатация

Неправильная эксплуатация может погубить даже самый надежный мотор.

Продлить ресурс дизельного двигателя, и получать удовольствие от владения автомобилем вам поможет выполнение несложных правил:

• дизельные двигатели с турбонаддувом очень требовательны к качеству масла и топлива. Заливайте только то масло, которое соответствует требованиям, установленным для вашего ДВС. Заправляйтесь только на проверенных АЗС;
• проводите ТО топливной аппаратуры и системы предпускового подогрева в соответствии с заявленными производителем нормами. В этом случае у вас не возникнет проблем с запуском дизельного двигателя в холодное время года. Эксплуатация агрегата с неправильно работающей форсункой впоследствии может привести к дорогостоящему ремонту ДВС;
• после активных поездок турбина нуждается в охлаждении. Не глушите мотор сразу же. Дайте ему поработать некоторое время на холостых оборотах;
• избегайте запуска «с толкача». Такой способ оживления мотора может причинить большой вред кривошипно-шатунному механизму вашего ДВС.

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

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

Принцип работы дизельного двигателя | Мой внедорожник

Стоимость бензина сегодня постоянно растет, несмотря на то, что стоимость нефти падает. Поэтому многие автомобилисты рассматривают варианты приобретения машин с дизельным мотором. Дизельный двигатель – это хорошая альтернатива бензиновому мотору, в особенности с учетом того, что дизельные технологии далеко ушли вперед за последнее десятилетие, а стоимость топлива ниже.

Сегодня 50% новых машин в европейских странах работают именно на дизеле. Вызвано это тем, что современный двигатель автомобиля, работающего на дизеле, стал более экологичным и тихим. В то же время черный дым, а также громкий звук «трактора» ушли в прошлое. А преимуществами такого двигателя стали значительная мощность, экономия и отличная динамика автомобиля. В чем же причина подобного успеха этого мотора?

Особенности дизеля

Принцип работы дизельного двигателя несколько отличается от бензинового, что кроется в схеме создания рабочей смеси, а также последующего воспламенения. В движке, работающем на бензине, смесь в большинстве случаев готовится во впускном тракте. Лишь в части моделей смесь создается прямо в цилиндрах. В то же время смесь воспламеняется в определенный момент от искры вследствие электрического пробоя. Дизельный мотор же создает воспламенение посредством создания значительной температуры воздушных масс в цилиндре.

Работа дизельного двигателя будет выглядеть так:

1. во время движения поршня в нижнее положение осуществляется приток чистых воздушных масс в цилиндры;
2. при движении поршня вверх происходит нагрев этого воздуха;
3. в высочайшей точке создается большая степень сжатия, вследствие чего температура может доходить до 800-900 градусов Цельсия;
4. при прохождении самой верхней точки осуществляется впрыск топлива в камеры под сильнейшим давлением. В итоге оно соприкасается с раскаленными воздушными массами и происходит воспламенение.
5. под действием горения происходит рост давления в цилиндре, передающего момент, что и создает шум такого двигателя.

Благодаря указанной схеме дизельному мотору вполне достаточно небогатой смеси топлива. Стоимость подобного топлива невероятно низка, что объясняет его неприхотливость, а также экономичность. К тому же коэффициент полезного действия, а также крутящий момент выше, чем у мотора на бензине. Но у дизеля есть и определенные минусы:

1. вибрация и определенная шумность;
2. определенные затруднения при холодном пуске;
3. относительно невысокая мощность, но это вряд ли можно отнести к современным моделям.

Устройство дизеля

Дизельный мотор имеет степень сжатия практически в два раза больше бензинового. Поэтому это требует усиления его элементов, так как они требую больших нагрузок. Устройство дизельного двигателя предполагает отсутствие стандартной системы зажигания, так как используется принцип самовоспламенения от сжатия. При этом есть модели, где также применяются свечи. Они используются, чтобы прогревать воздух, что особенно важно зимой, когда пуск затруднителен.

Поршень дизельного двигателя имеет форму, которая зависит во многом от типа камеры сгорания. При этом его днище выступает за блоки цилиндров в момент нахождения в верхней точке. Поэтому экологичность и технические параметры зависят в большей степени от системы впрыска, а также типа камеры сгорания.

Как работает камера сгорания, типы

Камеры сгорания бывают следующих типов:

1. разделенные;
2. неразделенные.

Топливо при раздельном типе направляется в камеру, которая находится в головке блока цилиндров. К тому же у такого варианта разные конструкции, зависящие от создания смеси: вихрекамерный либо предкамерный.

Предкамерный впрыск выполняется в предварительную камеру, которая с цилиндром соединяется с помощью небольших отверстий либо каналов. После воспламенения смесь с высокой скоростью перемещается по отверстиям, создавая значительный перепад давления и отправляясь в главную камеру, где и сгорает.

Вихрекамерный вариант демонстрирует начало горения смеси в камере, в целом она похожа на полую сферу. При такте сжатия туда направляются воздушные массы, которые вихревым потоком закручиваются там, вследствие чего топливо хорошо перемешивается с воздухом.

Преимущества разделенной камеры заключается в том, что топливо сгорает за пару этапов, что обеспечивает стабильное и мягкое функционирование мотора.

Минусы разделенной камеры: значительный расход топлива вследствие определенных потерь из-за значительной поверхности подобной камеры, в том числе возникающих потерь при перетекании воздушных масс.

В случае неразделенного варианта камера сгорания выполняется в днище поршня, непосредственный впрыск топлива осуществляется в цилиндр. Благодаря такому подходу обеспечивалась значительная экономия. Однако на легковых автомобилях эта схема применялась редко, так как были конструктивные проблемы, вибрационные и шумовые недостатки. Тем не менее, благодаря новым электронным системам управления по дозировке топлива, удалось провести оптимизацию сгорания рабочей смеси и устранению недостатков.

Топливоподающие системы

Указанные системы обеспечивают подачу необходимых объемов топлива в определенное время с необходимым давлением. Главнейшим элементом такой системы можно назвать ТНВД, то есть топливный насос высокого давления.

Насосы могут быть двух видов:

1. рядные многоплунжерные;
2. распределительного типа.

Следующим элементом можно назвать насос-форсунку, ее устанавливают на цилиндр с целью впрыска топлива. Необходимую дозировку вычисляет специальный электронный блок, который отправляет команды на запорные клапаны. Использование перечисленных устройств обеспечивает мягкую работу мотора, в том числе понижает токсичность выхлопа.

Турбонаддув

Использования турбонаддува дает возможность повысить мощность дизеля. Это достигается подачей дополнительной топливной смеси в цилиндры. Турбонаддув оптимизирует работу мотора там, где мало воздуха (в горах), сохраняя необходимую мощность.

Основные недостатки турбодизеля вызваны надежной работой турбокомпрессора, который демонстрирует меньший ресурс мотора вследствие существенных требований к моторным маслам.

История создания дизельного двигателя

Бензин VS Дизель турбо | Mitsubishi Turbocharger

Дизельные автомобили с турбонаддувом присутствуют на рынке уже более четырех десятилетий. С другой стороны, автомобили с бензиновым двигателем начали оснащаться турбонаддувом только около пятнадцати лет назад. Так почему же эта разница?

Такой же, но другой

Принцип действия двигателя и турбонагнетателя в основном одинаков. Все современные дизельные и бензиновые двигатели работают по принципу 4-х тактов ( говоря простым языком: сосать, сжимать, хлопать, дуть ). Турбокомпрессоры для обоих типов двигателей также во многом схожи. Сторона турбины используется для извлечения энергии из выхлопных газов, а сторона компрессора используется для подачи сжатого воздуха в двигатель. Однако главное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в процессе сгорания.

Сгорание дизельного топлива

Дизельное топливо менее огнеопасно, чем бензин. На самом деле, если бросить спичку в лужу солярки, она погаснет. Сделайте это с лужей бензина, и у вас будет пожар! Причина в том, что испарение бензина позволяет ему смешиваться с кислородом воздуха, образуя горючую смесь. Для создания горючей дизельной смеси требуется среда с высоким давлением и температурой, поэтому степень сжатия у дизеля выше, чем у бензинового двигателя.

В дизельном двигателе сгорание происходит самопроизвольно из-за высокого давления и температуры в камере сгорания. Из-за этой высокой степени сжатия и, следовательно, давления во время сгорания шатуны, коленчатый вал и поршни должны быть прочными (что фактически означает, что они тяжелее). Это причина того, что дизельный двигатель не работает на высоких оборотах двигателя, как бензиновый, потому что материалы просто не могут справиться с этими силами.

Сжигание бензина

Как уже упоминалось, степень сжатия в бензиновых двигателях ниже, так как для сгорания бензина не требуется среда с высоким давлением и температурой. Поскольку бензин фактически впрыскивается в такте сжатия, крайне нежелательно иметь компрессию, которая может воспламенить смесь, поскольку это может привести к отказу двигателя, если воспламенение от сжатия произойдет в неправильное время ( также называется детонацией ). Сгорание в бензиновом двигателе контролируется/запускается свечой зажигания, и для оптимальной работы требуется очень точная смесь воздуха и топлива.

Горячее и горячее

Во время сгорания температура в дизельном двигателе выше, чем в бензиновом двигателе. Это связано с более высокой точкой начала сжатия и «медленным» сгоранием. Из-за низких оборотов двигателя движение поршня медленное. Поэтому объем, в котором происходит горение, невелик. Это означает, что увеличение давления из-за сгорания приводит к быстрому повышению температуры. Большая степень сжатия дизельного двигателя также означает большую степень расширения. Именно из-за этого конечная температура турбонагнетателя оказывается ниже, чем у бензинового двигателя. Как правило, выхлопные газы дизельного двигателя имеют температуру около 800–850 °C, а бензиновые — около 9 °C.50-1050С°. Существенная разница, можно сказать.

Влияние на турбонаддув

Разница в нагреве между двумя типами двигателей также приводит к различиям в использовании материалов турбонагнетателя. Турбокомпрессор для бензиновых двигателей требует более совершенных материалов, чтобы выдерживать высокие термические нагрузки. Для этих турбокомпрессоров обычно используются специальные сплавы, в том числе дорогие материалы, такие как никель.

Во-вторых, теплопередача от горячей зоны турбины к корпусу подшипника защищена от этих высоких температур за счет применения полной водяной рубашки и оптимизированного внутреннего теплозащитного экрана. Это позволяет избежать любых повреждений корпуса подшипника и самой подшипниковой системы, а также поддерживать температуру ниже предела закоксовывания масла (точки, при которой масло начинает кристаллизоваться и образовывать очень твердые черные частицы).

Системы управления наддувом

Кроме того, эта разница температур приводит к различиям в применяемых технологиях. Хотя система VG предпочтительнее с точки зрения производительности, сложно обеспечить ее функциональность в течение всего срока службы при работе с агрессивным бензином. В то время как применение более холодного дизельного топлива облегчает работу всей системы. Это основная причина того, что мы обычно видим все современные бензиновые автомобили с турбонагнетателем с перепускным клапаном и все дизельные автомобили с турбокомпрессором VG.

Новые технологии

Рынок автомобилей с дизельным двигателем сокращается с момента перехода на дизельное топливо в 2015 году. Из-за процесса сгорания в дизельном двигателе он более восприимчив к образованию NOx. В связи с этим возникает потребность в высокоспециализированных системах доочистки (ловушки NOx, SCR) для соответствия последним нормам.

Автомобили с бензиновым двигателем также должны стать более эффективными, чтобы соответствовать будущим требованиям. Одним из решений этой проблемы являются турбокомпрессоры VG. Система VG позволяет непрерывно регулировать рабочую точку турбины во всех рабочих точках двигателя. Это гарантирует, что все компоненты работают в своей наиболее эффективной точке, создавая общий эффективный двигатель.

Другие виды топлива

Итак, бензин и дизель — единственный вариант для автомобиля с турбонаддувом? В то время как новые типы автомобилей, такие как PHEV и MHEV, требуют других концепций трансмиссии и, следовательно, технологий турбонагнетателей, таких как электронный помощник и электронный компрессор, топливо в основном остается бензиновым и дизельным. Многие OEM-производители тестируют бензин более низкого качества, а также бензин с более высоким содержанием этанола, чтобы увидеть, смогут ли они достичь той же производительности двигателя. Это предъявляет дополнительные требования к турбокомпрессору. В будущем мы увидим, изменят ли рынок какие-либо другие виды топлива и потребуют ли другие требования к турбокомпрессору.

Дизельные двигатели: определение, части, работа, типы, применение

В этой статье мы узнаем все о дизельных двигателях, а также определение, изобретение, детали, рабочий процесс, преимущества, недостатки, области применения и т. д.

Давайте изучим !

Что такое дизельные двигатели? Определение, изобретение

Дизельные двигатели Определение

Дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором воздух сжимается в цилиндре для производства тепла, используемого для воспламенения топлива. Химическая энергия, хранящаяся в силе, преобразуется в механическую энергию, используемую для запуска двигателей.

• Их также называют технологией воспламенения от сжатия, поскольку горение зависит от воздуха, нагретого сжатием, а не от электрической искры.
• Большинство современных дизельных двигателей работают на поршневых, цилиндровых и кривошипно-кривошипных механизмах, являющихся базовой компоновкой всех двигателей внутреннего сгорания.
• Потребовалось больше времени, чтобы стать коммерчески успешным.

В 1913 году Дизель умер. Его родители начали умирать. Позже конструкция дизельного двигателя Рудольфа была передана крупным компаниям для дальнейшего развития.

Кто изобрел дизельные двигатели

Назван в честь немецкого изобретателя и инженера-теплотехника Рудольфа Дизеля. Он был реконструирован в 1893 году и работал на арахисовом масле.

• Дизель предложил конструкцию для повышения эффективности двигателя Отто (первый четырехтактный двигатель 19 ^-го -го века, изобретенный Николаусом Отто).
• Рудольф сказал, что процесс искрового зажигания можно заменить сжатием через поршень-цилиндр.
• Он объяснил, что сжатие может нагревать воздух до температуры выше, чем температура самовоспламенения данного топлива.

Он работал над этим проектом и предложил цикл в 1892-93 гг. Во время его изобретения паровые двигатели были очень популярны, особенно в промышленности.

Концепция дизельного двигателя

Дизельный двигатель также называют поршневым двигателем с прерывистым сгоранием. Процесс сгорания различается между бензиновым двигателем и дизельным двигателем.

• Бензиновый двигатель воспламеняет электрическую искру, сжигая бензин или бензиновую смесь, такую ​​как этанол, производя энергию.
• Процесс горения однородный.
• Напротив, дизельный двигатель сжимает воздух поршнем и впрыскивает топливо в камеру в конце такта сжатия. Таким образом, процесс горения неоднороден.

Детали дизельных двигателей

Ниже перечислены основные и отличительные детали дизельного двигателя:

Топливная система

Топливо достигает отверстия цилиндра по пути. Тракт включает в себя топливный бак, водоотделитель, питательный насос, фильтр, систему впрыска, насос, форсунку и цилиндр от начала до конца.

• В топливном баке хранится топливо. Он состоит из листового металла.
• Включает указатель уровня топлива (для проверки уровня топлива) и сливную пробку (для слива топлива).
• Водоотделитель отделяет примеси и воду от топлива.
• Как следует из названия, питательный насос подает топливо в фильтр и ТНВД.
• В топливной системе давление на топливо оказывается таким, что оно открывает форсунку и перемещает топливо в камеру.
• ТНВД выполняет функцию.
• Давление находится в диапазоне от 350 до 450 фунтов на квадратный дюйм.
• Форсунка сначала обеспечивает распыление, т. е. расщепление топлива на мелкие частицы.
• Сила, необходимая для этого процесса, составляет от 1500 до 4000 фунтов на квадратный дюйм. После этого он перемещает его в камеру.

Система масла/смазки

В ней используется масло под давлением для преодоления трения, что предотвращает износ деталей двигателя.

• Масляная система состоит из масляных насосов и фильтров для очистки масла от примесей.
• Система смазки способствует удалению посторонних частиц, отводу тепла от компонентов двигателя, преодолению трения и предотвращению заедания трущихся поверхностей.

Система охлаждения

Предназначена для снижения температуры масла, используемого для смазки, и поддержания нормальной работы двигателя.

• Известно, что более высокие температуры снижают вязкость масла.
• Может привести к образованию вредного слоя между деталями двигателя.
• В системе охлаждения имеется охлаждающая жидкость, предотвращающая коррозию.
• В некоторых двигателях имеется фильтр охлаждающей жидкости и насос охлаждающей жидкости.
• Насос охлаждающей жидкости обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по охлаждаемому участку (регулятор или иногда теплообменник).

Весна пришла! Сэкономьте на нашем бестселлере WAGNER TUNING BMW F CHASSIS N55 CATTED DOWNPIPE

Выхлопная система

В результате сгорания образуются выхлопные газы, которые выбрасываются в атмосферу.

• Эти газы попадают в цилиндр и проходят к выпускному клапану, выпускному порту, выпускному коллектору, турбонагнетателю и глушителю.
• Если бы эти газы выбрасывались наружу, они издавали бы громкий звук, потому что их давление выше атмосферного.
• Выхлопные системы решают эту проблему.
• Глушитель в конце системы гасит выбросы и шум.

Система впуска воздуха

Состоит из нескольких частей; воздухоочиститель, турбокомпрессор, впускной коллектор, впускной канал, впускной клапан, расточка цилиндров.

• Воздушный фильтр предотвращает попадание частиц пыли в отверстие цилиндра.
• Тяжелые дизельные двигатели оснащены набором фильтров, состоящим из множества защитных фильтров и внешних фильтров для эффективной фильтрации.
• Воздух, всасываемый воздушным фильтром, перед поступлением в цилиндр сначала сжимается.
• Эту функцию выполняет турбонагнетатель. Это важная часть, потому что она увеличивает эффективность двигателя.

Трубка, которая транспортирует воздух от турбокомпрессора к впускному отверстию, называется коллектором. Впускной клапан пропускает воздух в отверстие цилиндра. Распределительный вал осуществляет открытие и закрытие клапана.

Электрическая система

Стартер, генератор переменного тока и аккумулятор составляют электрическую систему. Аккумулятор обеспечивает питание стартера, который вращает маховик (шестерня в двигателе при этом входит в зацепление с маховиком).

• Вызывает вращение коленчатого вала послед.
• Приводит в движение поршни и цилиндры.
• Поршни всасывают воздух и топливо, перекачивают их в камеру сгорания; следовательно, двигатель запускается.
• Двигатель выдвигает шестерню, когда двигатель достигает определенной скорости вращения. Генераторы действуют как зарядное устройство для аккумулятора.

Как работают дизельные двигатели?

Принцип работы дизельного двигателя

Давайте посмотрим на принцип работы дизельного двигателя,

• Поршни внутри двигателя сжимают воздух под давлением вместе с дизельным топливом.
• В результате смесь взрывается и отталкивает поршень в исходное положение, создавая возвратно-поступательное движение.
• Коленчатый вал преобразует его во вращательное движение.
• Это процесс преобразования химической энергии в механическую энергию, используемую для работы двигателя.
• Степень сжатия этих двигателей варьируется от 14:1 до 22:1.

Рабочий процесс дизельного двигателя

Давайте пошагово рассмотрим, как работают дизельные двигатели.

• Запустите двигатель ключом зажигания.
• Впрыск топлива под давлением в цилиндр. Это давление нагреет внутренний воздух цилиндра и согреет вещи за считанные секунды. Если двигатели внутреннего сгорания уже прогреты, запустить двигатель несложно.
• Свечи накаливания используются производителями для нагрева внутреннего воздуха цилиндров. Хотя впрыск топлива под высоким давлением производит достаточно энергии, свечи накаливания все еще используются для контроля выбросов. Они способствуют выработке большего количества тепла и эффективному сжиганию топлива.
• После пуска двигателя топливо распределяется по двигателю с помощью топливного насоса.
• Топливо проходит через множество фильтров, которые очищают его от примесей и других загрязнений. В противном случае он станет помехой в крошечных отверстиях форсунок форсунок.
• Теперь топливо под давлением закачивается в напорную трубу, также известную как рельс. Эта трубка может содержать топливо с постоянным давлением.
• Своевременно подает топливо в нужные цилиндры. Топливные форсунки используются для распыления топлива в камере цилиндра с помощью форсунки. Это также помогает поддерживать давление топлива.
• Гидравлика, кристаллические пластины и другие распылительные системы также используются для впрыска топлива. Топливо смешивается с воздухом и нагревается в цилиндре. Это приводит к резкому скачку мощности в цилиндре.
• Воздух поступает через воздухоочиститель или турбокомпрессоры. Современные турбокомпрессоры могут увеличить выработку мощности при низком расходе топлива.

Типы дизельных двигателей

В зависимости от операции

В зависимости от работы дизельные двигатели могут быть либо четырехтактными, либо двухтактными. Их назначение и конструкция обсуждаются ниже:

Четырехтактный двигатель

Этот двигатель имеет двухклапанную конструкцию, т. е. имеет два впускных клапана и два выпускных клапана. Наряду с этими клапанами в камере находится форсунка для впрыска топлива.

Двухтактный двигатель

Этот двигатель сконструирован лучше, чем четырехтактный двигатель. Для очистки и забора воздуха на футеровке цилиндра присутствуют отверстия.

Выхлоп происходит либо через эти отверстия, либо через клапаны, расположенные в головке блока цилиндров. Двигатель с портовой конструкцией проще по сравнению с двигателем с выпускными клапанами.

В зависимости от размера

Существует три типа дизельных двигателей; малый, средний и большой. Эта классификация, наряду с размером, также основана на их мощности и применении.

Маленькие двигатели

Их мощность составляет примерно 188 киловатт (252 лошадиных силы). Они наиболее распространены и производятся в больших количествах. Они применяются к автомобилям, легким грузовикам, некоторым сельскохозяйственным и строительным машинам, а также небольшим стационарным генераторам электроэнергии. В основном они с турбонаддувом и содержат доохладители. Их конструкция такова, что они рядные, включают четыре или шесть цилиндров и представляют собой двигатели с непосредственным впрыском. Вы можете найти эти типы дизельных двигателей в продаже в обычных грузовиках, таких как Dodge Ram 2500, Chevrolet Silverado 2500 HD и т. д.

Средние двигатели

Мощность варьируется от 188 до 750 киловатт (252-1006 лошадиных сил). Тяжелые грузовики имеют двигатели среднего размера. Они рядные, турбированные, с непосредственным впрыском, имеющие шесть цилиндров и доохладители. В эту категорию также входят некоторые двигатели V-8 и V-12.

Большие двигатели

Их мощность до 750 киловатт и выше. Они используются для локомотивов, морских судов, производства электроэнергии и т. Д. Это двигатели с доохлаждением, турбонаддувом и прямым впрыском. В случаях критической долговечности они могут работать со скоростью всего 500 оборотов в минуту.

Помимо этих типов, описанных выше, существует множество других типов, основанных на

• диаметрах цилиндров,
• поршнях и штоках,
• расположении цилиндров и
• частоте вращения двигателя.

В зависимости от типа впрыска топлива

Дизельные двигатели подразделяются на двигатели с непосредственным впрыском (DI) и непрямым впрыском (IDI) в зависимости от типа впрыска топлива.

Прямой впрыск

Поверхности поршней и головки блока цилиндров полностью закрывают камеру сгорания, так что она напоминает полость или чашу в днище поршня.

Непрямой впрыск

Камера сгорания состоит из двух частей: полости (отличной от той, что имеется в DI), а вторая часть представляет собой предкамеру. Один или два пути соединяют форкамеру с цилиндром. Топливо вводится в предкамеру.

Системы IDI относятся к 80-м и 90-м годам, тогда как системы DI являются передовыми и используются в большинстве автомобилей.

• По сравнению с обоими, DI имеет более высокую тепловую эффективность, лучшее распыление из-за большего количества отверстий в форсунке, его легче запускать в холодную погоду и имеет более высокое давление впрыска, чем технология IDI.
• Степень сжатия для непрямого впрыска выше.
• Расход топлива меньше из-за низкого теплового КПД.
• У DI тоже есть несколько недостатков.
• Они более громкие, более подвержены засорению из-за небольших пор впрыска, меньшей выходной мощности и медленного завихрения воздуха на более низких скоростях.

Преимущества дизельных двигателей

Ниже перечислены преимущества дизельных двигателей:

Эффективность

По сравнению с бензиновыми двигателями дизельные двигатели намного более эффективны. Их структура такова, что производит больше полезной энергии для работы двигателя. Турбокомпрессоры и доохладители также играют жизненно важную роль в повышении эффективности и мощности двигателя.

Экономичный

Дизельные двигатели имеют большой пробег и на 25-30% более эффективны и экономичны, чем работающий такой же бензиновый двигатель. Стоимость топлива на 30-50% ниже, чем у газовых двигателей.

Без регулировок

Из-за отсутствия в дизельном двигателе свечей зажигания и распределителей регулировка зажигания не требуется.

Долговечность

Они выдерживают высокие нагрузки и работают гораздо дольше, прежде чем потребуется ремонт. Это свойство повышает износостойкость и долговечность.

Быстрее

Они быстрее бензинового двигателя. Он передает больший крутящий момент на карданный вал (передает крутящий момент на колеса от двигателей транспортных средств) для сжигания топлива, что делает их более быстрыми и производительными.

Тепловая эффективность

Более высокое давление в цилиндрах и более высокая температура приводят к большей тепловой эффективности.

Экологичность

Используют избыточный воздух в цилиндрах, что снижает содержание углеводородов и твердых частиц в выхлопных газах, выбрасываемых наружу. Современные дизельные двигатели имеют низкий уровень выбросов CO2 и загрязняющих веществ.

Нет искрения

Нет свечей зажигания и проводов из-за самовоспламенения. Это приводит к отсутствию искрения и снижению затрат на техническое обслуживание.

Долговечность

Газовые агрегаты горят горячее; следовательно, дизельные агрегаты имеют сравнительно более длительный срок службы.

Вариация

Предлагаются в двух вариантах; двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением. Двигатели с жидкостным охлаждением предпочтительнее, так как они эффективно контролируют температуру и намного тише.

Высокая плотность

Из-за высокой плотности дизельное топливо может дать больше энергии, чем бензин.

Смазка

Дизель обладает удивительными смазывающими свойствами.

Опасность возгорания

Риск возгорания ниже, так как он не производит легковоспламеняющихся паров.

Свечи накаливания

Это электрически нагреваемая проволока, которая производит дополнительное тепло, полезное в холодных регионах и в зимнее время года. Они обычно встречаются в небольших дизельных двигателях.

Эффективная эксплуатация

До того, как потребуется какое-либо техническое обслуживание, дизельные двигатели с водяным охлаждением работают примерно 12 000–30 000 часов при 18:00. Это экономично и надежно.

Топливные системы Common Rail

Современные двигатели оснащаются топливными системами Common Rail, которые в большей степени ограничивают шум и выбросы выхлопных газов, что обеспечивает хорошую производительность.

Недостатки дизельных двигателей

Несмотря на многочисленные преимущества, дизельные двигатели имеют некоторые недостатки, которые обсуждаются ниже:

• Для правильной работы дизельным двигателям требуется регулярное техническое обслуживание. Во многих автомобилях есть водоотделители, которые необходимо опорожнять и чистить.
• Если обслуживание будет проигнорировано, это приведет к повреждениям, которые будут стоить вам больше денег. Исходя из передовых технологий, такой ремонт в дизельном двигателе обходится дороже, чем в бензиновом двигателе.
• Когда-то они были дешевле бензина, но из-за их большего потребления цены сейчас высоки и будут продолжать расти и в будущем.
• Из-за сгорания в дизельных двигателях иногда считается, что они немного медленнее, чем автомобили, работающие на газе. Бензиновые машины быстрые и огненные, тогда как дизельные двигатели медленные, эффективные и долговечные.
• При неправильной настройке дизельные двигатели будут производить много шума и дыма.
• Автомобильные двигатели на дизельном топливе являются дорогостоящими. Иногда они работают на источниках топлива, которые трудно найти. Более того, они становятся менее эффективными при езде по городу.
• Выхлопные газы дизельных двигателей являются канцерогенами, повышающими риск развития рака легких и мочевого пузыря.
• Топливо должно иметь соответствующую вязкость; в противном случае можно повредить топливопровод и ТНВД.

Применение дизельных двигателей

Первая и вторая мировые войны

Дизельные двигатели использовались во время Первой мировой войны для подводных лодок и доказали свою надежность в военное время. Они также использовались в качестве основных источников энергии в военной технике (наземной и морской) во время Второй мировой войны.

С тех пор они широко используются во многих областях по всему миру.

Дизельные генераторы

Они широко используются в судостроении, локомотивах, телекоммуникациях, больницах, аэропортах, сельском хозяйстве, лесном хозяйстве, горнодобывающей промышленности, промышленности и строительстве. Они являются очень полезными источниками энергии.

В небольших количествах в домах используются однофазные дизельные генераторы. В более широком масштабе трехфазные генераторы используются в промышленных и коммерческих областях.

Стационарные дизельные двигатели

Используются для производства электроэнергии.

Дорожная и строительная техника

Считается лучшим выбором для строительной и дорожной техники, такой как бульдозеры и фронтальные погрузчики.

Сельскохозяйственное оборудование

Благодаря своей долговечности они широко используются в сельскохозяйственном оборудовании или транспортных средствах, таких как тракторы.

Грузовые автомобили и автобусы

Большегрузные автомобили и автобусы оснащены дизельными двигателями.

Морские транспортные средства

Корабли, грузы и катера широко используют эти двигатели, поскольку они экономичны и просты в эксплуатации для больших морских транспортных средств.

Железная дорога

Грузовые поезда перевозят огромные грузы. Для его работы требуется мощный и экономичный двигатель, и дизельные двигатели являются лучшим выбором.

Курс автомобильной инженерии с высоким рейтингом

Автомобильная промышленность 101: Руководство для начинающих по ремонту автомобилей

Автомобильная техника: автомобильные основы и продвинутый уровень

Автомобильная техника; Гибридные электромобили

Сделай сам — диагностика электрооборудования автомобиля — начинающий

Самостоятельно — диагностика электрооборудования автомобиля — средний уровень

Автомобильная инженерия; Common Rail Direct Injection (CRDI)

Основы двигателей внутреннего сгорания — двигатели внутреннего сгорания

Гибридные и электрические транспортные средства для начинающих ПОЛНЫЙ курс 2021

Автомобильная безопасность: понимание автомобильных аварий для начинающих

Гибридные автомобили. Основы и принципы работы

Введение в автомобилестроение. Производительность

Автомобильная промышленность 102: Аккумулятор, система зарядки и система запуска

Заключение 

Дизельные двигатели очень надежны и экономичны среди всех типов двигателей внутреннего сгорания. . У них есть несколько характеристик, которые делают их ведущей технологией. Они, безусловно, заменили бензиновые двигатели. С развитием науки и техники он постоянно совершенствуется, чтобы преодолеть несколько недостатков.

Высокая эффективность благодаря высокой степени сжатия. Они предлагают сжигание для огромного разнообразия видов топлива. Их система выпуска выхлопных газов впечатляет. По сравнению с ранним двигателем Отто выброс загрязняющих веществ, в том числе углекислого газа, примерно в десять раз меньше.

Они легко адаптируются к влажной среде, так как не основаны на системе электрического зажигания. Вместо этого их функция основана на системе впрыска топлива.