10Фев

Дизельный двс: Дизельные двигатели: виды, принцип работы, преимущества дизельных двигателей

Содержание

Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы

Все больше появляется автомобилей, у которых характерное постукивание из-под капота выдает тип установленного мотора. Разберем устройство, принцип работы и особенности дизельных двигателей.

Особенности дизельного двигателя, такие как экономичность, высокий крутящий момент и более дешевое топливо, делают его предпочтительным вариантом. Дизели последних поколений вплотную приблизились к бензиновым моторам по шумности, сохраняя при этом преимущества в экономичности и надежности.


КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

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

Принципиально отличие заключается в способах формирования топливно-воздушной смеси, ее воспламенения и сгорания.

 У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндры поступает чистый воздух. В конце сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800оС, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением впрыскивается топливо, которое почти мгновенно самовоспламеняется.

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

К недостаткам относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую мощность и трудности холодного пуска. У современных дизелей эти проблемы не являются столь очевидными.


ТИПЫ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Существует несколько типов дизельных двигателей, различие между которыми заключено в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания — их называю дизелями с непосредственным впрыском — топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. Непосредственный впрыск применялся в основном на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это было связано с трудностями процесса сгорания, а также повышенным шумом и вибрацией.

Благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить его экономичность, снизить шум и вибрацию. 

Наиболее распространенным является другой тип дизеля — 

с раздельной камерой сгорания. Впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.

При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Вихрекамерные двигатели составляют большинство среди устанавливаемых на легковые автомобили и джипы (около 90 %).


УСТРОЙСТВО ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Важнейшей системой дизеля является система топливоподачи. Ее функция — подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему сложной и дорогой.

Главными элементами топливной системы дизеля являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.


ТНВД — топливный насос высокого давления.

ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя. По своей сути современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера. 

Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. На современных внедорожниках обычно применяются ТНВД распределительного типа.

ТНВД распределительного типа.

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


Форсунки дизеля.
Другим важным элементом топливной системы является форсунка. Она вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму факела топлива, которая имеет важное значение для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в очень тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.


Топливные фильтры дизеля.

Топливный фильтр, несмотря на его простоту, является важнейшим элементом дизельного мотора. Его параметры, такие, как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы.

Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.


КАК ПРОИСХОДИТ ЗАПУСК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ?

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900оС, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. О работе системы водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа. 

Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30оС, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.


ТУРБОНАДДУВ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

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

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


СИСТЕМА COMMON-RAIL ДЛЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно.

В результате в дизелях с системой Common-Rail расход топлива сокращается на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора. 

Дизельный двигатель – плюсы и минусы

Двигатель внутреннего сгорания, в котором топливо самовоспламеняется под воздействием горячего воздуха (до 800 градусов Цельсия), предварительно сжатого до определенной величины давления (10-30 мегапаскалей) – это дизельный силовой агрегат (дизель). Его изобретение относится к более позднему сроку, по отношению к бензиновым силовым установкам. Возникла потребность в дизельных двигательных агрегатах в качестве альтернативы бензиновым аналогам, которые обладают низким коэффициентом полезного действия. У дизельных двигателей (ДД) КПД в полтора раза выше, чем у ДВС на бензине. Если использовать технологию турбонаддува, то КПД может достигнуть 50-ти процентов.

Области применения дизельных моторов

Дизельные силовые установки используются в качестве двигателей грузовиков, тракторов, легковых автомобилей, морских, речных судов, железнодорожных локомотивов, электростанций. Применяются ДД в составе установок для выполнения различных технологических процессов.

Классификация дизельных силовых агрегатов

В зависимости от конструктивных особенностей камер сгорания дизельные силовые агрегаты подразделяются на виды. Их три:

  1. Разделенная камера сгорания, когда топливо подается предварительно во вспомогательную, вихревую камеру, где и происходит сжатие воздушной массы до оптимальной величины давления. Эта процедура значительно облегчает процесс самовозгорания топлива. Таким образом, воспламененная смесь подается в основную камеру.
  2. Неразделенная камера, которая располагается в непосредственной близости к поршню. Такая конструкция обеспечивает экономное расходование топлива, но характеризуется высоким уровням шума при работе агрегата.
  3. Предкамера, когда вставная форкамера соединяется тонкими каналами с цилиндрами. Конфигурация и размеры каналов влияют на величину скорости подачи газов, образованных при сгорании дизтоплива. При этом уровень шума и токсичности уменьшается, а рабочий ресурс мотора увеличивается.

В зависимости от числа тактов ДД выпускаются двух и четырехтактные. 4-хтактным силовым установкам отдается предпочтение благодаря большей эффективности.

Дизели в составе системы подачи топлива могут иметь топливный насос высокого давления (ТНВД) или аккумуляторное устройство (блок). При наличии ТНВД секция насоса соединяется с одной форсункой. Когда используется аккумуляторный блок, то форсунки наполняются топливом напрямую, без дополнительных приспособлений.

Дизели могут оборудоваться системой холодного запуска – механизмом предпускового подогрева, который позволяет обеспечить безопасный плавный запуск мотора при низких температурах окружающей среды.

Внедрение технологии турбонаддува позволяет в значительной степени повысить эффективность работы и его мощность. Устанавливается специальное устройство – турбонагнетатель, который обеспечивает требуемый уровень давления для эффективного и более полного сгорания смеси топлива.

Плюсы дизельных двигателей

К преимуществам дизелей относится:

  1. Экономичность, которая характеризуется низким расходом топлива, что связана с конструктивными особенностями преобразования дизтоплива в кинетическую энергию. Способствует экономичности дизельных моторов и высокий уровень сжатия топлива, потому что снижается время воспламенения. Тем самым повышается КПД.
  2. Надежность. Ее высокий уровень объясняется отсутствием высоковольтной системы зажигания.
  3. Возможность сжигания топлива автоматически, не затрачивая при этом дополнительной энергии. Благодаря такой технологии в составе системы зажигания отсутствуют свечи, высоковольтные провода.
  4. Низкая стоимость дизтоплива, по сравнению с бензином.
  5. Небольшие материальные затраты на техническое обслуживание и ремонт двигательных установок.
  6. Безопасность, которая объясняется физико-химическим составом дизельного топлива.
  7. Экологичность, поскольку выброс вредных веществ (окиси углерода) незначительный. Это особенно актуально для дизель-генераторов, установленных в закрытых помещениях.
  8. Возможность работать на синтетическом топливе (сырая нефть, отработанное, рапсовое, пальмовое масло).
  9. Меньшая степень нагрева мотора при работе, что способствует меньшей отдачи тепла в окружающую среду.
  10. Продолжительный эксплуатационный срок.

Минусы дизельных двигателей

К недостаткам дизелей относится:

  • низкий уровень морозоустойчивости, поскольку при минусовых температурах дизтопливо густеет;
  • большой вес мотора из-за массивности некоторых деталей;
  • необходимость использования высококачественного топлива, поскольку топливный насос высокого давления весьма чувствителен к составу дизтоплива.

Плюсы значительно превышают недостатки, поэтому дизельные двигатели востребованы во многих отраслях.

Источник – koneks-oil.ru – доставка дизельного топлива по Москве и Московской области

Наступает ли конец дизельного двигателя?

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

Многие крупные города страдают от проблем с качеством воздуха, и Лондон — не исключение

Мэры Афин, Мехико, Мадрида и Парижа пообещали к 2025 году запретить на своих улицах дизельные автомобили и грузовики.

Вместо этого они обещали поощрять использование альтернативных транспортных средств — электромобилей, гибридных и водородных автомобилей.

Все четыре города страдают от проблем с качеством воздуха. Их мэры ссылаются на опыт Токио, где уже запрещено движение дизельных автомобилей.

Автопроизводители опасаются, что более широкий запрет машин с дизельными двигателями — лишь дело времени.

Действительно ли дизельные двигатели, выбрасывающие в атмосферу большое количество двуокиси азота и других вредных для здоровья веществ, обречены на вымирание?

Ведущий программы «Пятый этаж» Александр Баранов беседует с автомобильным экспертом Вячеславом Субботиным.

Автор фото, Not Specified

Александр Баранов: Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня с нами на «Пятом этаже« Вячеслав Субботин, автомобильный эксперт и автогонщик, пилот команды «Газ Рейд Спорт«. Вячеслав, здравствуйте!

Вячеслав Субботин: Добрый вечер!

А.Б.: Мы рады приветствовать вас здесь у нас в гостях в нашей программе. Четыре города на конференции в Мексике пообещали к 2025 году запретить полностью дизельные машины. Ссылаются, кстати, на опыт Токио, куда уже на дизеле не въедешь. Как вы считаете: насколько это решение важно для судьбы дизельных двигателей в принципе, действительно ли дизельный двигатель обречен, умрет ли он быстро или еще помучается какое-то время? Как вы считаете?

В.С.: С одной стороны, я считаю, что это конъюнктурное предложение. Это все входит в схему дизель-гейта, который возник с группы «Фольксваген», и борьбы с ним на этом фоне. Почему это носит такой характер предвзятый? У дизельного двигателя на самом деле КПД выше, чем у двигателя внутреннего сгорания на бензине.

Мало того, солярка обладает большей теплотворной способностью, из нее можно получить больше энергии. Не смотрите на то, что дизели более дорогие, в обслуживании более дорогие. На самом деле, они приблизились по конструкции, по обслуживанию, по сложности к обычным бензиновым моторам.

Но самое главное — они эффективнее. Другое дело, что много старых дизельных автомобилей. Скажем, Париж просто задыхается, особенно зимой: никуда этот выхлоп не рассеивается.

А.Б.: Старые автомобили — это другой вопрос. В Париже, насколько я знаю, запретили автомобили старше 1997 года выпуска. Здесь, в Лондоне, тоже вовсю идут разговоры. Новый мэр говорил о том, что он хотел бы ввести дополнительный налог на автомобили, которые старше 10 лет. В этом смысле нас тоже обкладывают.

То, что касается дизельного двигателя: ирония в том, что еще недавно его всячески пропагандировали как более чистый. Количество машин с дизельным двигателем в Англии, например, возросло стремительно. Где-то в 2011 или 2012 году их стало продаваться больше, чем бензиновых — и тут вдруг все повернулось.

Объясняют это тем, что те выхлопы, которые производят дизельные двигатели — окись азота, формальдегиды, какие-то частицы — сажа, короче говоря, вылетает — все это очень вредно для здоровья. Вреднее, чем то, что выбрасывает бензиновый двигатель. Это же, наверное, должно беспокоить действительно, если это так?

В.С.: Разумеется, это беспокоит, но здесь беспокоит только один параметр — это выброс сажи. Весь остальной букет присутствует в равной степени и в автомобилях с бензиновым двигателем — в равной степени, а, может быть, даже еще и большей. Поэтому здесь только сажа.

Для этого есть специальные системы: сажевые фильтры, системы нейтрализации газов. Все это есть и отрабатывается. Рециркуляция отработавших газов, дожиг отработавших газов, то есть масса всего придумана. Вопрос в том, что это должно работать.

Дизельный двигатель, как ни крути, эффективнее. Почему он так популярен? Потому что он меньше топлива расходует на 100 километров пробега при той же, равной работе.

А.Б.: Да, но сейчас бензиновые двигатели стали намного более эффективными, в принципе, они уже приближаются к дизелю. Конечно, еще отстают, но разница не настолько большая. Многое еще зависит от цены дизельного топлива.

Скажем, если в Германии дизельное топливо намного дешевле, чем бензин, то здесь, в Англии, дизельное топливо подороже, чем бензин. Если посмотреть на экономию: еще надо учесть, что дизельный двигатель более сложный, более тяжелый и так далее, поэтому цена дизельной машины на несколько тысяч дороже.

Если вы мало ездите — а обычная семья, в общем-то, мало ездит по городу — то дизельный двигатель оказывается не настолько экономичным. Тут еще и вредный, еще говорят, что рак можно заработать от всех этих вредных выбросов.

В.С.: Рак можно заработать, побывав, скажем, в Австралии или в Новой Зеландии. Под озоновой дырой побыл — ну и все, привет, как говорится: получил излучение. Таких мест, где можно получить рак, на самом деле полно.

Дизельный двигатель на самом деле гораздо эффективнее, а то, что сейчас говорят, что он сложнее, что он тяжелее — глупости все. На самом деле он по конструкции стал очень технологичным. Дизельный двигатель среди двигателей внутреннего сгорания — это явное преимущество.

Никогда бензиновый двигатель не подойдет по своим характеристикам к дизельному, во всяком случае, по своей эффективности. Не сможет. Теплотворная способность бензина всегда меньше. Это точно так же, как теплотворная способность газа всегда меньше, чем у бензина.

Если сжечь один килограмм бензина, то мы получим гораздо меньше энергии, чем если мы сожжем один килограмм солярки.

А.Б.: Да, может быть. В таком случае виноваты сами автопроизводители. Говорят, что бензиновые двигатели стали намного меньше выбрасывать СО2, а ведь СО2 — это главный показатель был все последние годы.

Борьба с озоновыми дырами, глобальное потепление и так далее — на СО2 обращали внимание в первую очередь, вообще только на СО2 обращали внимание. Тем временем бензиновые двигатели стали чище, а дизельные двигатели чище не стали, хотя они стали более технологичными. Как вы сами рассказываете, они стали лучше.

Более того, с дизельными двигателями еще такая «петрушка«: очень часто можно услышать совет — если у вас дизельный двигатель, первым делом надо отвинтить у него фильтр, тогда он будет еще более эффективный, еще дешевле. И вот ездит масса дизельных машин без фильтров.

В.С.: А знаете, сколько ездит бензиновых автомобилей с пробитым катализатором, катколлектором? Плохое топливо залили или просто свечи не вовремя поменяли, он оплавляется, осыпается, забивается — и все. Когда глушитель забит, то мотор не работает.

Что в этом случае делают во всех странах? Берут лом, снимают эту штуку и пробивают ломом, потом перепрошивают программу. Таких автомобилей ездит по любой стране, даже моторизованной, просто огромная масса. Это известный прием, об этом знает любой сервисмен и даже гаражник, как это сделать.

Современный дизельный двигатель сегодня гораздо эффективнее по конструкции, потому что он выбрасывает эффективнее, чем бензиновый, тут даже доказывать нечего. Вопрос только в старых автомобилях.

А.Б.: Еще говорят о том, что на самом деле есть новые технологии, которые позволят сделать дизельный двигатель намного более чистым, практически чистым, но автопроизводители не хотят это делать, потому что это будет стоить примерно 220 фунтов лишних на одну машину, специалисты даже посчитали. Вы можете что-то сказать по этому поводу? Действительно, может быть, в этом автопроизводители сами виноваты?

В.С.: Не то что виноваты. Производители — это бизнесмены. Прежде всего их душу греет рубль или доллар, фунт, — все, что угодно. Им интересно продавать то, с чего они получают наибольшую прибыль. Наибольшую прибыль они получают, скажем, с бензинового мотора: массовый автомобиль, дешевый, дешевле гораздо производить — и пошел в серию.

Их, думаете, так беспокоит безопасность окружающей среды? Их беспокоит закон, который заставляет их, вынуждает это делать. Поэтому делают бензиновые двигатели и не стараются делать, скажем, на солярке. Потом все прекрасно понимают, что будущее все-таки за электромобилями, поэтому сюда направляют наибольшие усилия.

А.Б.: Мне тоже кажется, что это отдельное решение. Может быть, оно, как вы говорите, какое-то конъюнктурное, вызвано чем-то, может быть, не вызвано, не знаю.

Дело даже не в этом, а дело в том, что это решение Афин, Мехико, Мадрида и Парижа очень вписывается в общий тренд, который сейчас просто набирает обороты — тренд на отказ от традиционных моторов, двигателей как дизельного, так и бензинового.

Вопрос в том, я думаю, что автомобилисты гадают сейчас: как быстро это все произойдет? Как много времени нужно, чтобы электрические машины заняли рынок и стали распространенными, чтобы их действительно можно было бы покупать без каких-то долгих размышлений: а где мы будем их заряжать и так далее? Как вы думаете, как быстро это может произойти?

В.С.: Электромобили наступают и наступают лавинообразно. Даже в странах с холодным климатом они есть, а в странах с теплым климатом, где вообще не видели снега, это само собой.

Понятное дело, что в ближайшие несколько лет — я не знаю, может быть, три года, пять лет — они будут занимать в городе существенную долю, просто огромную долю. К этому будет подвигать не только экономическая сторона.

Электромобиль легче обслуживать, он дешевле, там только батарейки дорогие на сегодняшний день. Батарейки можно брать в аренду. Есть такая форма: пошел, взял в аренду, откатал несколько лет, сдал эти батарейки, их утилизируют, поменяют на новые.

Самое главное — КПД электромобиля гораздо выше, чем машины с бензиновым или дизельным двигателем, с двигателем внутреннего сгорания, потому что энергию производят на стационарных станциях или вообще производят, как говорится, бесплатно — от солнца, от воды, от прилива, от чего угодно.

А.Б.: Я думаю, что если мы перейдем на электромобили, то одними солнцем и водой тут не обойтись. На самом деле это огромное количество электроэнергии, которое надо будет производить. На мой взгляд, когда говорят об экологии, о том, что будет воздух более чистый, это некоторое лукавство.

Что происходит с электромобилями? Очищается воздух там, где они ездят, то есть в городе, и начинает загрязняться где-то в пригороде, где стоят электростанции, которые производят это электричество. Грязный воздух перемещается из города в деревню — так получается с электромобилями?

В.С.: Так говорят те, кто не учил в шестом или в седьмом классе физику. На самом деле стационарные станции, вырабатывающие электроэнергию, гораздо эффективнее, чем двигатели внутреннего сгорания.

Самое главное — коэффициент полезного действия от того же газа, если это тепловая электростанция, которая работает на газе. Они из этого топлива получают чуть ли не 60% — это на самой плохой станции, а так — все 80%. Мало того, 20% улетучивается просто в тепло.

Высокий КПД — это первое. Второе: там система фильтров совсем другая, там фильтрация другая. Наконец, это стабильный режим, а двигатель внутреннего сгорания работает в режиме частичных нагрузок — все время не прогретый, перегретый или сломанный. Его даже контролировать невозможно.

Наконец, третье: станцию можно контролировать, а как автомобиль контролировать? Никак. Потом мы все говорим: «Ограничения по выхлопу, скажем, СО2 — углекислого газа. Есть ограничения: чтобы не больше чем на 100 тысяч километров».

А кто-нибудь замеры делал, когда машина пробежала 100 тысяч километров, 150? Я вас заверю: эти нормы уже там не соблюдаются, нет этих норм. А на электростанции как 10 лет назад производили с определенными выбросами, небольшими, так и дальше будут производить с небольшими выбросами. Вопрос контроля.

А.Б.: Это интересно. Есть еще другая проблема, которая не связана напрямую с экологией, но связана с тем, что электромобили пожирают большое количество электричества. Уже сейчас с этой проблемой столкнулись в Калифорнии.

Я ездил туда, и мне рассказывали люди — «из первых рук«, что называется: в продвинутой Калифорнии есть уже небольшие улицы в достаточно богатых предместьях, где двадцать домов и пять-шесть электромобилей, которые ночью заряжаются. Электрические сети просто падают, абсолютно не выдерживают этой нагрузки.

Для этого нужно абсолютно все менять — всю систему электроснабжения. Это тоже огромные деньги. Нынешние электросети в Англии точно, я думаю, что и в России тоже, просто не готовы к электромобилям.

В.С.: На самом деле это тоже не так. Все электросети готовы. Электромобили в основном заряжаются ночью. Днем они ездят. Днем кто заряжает? Никто. К офису приехал, у кого есть, воткнул вилку в розетку, заряжаешься. Заряжаются ночью, тогда, когда мощности простаивают — в этом вся «фишка».

Энергетикам это очень выгодно. Электроэнергию нельзя в бак залить, или еще куда-то, чтобы ее накопить. Ее можно произвести и прямо сейчас реализовать. Электромобили — это спасение для энергетиков, и они сами об этом говорят. То, что не выдерживают сети — сделайте, ребята, так, чтобы выдерживали. Медные провода нужно делать.

А.Б.: Сейчас дело даже не в проводах. Сейчас появляются компании в той же Калифорнии, которые занимаются «умным« распределением электроэнергии между различными источниками.

Действительно, очень часто так бывает, что электростанцию не закрыть, она работает вхолостую, это электричество не используется — ничего хорошего в этом нет. Эта система распределения электричества становится более компьютеризированной, более «умной« и помогает как-то с этой проблемой справиться.

На самом деле даже ночью — вы говорите, что ночью — все зависит от количества машин. Как только машин появится много, ночью не будут справляться с зарядкой. Это еще для наших автолюбителей далекое будущее, до него еще надо дожить и доехать. А сейчас вы б сами покупали машину, купили бы дизель?

В.С.: У меня есть дизельный автомобиль, я на нем успешно езжу, правда, я езжу на нем успешно на дальние расстояния. У меня автобус, и я на нем путешествую. По городу я перемещаюсь на маленьком автомобиле с бензиновым двигателем. Просто его проще завести, он быстрее прогреется.

Это действительно так, потому что дизельный двигатель прогревается слабо. Он работает фактически, если на холостых оборотах, на минимальных, то он работает исключительно на воздухе. Поэтому да, есть определенные трудности. Скажем, в России, да и в любой моторизованной стране переход с солярки летней на зимнюю очень для автолюбителей неважный, потому что может замерзнуть солярка. Ударил мороз, солярка замерзла — все, привет, машина встала.

А.Б.: В любом случае, мне кажется, что если человек сегодня купит дизель, если у него срок 10 лет, допустим, хотя он дольше может ездить, то в любом случае, наверное, это уже будет последний дизель нашего автолюбителя, и следующая машина наверняка будет электрическая, наверное, да? Как вы думаете?

В.С.: Я предполагаю, что дизельные двигатели будут еще долго и долго производиться и будут совершенствоваться, потому что это не только легковые автомобили, это еще и коммерческий транспорт. Это очень важно. Коммерческому транспорту выгодно ездить на солярке. Она действительно экономит, много экономит, а электромобили — да, придут. Для людей, живущих в мегаполисах, особенно в центре, особенно там, где есть ограничения, это очень выгодно, очень выгодно.

А.Б.: Хорошо, спасибо огромное, Вячеслав. Было очень интересно узнать и стало немножко яснее, какую же машину покупать.

________________________________________________________

Загрузить подкаст передачи «Пятый этаж» можно здесь.

Дизельный двигатель — презентация онлайн

Дизельный двигатель
История создания
Дизельный двигатель был создан великим
инженером-изобретателем Рудольфом
Дизелем в 1897 году.
В 1890 году он выдвинул теорию
«экономичного термического двигателя»,
которая предполагала изобретение
эффективного мотора по принципу
воспламенения от сжатия в цилиндрах.
Первый патент на изобретение Дизель
получил в 1893 году.
Патент, выданный Рудольфу Дизелю на его
изобретение
Первый дизельный двигатель был создан в
1897 году на заводе в Аугсбурге.
Его высота составляла 3 м, он развивал 172
об./мин., единственный цилиндр имел
диаметр 250 мм, ход поршня составлял 400
мм, а мощность варьировалась от 17,8 до 19,8
л. с. Расход топлива составлял 258 г нефти на
1 л. с. в час, термический КПД достиг 26,2%.
Этот мотор был представлен на выставке
паровых машин в 1898 году в Мюнхене.
Первый дизельный двигатель в Аугсбурге
Устройство двигателя
Как и бензиновый двигатель, дизельный
также является двигателем внутреннего
сгорания и состоит из аналогичных деталей
за исключением системы подачи топлива и
системы зажигания- здесь это всё
выполняется системой впрыска топлива.
Устройство дизельного двигателя состоит из
четырёх основных элементов: цилиндров,
поршней, впускного и выпускного клапанов,
топливных форсунок.
Схема четырехтактного дизельного
двигателя
Принцип работы
Четырёхтактный цикл
1-й такт. Впуск. Впускной клапан
открывается и свежий воздух (без топлива),
засасывается в цилиндр.
2-й такт. Сжатие. Когда поршень
подымается, воздух сжимается и температура
в цилиндре возрастает. В конце такта воздух
раскаляется настолько, что температуры
становится достаточно для воспламенения
топлива.
3-й такт. Рабочий ход, расширение. Возле
вершины такта сжатия топливный инжектор
впрыскивает топливо в цилиндр. При
контакте с горячим воздухом топливо
воспламеняется. При сгорании топлива
высвобождается энергия, которая
воздействует на поршень, заставляя его
двигаться вниз.
4-й такт. Выпуск. Выпускной клапан
открывается, заставляя выхлопные газы
покинуть цилиндр.
Работа четырёхтактного дизельного двигателя.
Двухтактный цикл
В двухтактном двигателе рабочий процесс в
каждом из цилиндров совершается за один
оборот коленчатого вала, то есть за два хода
поршня. Такты сжатия и рабочего хода в
двухтактном двигателе происходят так же, как
и в четырехтактном, но процессы очистки и
наполнения цилиндра совмещены и
осуществляются не в рамках отдельных
тактов, а за короткое время, когда поршень
находится вблизи нижней мертвой точки, с
помощью вспомогательного агрегата —
продувочного насоса.
Работа двухтактного дизельного двигателя.
Цикл Тринклера
Все выпускающиеся в настоящее время
дизельные двигатели на самом деле работают
по циклу Тринклера, т. е. циклу со
смешанным подводом теплоты и с
механическим распыливанием топлива.
Термодинамические процессы в цикле
Тринклера осуществляется в следующей
последовательности (см. диаграмму ).
•1—2 Сжатие воздуха, как и в цикле Дизеля,
осуществляется по адиабате.
•2—3 Теплота подводится изохорно
•3—4 Теплота подводится изобарно
•4—5 Адиабатическое расширение
•5—1 Изохорный отвод теплоты
Диаграмма цикла Тринклера
Дизель в наши дни
Дизельные двигатели применяются для
привода стационарных силовых установок, на
рельсовых (тепловозы, дизелевозы, дизельпоезда, автодрезины) и безрельсовых
(автомобили, автобусы, грузовики)
транспортных средствах, самоходных
машинах и механизмах (тракторы, комбайны,
асфальтовые катки, скреперы и т. д.), а также
в судостроении в качестве главных и
вспомогательных двигателей.
Судовой дизельный двигатель
Достоинства и недостатки
Достоинства:
• Главными достоинствами современных
дизелей становятся высокий КПД.
Полезная отдача энергии в малооборотных
двигателях превышает 45%.
•Рабочий процесс дизеля обеспечивает
постоянное давление газов, поэтому мотор
способен развивать значительный
крутящий момент, не зависящий от
количества оборотов. Эта особенность
находит применение в мощных грузовиках
(увеличивает грузоподъемность),
обеспечивает «приемистость» легковых
моделей.
•Относительная надёжность
Недостатки:
•Дизель не способен развить высокие
обороты, сравнимые с бензиновым ДВС,
этому мешает время инициации
возгорания. За счет высоких давлений
повышается механическая напряженность
деталей дизеля, которые вынужденно
изготавливаются массивными, утяжеляя
двигатель.
•Отдельные виды дизтоплива (летние,
тепловозные) парафинируются при низких
температурах.
•Нестабильный состав выхлопа требует
усложнения каталитической системы,
применения сажевых фильтров.

Самый большой дизельный двигатель в мире

Сегодня дизельные двигатели используются повсеместно: на тепловозах и грузовиках, судах и тракторах, легковых автомобилях и дизельных электростанциях.

Дизельный двигатель основан на воспламенении в цилиндре распыленного топлива (воспламенение происходит от воздуха, нагретого при сжатии). Дизельный двигатель может использовать низкосортное топливо, выдает высокий вращающий момент при низких оборотах и имеет высокий КПД (40-45%), что делает его экономичнее бензиновых двигателей, где около 70% топлива сгорает, не преобразовываясь в механическую энергию.

Дизельный двигатели могут быть очень большими. Наиболее крупные размеры имеет судовые агрегаты, установленные на больших судах. Но среди этих гигантов выделяется одна модель, которая по праву занимает почетное звание самого большого дизельного двигателя в мире.

Компания Wartsila хорошо известна всем специалистам. Она специализируется на производстве судовых энергетических установок. Одна из них – RTA-96C. Это и есть линейка двигателей, поражающих воображения обывателя.

Технически RTA-96C представляет собой двухтактный турбокомпрессорный двигатель, число цилиндров может варьироваться от 6 до 14. Версия с 14 цилиндрами является крупнейшим поршневым ДВС и устанавливается на крупнотоннажные контейнеровозы. Высота этого двигателя превышает 13 метров, длина – 27 метров, вес – свыше 2,3 тыс. тонн.

Максимальная мощность, которую способен развить этот гигант, равна почти 109 тыс. лошадиных сил. Первым судном, получившим такой двигатель, стала знаменитая «Emma Maersk», которая с вместимостью 11 тыс. TEU совсем недавно была самым большим контейнеровозом в мире.

Диаметр каждого цилиндра составляет почти метр (960 мм) при ходе поршня в 2500 мм. Объем цилиндров равен 25,5 тыс. литров.

Максимальное количество оборотов традиционно небольшое – 102, но крутящий момент при этом развивается свыше 7,5 млн Нм. Удельный расход топлива составляет 3,8 л/с, в час же агрегат «съедает» 13 тыс. литров бункера при максимальной мощности.

КПД этого двигателя-гиганта является самым высоким среди всех произведенных когда-либо дизельных двигателей – более 50%.

Некоторые сравнения, чтобы оценить мощность двигателя: он может обеспечить электроэнергией небольшой город. При 102 оборотов в минуту он производит 80 млн Ватт электроэнергии. Если средняя бытовая электролампа потребляет 60 Вт, 80 миллионов Ватт вполне достаточно для 1,3 млн ламп. Если в среднестатистической квартире одновременно горит 6 осветительных ламп, двигатель будет производить достаточное количество электроэнергии, чтобы осветить 220 тыс. домовладений. Этого достаточно для обеспечения электроэнергией города с 500 тыс. населения.

Коленчатый вал

Стоимость работы двигателя

Двигатель Wartsila-Sulzer RTA96 потребляет 13 тыс. литров топлива в час. Если в барреле нефти 158,76 литра, самый большой двигатель в мире потребляется 81,1 баррелей нефти в час. Если цена на нефть составляет $67/баррель на мировых рынках нефти, то стоимость 1 часа работы двигателя с точки зрения расхода топлива будет составлять $5,4 тыс. в час.

Поршни

Семь фактов о дизеле, о которых вы наверняка не знали — Российская газета

Дизельные моторы долгое время являлись на российском легковом транспорте экзотикой, однако сегодня они набирают у нас популярность. «РГ» собрала главные факты о дизелях, чтобы потенциальным покупателям было легче сделать выбор в пользу машин, потребляющих «тяжелое топливо».

Откуда название

Далеко не все в курсе, что дизельные моторы называются так в честь изобретателя такой установки, немецкого инженера французского происхождения Рудольфа Дизеля. В 1892 году Дизель подает заявку на получение патента на «новый рациональный тепловой двигатель» и начинает разработки на Аугсбургском машиностроительном заводе.

Первый функционирующий двигатель с самовоспламенением топлива был создан Дизелем здесь в 1897 году. Воспламенение горючего производилось здесь не искрой от свечи зажигания, а за счет высокой температуры, которой воздух достигал в результате его сжатия поршнем в цилиндре.

Мощность первого агрегата с увеличенной степенью сжатия составила 20 л.с. при 172 оборотах в минуту при КПД 26,2%, что намного превосходило существующие двигатели Отто. В 1908 году дебютировал первый грузовой автомобиль на дизельном двигателе, а в 1936 году был впервые запущен в серию легковой дизельный автомобиль — Mercedes-Benz-260D. Первоначально в качестве топлива использовали растительные масла, а также легкие нефтепродукты.

2. Масло в дизелях меняют чаще, чем в бензиновом моторах

При работе дизельного двигателя из-за особенностей химического состава дизтоплива образуется значительно большее количество сажи, чем в случае с бензиновым мотором.

В итоге масло здесь быстрее загрязняется сажевыми частицами. Этот осадок лишь частично нейтрализуется большим количеством различных присадок, которые изнашиваются быстрее, чем в бензиновых моторах.

Дизельные моторы требовательнее к качеству моторного масла, и у них особые пакеты присадок. В среднем автопроизводители рекомендуют производить замену масла в дизельном моторе на 3 тыс. — 5 тыс. км раньше, чем в бензиновых двигателях. Скажем, если большинство европейских брендов рекомендуют обновить лубрикант в бензиновых «легковушках» на 15 тыс. км, то в случае с дизельным транспортом речь идет о 10 тыс. км, причем при тепличных условиях езды в режиме город-трасса.

3. Солярка — сезонное топливо

Важной особенностью дизельного топлива является его сезонность. С наступлением холодов в баки дизельных машин следует заливать зимнюю солярку и соответственно с потеплением — летнюю. В СССР в соответствии с ГОСТом дизтопливо делилось на летнее (не ниже 0°С), зимнее (не ниже -20°С) и арктическое (до -50°С).

С 2005 г. в РФ начал действовать новый госстандарт. Согласно ему, для районов с умеренным климатом солярка разделялась по сортам: А Сорт (+5 °С), B Сорт (0 °С), C Сорт (-5 °С), D Сорт (-10 °С), E Сорт (-15 °С), F Сорт (-20 °С).

Для районов с экстремально холодным климатом дизтопливо подразделяют на классы: 0 Класс (-20 °С), 1 Класс (-26 °С), 2 Класс (-32 °С), 3 Класс (-38 °С), 4 Класс (-44 °С). И, наконец, в 2011 г. в рамках Технического регламента Таможенного союза Беларуси, Казахстана и России приняты новые обозначения марок дизельного топлива. Л — летнее (температура фильтруемости не определяется), Е — межсезонное (-15 °С), З — зимнее (-20°С), А — арктическое (-38°С). Позднее появились разновидности арктической солярки: ДТ-А-К3 (К4, К5) до -44 °С, ДТ-А-К3 (К4, К5) до -48 °С и ДТ-А-К3 (К4, К5) до -52 °С.

4. Горит хуже, чем бензин, но дает больше энергии

В пожарном отношении дизельное топливо менее опасно, чем бензин по причине более низкой испаряемости. А именно — температура вспышки паров дизельного топлива составляет от 52 до 96 ºС.

Для сравнения: для бензина это значение составляет -43 ºС. Однако при этом вещества, имеющие температуру вспышки паров ниже 61 ºС, относятся к легковоспламеняющимся, поэтому и бензин, и дизтопливо — в их числе.

Тем не менее, как известно, одним из достоинств советских танков Т-34 было использование дизтоплива вместо бензина, что существенно снижало их пожароопасность. В то же время у солярки выше полнота сгорания. Дизтопливо при сгорании дает на 15% больше энергии, чем бензин. Иными словами, дизельному мотору не приходится «подливать» горючего для создания идеальной смеси, как это происходит с бензиновыми ДВС. Дизель впрыскивает топлива ровно столько, сколько требуется на преодоление сил трения. На практике это дает уменьшение расхода топлива на холостом ходу до трех раз по отношению к бензину.

5. Дизелю свечи не нужны, но они есть

Топливная смесь в дизельном моторе воспламеняется и отдает энергию в тот момент, когда соединяется с воздухом, сжатым в цилиндрах под высоким давлением. Бензин же загорается и дает энергию в тот момент, когда к нему направляется искра от свечей.

Соответственно, в дизельном двигателе в теории можно было бы обойтись без свечей. Однако эти детали в агрегатах на тяжелом топливе все же применяются. Только речь идет не о свечах зажигания, а о свечах накаливания, нагревательных элементах, которые в считанные секунды раскаляют воздух вокруг себя до температуры до 1000 градусов и выше.

Благодаря им, к примеру, происходит запуск дизельного мотора, даже когда на улице холодно и агрегат остывший. Кстати, время прогрева первых свечей накаливания в 20-е годы прошлого века составляло нескончаемые 180 секунд. Современным свечам требуется для этого от 2 до 10 секунд. Скажем, свечи накаливания с керамическим стержнем осуществляют прогрев за 2 с и выдают максимальную температуру 1350 °C.

6. Турбодизель дороже бензинового ДВС в обслуживании

Как мы уже упоминали, моторное масло на автомобилях с дизелями приходится менять чаще, чем на бензиновых машинах.

К тому же объем масла для заливки в дизельные агрегаты, как правило, больше, чем у бензиновых машин, а «расходники»(фильтры и свечи) дороже, да и топливный фильтр к тому же требует частой замены.

Однако дизельный мотор потребляет в среднем на 20% меньше топлива, чем бензиновый. Соответственно общие затраты (скажем, по итогам года) будут у дизельных машин либо сопоставимы с таковыми у бензинового транспорта.

Правда и то, что обслуживание уже не новых дизельных моторов может обойтись дороже, чем бензиновых, если речь пойдет о замене в частности двухмассового маховика, турбокомпрессора, инжекторов и т.д. С другой стороны, как правило, дизельные автомобили теряют в цене намного медленнее чем бензиновые аналоги.

7. Дизель вибронагруженный

Ввиду особенностей конструкции (прежде всего высокой степени сжатия, отсутствия классических свечей зажигания и меньшее, чем в бензиновых агрегатах, время, отведенное на смесеобразование и подрыв) шум от дизельного двигателя на холостых оборотах выше в сравнении с бензиновыми аналогами.

Кроме того, двигатели на солярке, как правило, отличаются более высокой в сравнению с бензиновыми моторами вибронагруженностью, которая, впрочем, уменьшается по мере прогрева дизельного агрегата. Впрочем, все зависит от класса автомобиля и его возраста.

Дорогие автомобили сегодня оснащают мощной виброшумоизоляцией, они имеют эффективные вибропоглощающие опоры силового агрегата и/или, к примеру, такое ноу-хау, как аккумуляторные топливные системы высокого давления (Common-rail), снижающие шум прежде всего за счет разделения одного импульса впрыска на несколько.

Триботехнический состав Супротек «Off-Road 4×4 ДВС» (дизель) в масло дизельного двигателя внедорожника | SUPROTEC

 

Триботехнический состав «Off-road 4×4 ДВС» создает условия, при которых поверхности в узлах трения двигателя оказываются покрыты металлическим защитным слоем с особой структурой. Этот слой частично восстанавливает размеры и геометрию изношенных деталей, оптимизирует зазоры в парах трения, удерживает большее количество масла на поверхностях трения.

Это обеспечивает следующие эффекты от применения состава:

  • Повышение мощности и экономия топлива — частичное восстановление износа ЦПГ и плотный масляный слой уплотняют зазоры в цилиндро-поршневой группе, обеспечивают необходимую газоплотность. Это восстанавливает компрессию и выравнивает ее по цилиндрам, повышает качество сгорания топлива. Кроме того, плотный масляный слой смещает режим трения в сторону гидродинамического, что  снижает потери на трение. Все это приводит к увеличению мощности двигателя при одновременной экономии топлива на 6-8%.
  • Снижение угара масла – защитный слой восстанавливает плотность узла гильза – кольцо – поршневая канавка. Это улучшает съем масла со стенок цилиндра и снижает его угар в камере сгорания, особенно при повышенных оборотах двигателя.
  • Уменьшение вибрации и шумов – восстановление и выравнивание компрессии по цилиндрам приводит к ровной работе двигателя. Кроме того, плотный слой масла смягчает перекладку поршней. Все это снижает вибрацию и шум в двигателе.
  • Снижение токсичности и дымности – восстановление компрессии и оптимизация зазоров в цилиндро-поршневой группе обеспечивают качественное сгорание топлива и снижают угар масла, что приводит к снижению токсичности и дымности двигателя.
  • Восстановление функциональных свойств гидрокомпенсаторов – защитный слой восстанавливает оптимальные зазоры в гидрокомпенсаторах, что нормализует масляное давление и обеспечивает качественную работу механизма.
  • Увеличение ресурса — защитный слой значительно снижает интенсивность изнашивания наиболее нагруженных деталей трения, которые определяют ресурс двигателя.
  • Защита при повышенных нагрузках – защитный слой значительно эффективней предотвращает износ деталей трения при повышенных нагрузках за счет структурных особенностей (микротвердость и микроупругость) и удержания большего количества масла.
  • Облегчение запуска и защита при «холодном пуске» – обработанные поверхности способны удерживать масляный слой при длительном простое. Это облегчает совершение первых оборотов и  предотвращает повышенный износ двигателя при масляном голодании в момент запуска, что особенно актуально при отрицательной температуре окружающей среды.
  • Защита при активной езде – обработанные поверхности удерживают более плотный масляный слой, который снижает износ и компенсирует масляное голодание в моменты быстрого набора оборотов двигателя.
  • Снижение вероятности поломок при аварийной потере масла – защитный слой за счет повышенной прочности и способности лучше удерживать масло на поверхности способен продлить работоспособность двигателя в случае если масло перестало поступать в зоны трения.

Эффективность триботехнического состава была доказана в ходе независимых испытаний.

ВНИМАНИЕ! Этот состав был снят с производства в 2019 году. Ему на замену выпускается универсальный состав «Актив ПРЕМИУМ» для двигателей любого типа с рабочим объемом от 2,5 до 5 литров или объемом масла в двигателе от 7 до 9,5 литров. Новый состав имеет тот же принцип действия, назначение и не меньшую эффективность, что и состав, описанный на этой странице.

 

 

 

Объяснение функции двигателей с воспламенением от сжатия

Дизельные двигатели — это рабочие лошадки как в промышленности, так и в производительности. Но чтобы по-настоящему оценить их, важно понять, как они работают.

Дизельные двигатели являются основным двигателем в промышленности. Дизельные двигатели повсеместно подходят для тяжелых условий эксплуатации, требующих высокого крутящего момента, долговечности и превосходной экономии топлива. Отрасли автомобильного, морского и железнодорожного транспорта в значительной степени полагаются на дизельные двигатели, а не на бензиновые двигатели.Даже многие электростанции вырабатывают электроэнергию с помощью больших дизельных двигателей. И, конечно же, почти все тяжелое строительное, сельскохозяйственное и горнодобывающее оборудование работает на дизельном топливе. Мировая торговля эффективно работает на дизельной энергии. Несмотря на то, что они схожи по внешнему виду, важные различия отделяют дизельные и бензиновые двигатели друг от друга и определяют, какой тип двигателя лучше всего подходит для любого конкретного применения, включая грузовики и автомобили.

В отличие от обычного бензинового двигателя, дизель впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр во время рабочего такта, который затем воспламеняется из-за высоких температур цилиндра.

Дизельные и бензиновые двигатели относятся к двигателям внутреннего сгорания (ВС). Топливо и воздух объединяются и сжигаются внутри двигателя, чтобы получить мощность. Подобно бензиновому двигателю, дизельный двигатель имеет цилиндры, коленчатый вал, шатуны и поршни для передачи энергии топлива от линейного к вращательному движению. Основное различие заключается в способе воспламенения топливно-воздушной смеси. Бензиновые двигатели — это двигатели с искровым зажиганием, а дизельные двигатели — это двигатели с воспламенением от сжатия.

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, циклы

  • Впуск
  • Сжатие
  • Горение (расширение)
  • Выхлоп

Эти циклы в основном одинаковы для обоих типов двигателей, за исключением цикла сгорания, когда бензиновый двигатель запускается искрой, а дизель — сжатием. Разница является ключевой в превосходстве дизеля для применений, требующих высокой эффективности и высокого крутящего момента с хорошей топливной экономичностью.

ГОРЕНИЕ

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания забирает предварительно смешанное топливо и воздух через систему впуска, сжимает его в каждом цилиндре с помощью поршня и воспламеняет смесь с помощью свечи зажигания. Топливо добавляется во время такта впуска, чтобы создать желаемую топливно-воздушную смесь, готовую к сгоранию. Последующий цикл сгорания расширяет горящую смесь и повышает давление в цилиндре, чтобы толкнуть поршень вниз и создать крутящий момент.

В дизельном двигателе воздух и топливо предварительно не смешиваются.Воздух вводится в цилиндры и сжимается поршнем до гораздо более высокого давления, чем в бензиновом двигателе; в некоторых случаях до 25: 1. Это механическое или адиабатическое сжатие приводит к перегреву воздуха до 400 ° или более. В этот момент топливо впрыскивается в горячий сжатый воздух, вызывая его мгновенное возгорание. Создается более высокое давление в цилиндре, создавая больший крутящий момент для привода автомобиля.

Вот деталь, которую вы не найдете в дизельном двигателе. В отличие от бензиновых двигателей, которым требуется триггерное событие — сильный электрический разряд — для инициирования сгорания, дизельные двигатели полагаются исключительно на температуру сжатого воздуха в верхней мертвой точке.

КАЧЕСТВО СМЕСИ

Дизельные двигатели

обеспечивают более высокий КПД по нескольким причинам. Одна веская причина заключается в том, что более высокое давление в цилиндре во время впрыска топлива создает гораздо более плотную смесь, которая дает более сильный удар; плотность смеси имеет первостепенное значение для создания энергии. Более высокая степень сжатия также заставляет топливо сгорать более полно, высвобождая больше энергии, поскольку дизельное топливо дает более высокую плотность энергии. Кроме того, уникальная способность дизеля впрыскивать топливо на протяжении большей части рабочего хода помогает создать более высокое среднее давление в цилиндре, чем сопоставимый бензиновый двигатель.Дизельное топливо также имеет смазывающий компонент, который помогает снизить трение в цилиндрах.

Камера сгорания в головке поршня дизельного двигателя представляет собой неглубокую камеру с центральным конусом для облегчения распределения смеси из топлива под высоким давлением, впрыскиваемого непосредственно над ней. «В приложениях с высокими эксплуатационными характеристиками решающее значение имеет сочетание угла распыления впрыска и конструкции тарелки», — отмечает Дж. Дж. Циммерман из Diamond Pistons. «Большая часть нашего времени инженеров тратится на эту конкретную арену, поскольку именно здесь можно выиграть или проиграть гонки.”

Хотя начало сгорания отличается от типичного бензинового двигателя, фундаментальное различие также существует в конструкции камеры сгорания для оптимизации распыления топлива. У большинства бензиновых двигателей камера сгорания находится в головке блока цилиндров, но в дизельном двигателе камера сгорания расположена внутри днища поршня. Поршень дизеля имеет контурное углубление или чашу в центре днища поршня, где происходит сгорание. В центре чаши конусообразный выступ находится прямо под топливной форсункой.

Конус и камера захваченного поршня под головкой блока цилиндров способствуют оптимизированному распылению топлива в пространстве сгорания под высоким давлением. Эта форма камеры «конус в короне» обычно упоминается как конструкция «мексиканской шляпы» (сомбреро), и она почти универсальна для дизельных поршней. Высокоэффективная камера в центре поршня централизует большую часть силы, создаваемой циклом расширения (сгорания), и направляет ее прямо вниз по шатуну к ходу коленчатого вала.

Кованые сменные поршни из сплава 2618 компании Diamond Pistons для Cummins, Duramax и Power Stroke (показаны) заполняют пустоту для специалистов по восстановлению рабочих характеристик, нуждающихся в высококачественных сменных поршнях, соответствующих коэффициентам сжатия OEM и предлагающим полное покрытие поршней и штифты из инструментальной стали DLC h23.

Другое отличие состоит в том, что дизельный двигатель дросселируется за счет подачи топлива, в то время как бензиновый двигатель дросселируется за счет подачи воздуха. Поскольку воздушный поток не дросселируется, дизельный двигатель также не создает вакуума.Подача топлива осуществляется прямым впрыском в цилиндр, направленным прямо на верхнюю часть поршня. Это очень важно для качества топливной смеси и последующей эффективности сгорания.

Прямой впрыск делает процесс сгорания проще и эффективнее. Дизельные двигатели работают при значительно более бедном соотношении воздух-топливо, чем бензиновые двигатели, обычно от 25: 1 до 40: 1 по сравнению с обычным бензиновым диапазоном от 12: 1 до 15: 1. Современные дизельные двигатели с прямым впрыском впрыскивают топливо при давлении, приближающемся (или в некоторых случаях превышающем) 30 000 фунтов на квадратный дюйм.Это обеспечивает наилучшее возможное распыление не только для эффективного сжигания, но и с низким уровнем отходящего тепла. А бедные смеси являются ключевой причиной такой топливной экономичности дизелей.

СРОКИ

Еще одно интересное различие между дизельным и бензиновым двигателями — это синхронизация форсунок по сравнению с синхронизацией зажигания. В бензиновых двигателях момент зажигания относится к точке, в которой горение инициируется свечой зажигания. В дизельном двигателе синхронизация относится к началу события впрыска топлива, которое рассчитывается по времени, чтобы воспользоваться точкой максимального сжатия смеси.

Хотя в основном он используется в грузовых автомобилях, дизельные двигатели нашли большой успех в грузовых автомобилях. 6,8-литровый автомобиль Райана Милликена ’66 Nova с двигателем Cummins — это автомобиль с радиальными шинами, который доказывает, что дизельное топливо многогранно. В двигателе используются поршни Diamond Pistons и турбонагнетатель Massive Garrett GTX5533R, позволяющий совершать дымные пасы на четверть мили.

ТУРБОНАДДУВ

Для дизельных двигателей

требуются более прочные компоненты, в первую очередь из-за более высокого давления в цилиндрах и высокого крутящего момента.Давление в цилиндрах постепенно возрастает до 3600 фунтов на квадратный дюйм в современных приложениях с турбонаддувом и более 8000 фунтов на квадратный дюйм в приложениях с высокой производительностью. На 4-дюймовом отверстии это может составлять 45 000 фунтов давления, толкающего поршень вниз. Следовательно, блок цилиндров, коленчатый вал, шатуны, поршни, головки цилиндров и клапаны — все значительно прочнее, чем у бензинового двигателя. Поскольку они предназначены для работы под высоким давлением, большая часть дизельных двигателей оснащена турбонаддувом.

Турбокомпрессоры

идеально подходят для дизелей, поскольку они повторно используют отработанные выхлопные газы для эффективного наддува двигателя, который уже рассчитан на работу при высоком давлении в цилиндрах.Тепловой КПД дизельного двигателя эффективно повышается за счет турбонаддува, поскольку он существенно увеличивает объем воздуха, поступающего в двигатель, что позволяет впрыскивать больше топлива. Топливо создает энергию, но для ее разблокировки требуется воздух.

Отношение крутящего момента к мощности дизельных двигателей обычно составляет около 2: 1, но многие промышленные двигатели достигают отношения 3: 1 или 4: 1 в отличие от типичного отношения 1: 1, создаваемого бензиновым двигателем. Дизели эффективны по крутящему моменту, потому что они создают высокое давление в цилиндре за счет очень эффективного сгорания, и они применяют его к длинному ходу коленчатого вала, что увеличивает рычаг.Турбонаддув добавляет совершенно новый фактор в уравнение крутящего момента, поскольку он снижает насосные потери во время такта впуска и резко увеличивает давление в цилиндре во время рабочего такта. Дизели любят повышать давление. Дизельные двигатели нередко работают в два, три или более раз над давлением наддува, обычно используемым в бензиновых двигателях.

На отечественном рынке дизельных двигателей преобладают двигатели GM Duramax, Dodge Cummins и Ford PowerStroke.

УПРАВЛЕНИЕ ВПРЫСКАМИ

Среди других распространенных практик настройки увеличение времени впрыска и его более ранний запуск создает большее давление в цилиндре.Множественные события впрыска (пилотный впрыск) за цикл мощности теперь также являются обычным явлением. Таким образом, сгорание инициируется и усиливается за счет дополнительных впрысков в течение каждого цикла. Это позволяет максимально использовать преимущества более высоких уровней наддува с эффективностью сгорания для создания более высокого давления в цилиндрах.

По своей природе процесс сгорания дизельного двигателя имеет тенденцию сопротивляться плавности и однородности, в первую очередь из-за колебаний нагрузки и температуры. Важнейшей целью ужесточения контроля за процессом впрыска является уменьшение отклонений сгорания от цикла к циклу.Современные датчики и система управления двигателем помогают сгладить ситуацию, а современные дизели тише и мощнее, чем когда-либо. Системы управления и впрыск Common Rail под более высоким давлением теперь способны производить до трех впрысков на одно событие сгорания, и они могут варьировать каждый впрыск с большим или меньшим количеством топлива и более высоким или более низким давлением, что считается необходимым для оптимального сгорания.

Diamond предлагает поршни для популярных дизелей в кованых конфигурациях 2618, а также термическое покрытие и покрытие юбки, а также штифты из инструментальной стали.

УДВИЖЕНИЕ ПОРШНЯ ДИЗЕЛЯ

Все это делает поршень главным в повышении давления сгорания. Хотя дизели, как правило, имеют очень прочную архитектуру, поршень — это игрок, которому необходимо постоянно повышать свою квалификацию.

Diamond Pistons представляет собой полную линейку сменных поршней из кованого алюминия для всех распространенных дизельных платформ последних моделей. Из них основными игроками являются Dodge Cummins, GM Duramax и Ford Power Stroke. Эти поршни поддерживают рынок дизельных двигателей для восстановления рабочих характеристик с помощью стандартных и негабаритных поршней из сплава 2618, изготовленных из сплава 2618, которые жестко анодированы и поставляются с наручными штифтами из инструментальной стали H23 с алмазоподобным покрытием DLC (алмазоподобное покрытие) — отличный шаг в обеспечении высококачественных поршней для соревнований и гоночных дизелей. Приложения.

Рынок дизельного топлива стремительно растет уже более десяти лет. OEM-производители и энтузиасты бешено продвигают технологию. Diamond быстро реагирует на растущий рыночный спрос, чтобы гарантировать, что они могут поставлять поршни, которые удовлетворят все потребности своих клиентов в производительности.

История дизельного двигателя и его изобретатель — Diesel Power Gear

Ожидается, что мировой рыночный спрос на все типы дизельных двигателей будет расти беспрецедентными темпами до 2025 года.Другими словами, дизельные двигатели никуда не денутся в ближайшее время.

Но как долго они существуют? Кто изобрел дизельный двигатель? Если вы когда-нибудь задумывались об истории дизельного двигателя, мы собираемся вам рассказать.

И даже загадочная смерть.

Начало

Дизельный двигатель был изобретен во время промышленной революции немецким инженером. Рудольф Дизель вырос во Франции, но затем уехал в Англию во время франко-германской войны.После войны он вернулся в Германию, чтобы изучать конструкцию двигателей.

В 1880-х годах все самые значительные изобретения были связаны с паром. Паровые двигатели потребляли много угля, были очень дорогими и крайне неэффективными. Крупные компании могли себе их позволить, в то время как мелкие компании изо всех сил пытались не отставать.

Изучая термодинамику, Дизель обнаружил, что он может создать двигатель внутреннего сгорания меньшего размера, который преобразует все тепло в работу. Этот двигатель оказался революционным среди паровых двигателей и конных экипажей XIX века.

Середина

Рудольф Дизель провел следующие несколько лет, работая над своими проектами. Среди них был двигатель на солнечной энергии, двигатель внутреннего сгорания и двигатель, который теоретически мог превращать 75% тепла в энергию.

Он намеревался доказать свою теорию о том, что его двигатель может быть эффективен на 75%. Хотя ему не удалось получить такой выдающийся результат, он все же получил двигатель с КПД 25%, который был вдвое лучше, чем у любого из его соперников.

Проблема с первыми дизельными двигателями в том, что они оказались ненадежными.Хотя многие люди купили его двигатели, многие в конечном итоге вернули их и попросили возмещение. Это привело Дизеля в финансовую яму, из которой он никогда не мог выбраться.

Дизель добился успеха в вооруженных силах, потому что дизельное топливо было тяжелее и с меньшей вероятностью взорвалось. В 1904 году французская армия начала использовать дизельные двигатели на своих подводных лодках.

Конец

В 1913 году Рудольф Дизель направлялся на встречу с британским флотом, чтобы заключить сделку об установке его двигателей на их подводные лодки.Где-то за Ла-Маншем Дизель переборщил.

Некоторые считают, что он прыгнул из-за финансовых затруднений. Другие думали, что его бросили.

Некоторые из наиболее популярных теорий вокруг его смерти включают:

  1. Другие страны не хотели, чтобы его патенты использовались для помощи британскому правительству.
  2. Крупные нефтяные компании чувствовали угрозу, потому что он верил в использование растительного масла.
  3. Угольные магнаты опасались, что пар теряет актуальность.
  4. Немецкие военные опасались, что он поделится своими новыми смертоносными проектами подводных лодок.

История дизельного двигателя

История дизельного двигателя полна новшеств и загадок. К сожалению, Дизеля не было поблизости, чтобы увидеть реальные возможности своего изобретения.

В конце концов, армии будут использовать их для всего, от поездов до лодок и грузовиков. Помимо использования в военных целях, дизельные двигатели используются для питания трубопроводов, гидроустановок, гражданских автомобилей и грузовиков, морских судов, заводов и т. Д.

Дизельные двигатели изменили способ работы в мире, поскольку они позволяют создавать лодки большего размера, более мощные двигатели и больше торговать за границей.

Теперь есть энтузиасты дизельных двигателей. Если вы оказались одним из таких энтузиастов, приходите к нам. У нас есть все самое последнее и лучшее оборудование для вашего грузовика с дизельным двигателем.

Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы — Требования к двигателю внутреннего сгорания (ДВС)

Стационарные двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (CI) для городских районов Аляски:

  • Владельцы и операторы стационарных двигателей CI с рабочим объемом менее 30 литров на цилиндр, подпадающие под действие стандарта New Source Performance Standard (NSPS), должны приобретать топливо, соответствующее требованиям 40 CFR 80.510 (b) для внедорожного дизельного топлива, для которого требуется максимальное содержание серы 15 частей на миллион.
  • Владельцы и операторы стационарных двигателей CI с рабочим объемом 30 литров на цилиндр или более должны начать использовать содержание серы 1000 ppm с 1 июня 2012 г.

Городские районы Аляски должны соответствовать Стандартам характеристик новых источников (NSPS) для стационарных двигателей, как требуется для остальных 48 штатов, хотя некоторые положения были предоставлены удаленным районам Аляски.

Стационарные двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (CI) для сельских районов Аляски:

В первоначальном NSPS, EPA согласился отложить требования к сере для дизельного топлива, предназначенного для стационарных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в отдаленных районах Аляски, недоступных для Федеральной автострады, до 1 декабря 2010 года, с 2011 года. Стационарные двигатели CI модельного года и более поздние, работавшие в сельской местности на Аляске до 1 декабря 2010 года. Требовалось, чтобы модели 2011 года и более поздние соответствовали требованиям содержания серы в 15 ppm для дизельного топлива.

В первоначальных окончательных правилах EPA разрешало штату Аляска представить альтернативный план по реализации требований к коммунальным предприятиям общественного сектора, расположенным в отдаленных районах Аляски, недоступных для FAHS. Штату Аляска было предоставлено продление для предоставления альтернативного плана. 31 октября 2008 г. штат Аляска подал запрос на внесение нескольких изменений в NSPS, касающихся двигателей, расположенных в отдаленных районах.

Штат Аляска запросил:

  • позволяет требованиям владельца / оператора NSPS применяться только к двигателям 2011 модельного года и более поздних версий;
  • придерживается крайнего срока 1 декабря 2010 г. для перехода регулируемых двигателей на ULSD;
  • разрешает дальнейшее использование судовых дизельных двигателей с одноконтурной рубашкой и водяным кожухом для применения на основной мощности;
  • снимает ограничения на использование топлива, смешанного с отработанным смазочным маслом, которое не соответствует требованиям к топливу 40 CFR часть 60, подраздел III;
  • пересматривает требования к конструкции системы контроля выбросов, необходимые для соответствия новым стандартам выбросов NSPS в отношении усовершенствованной доочистки выхлопных газов.

Закон EPA , признающий обстоятельства отдаленной Аляски, обнародовал несколько поправок к двигателям, используемым на отдаленной Аляске для небольших объектов (источники по районам).

The EPA :

  • освободил все двигатели до 2014 модельного года от требований по содержанию серы в дизельном топливе;
  • позволил владельцам и операторам стационарных двигателей CI, расположенных в отдаленных районах Аляски, использовать двигатели, сертифицированные по стандартам судовых двигателей, а не по стандартам наземных двигателей для внедорожных транспортных средств; и
  • отменил требования к использованию устройств последующей обработки NOx, в частности SCR, для двигателей, используемых на удаленной Аляске;
  • отменил требования к использованию устройств последующей обработки для PM до 2014 модельного года;
  • и допускал смешивание отработанного смазочного масла в объемах до 1 л.75 процентов от общего количества топлива, содержание серы в используемом топливе составляет менее 200 частей на миллион, а использованное смазочное масло соответствует требованиям, т. Е. Соответствует уровням спецификации и свойствам 40 CFR 279.11.

Указывает на внешний сайт.

Дизельный двигатель — The Hindu

Почему в дизельных двигателях внутреннего сгорания не требуется свеча зажигания для воспламенения топлива, в отличие от бензиновых двигателей?

Jayakrishnan.V

Коччи, Керала

Свечи зажигания используются в бензиновых двигателях для зажигания топливовоздушной смеси, тогда как в дизельных двигателях наличие свечей зажигания не обязательно. Технически бензиновые двигатели называются двигателями с искровым зажиганием (SI), а дизельные двигатели — двигателями с воспламенением от сжатия (CI). В двигателях SI воздух и топливо (бензин) смешиваются в карбюраторе и затем через впускной коллектор подается в двигатель, после чего воздушно-топливная смесь сжимается внутри цилиндра.

В конце сжатия зажигается искра, а затем происходит сгорание, от которого достигается рабочий такт. Обычно степень сжатия двигателей SI находится в диапазоне 6-8. Это доказывает, что в бензиновых двигателях только компрессия не заставляет топливо сгорать.

С технической точки зрения этот процесс регулируется процессом постоянного объема или циклом Отто. Но в случае с дизельными двигателями свечи зажигания не нужны. Воздух из атмосферы всасывается в цилиндр двигателя, а затем воздух сжимается до высокого давления, что в конечном итоге приводит к повышению температуры, поэтому, когда дизельное топливо подается в конце такта сжатия, развиваемая температура более достаточна для зажигают дизельное топливо, это заставляет топливо сгорать, а затем происходит расширение газов от того места, где достигается рабочий ход.

Это исключает использование свечей зажигания, поскольку температура, необходимая для воспламенения топлива, достигается непосредственно при сжатии, поэтому всегда сжатие дизельных двигателей будет в диапазоне 12-14. Этот тип процесса регулируется процессом постоянного давления. Это заставляет идентифицировать двигатели. В бензиновых двигателях будут свечи зажигания, но в случае дизельных двигателей будет присутствовать топливный насос.

А.Л. Амарнатх

Шивакаси, Тамил Наду

Биография Рудольфа Дизеля, изобретателя дизельного двигателя

Двигатель, носящий его имя, открыл новую главу в промышленной революции, но немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913), выросший во Франции, первоначально думал, что его изобретение поможет малому бизнесу и ремесленникам, а не промышленникам.По правде говоря, дизельные двигатели являются обычным явлением для транспортных средств всех типов, особенно тех, которые должны тянуть тяжелые грузы (грузовики или поезда) или выполнять много работы, например, на ферме или на электростанции.

Благодаря этому усовершенствованию двигателя его влияние на мир сегодня очевидно. Но его смерть более века назад остается загадкой.

Быстрые факты: Рудольф Дизель

  • Профессия: Инженер
  • Известен: Изобретатель дизельного двигателя
  • Родился: 18 марта 1858 г. в Париже, Франция
  • Родители: Теодор Дизель и Элиз Штробель
  • Умерли: 29 или 30 сентября 1913 года, в Ла-Манше
  • Образование: Высшая техническая школа, Мюнхен, Германия; Индустриальная школа Аугсбурга, Королевский баварский политехнический институт Мюнхена (Политехнический институт)
  • Опубликованные работы: «Теория и конструкция рационального теплового двигателя», 1893 г.
  • Супруга: Марта Флаше (м.1883)
  • Дети: Рудольф-младший (р. 1883), Хедди (р. 1885) и Ойген (р. 1889)
  • Примечательная цитата: «Я твердо уверен, что автомобильный двигатель появится, и тогда я считаю дело своей жизни завершенным «.

Ранняя жизнь

Рудольф Дизель родился в Париже, Франция, в 1858 году. Его родители были баварскими иммигрантами. Когда разразилась франко-германская война, семья была депортирована в Англию в 1870 году. Оттуда Дизель отправился в Германию, чтобы учиться в Мюнхенском политехническом институте, где он преуспел в инженерии.После окончания учебы он работал инженером по холодильному оборудованию в Париже, в компании Linde Ice Machine, начиная с 1880 года. Он изучал термодинамику под руководством Карла фон Линде, главы компании, в Мюнхене.

Однако его настоящая любовь заключалась в конструкции двигателей, и в течение следующих нескольких лет он начал исследовать ряд идей. Один из них касался поиска способа помочь малому бизнесу конкурировать с крупными отраслями, у которых были деньги, чтобы использовать мощность паровых двигателей. Другой — как использовать законы термодинамики для создания более эффективного двигателя.По его мнению, создание лучшего двигателя поможет маленьким людям, независимым ремесленникам и предпринимателям.

В 1890 году он устроился на работу во главе инженерного отдела той же холодильной фирмы в Берлине, и в свободное от работы время (чтобы сохранить свои патенты) экспериментировал с конструкциями двигателей. В разработке его проектов ему помогали Maschinenfabrik Augsburg, которая сейчас называется MAN Diesel, и Friedrich Krupp AG, которая сейчас называется ThyssenKrupp.

Дизельный двигатель

Коллекционер печати / Getty Images

Рудольф Дизель разработал множество тепловых двигателей, в том числе воздушный двигатель на солнечной энергии.В 1892 году он подал заявку на патент и получил патент на разработку своего дизельного двигателя. В 1893 году он опубликовал статью, описывающую двигатель внутреннего сгорания внутри цилиндра. В Аугсбурге, Германия, 10 августа 1893 года первая модель Рудольфа Дизеля, единственный 10-футовый железный цилиндр с маховиком в основании, впервые заработала от собственного источника энергии. В том же году он получил там патент на двигатель и патент на усовершенствование.

Дизель потратил еще два года на усовершенствования и в 1896 году продемонстрировал другую модель с теоретической эффективностью 75 процентов, в отличие от 10-процентной эффективности парового двигателя или других ранних двигателей внутреннего сгорания.Продолжались работы по созданию серийного образца. В 1898 году Рудольф Дизель получил патент США № 608 845 на двигатель внутреннего сгорания.

Его наследие

У изобретений Рудольфа Дизеля есть три общих черты: они связаны с передачей тепла естественными физическими процессами или законами, они предполагают явно творческий механический дизайн, и они изначально были мотивированы концепцией социологических потребностей изобретателя — путем поиска способа позволить независимым мастерам и ремесленники, чтобы конкурировать с крупной промышленностью.

Последний гол оказался не совсем таким, как ожидал Дизель. Его изобретение могло быть использовано малым бизнесом, но и промышленники его приняли с энтузиазмом. Его двигатель сразу же заработал, и его применение повсюду стало толчком к быстрому развитию промышленной революции.

После его смерти дизельные двигатели стали обычным явлением в автомобилях, грузовиках (начиная с 1920-х годов), на кораблях (после Второй мировой войны), поездах (начиная с 1930-х годов) и т.д.Современные дизельные двигатели представляют собой усовершенствованные версии оригинальной концепции Рудольфа Дизеля.

Его двигатели использовались для питания трубопроводов, электрических и гидроустановок, автомобилей и грузовиков, а также морских судов, а вскоре после этого использовались в шахтах, нефтяных месторождениях, фабриках и заокеанском судоходстве. Более эффективные и мощные двигатели позволяли лодкам быть больше и продавать больше товаров за границу.

К концу XIX века Дизель стал миллионером, но из-за неудачных вложений он в конце жизни оказался в большом долгу.

Его смерть

В 1913 году Рудольф Дизель исчез по пути в Лондон, когда на океанском пароходе возвращался из Бельгии, чтобы присутствовать на «закладке нового завода по производству дизельных двигателей» и встретиться с британским флотом по поводу установки его двигателя на их подводные лодки ». — говорит канал. Предполагается, что он утонул в Ла-Манше. Некоторые подозревают, что он покончил жизнь самоубийством из-за больших долгов, из-за плохих вложений и плохого здоровья, информация, которая появилась только после его смерти.

Однако сразу же появились теории о том, что ему помогли за борт. Одна из газет того времени писала: «Изобретателя бросили в море, чтобы остановить продажу патентов британскому правительству», — отмечает BBC. Приближалась Первая мировая война, и двигатели Дизеля превратились в подводные лодки и корабли союзников, хотя последние предназначались в первую очередь для Второй мировой войны.

Дизель был сторонником растительного масла в качестве топлива, что поставило его в противоречие с постоянно растущей нефтяной промышленностью и привело, как сообщает BBC, к теории о том, что Дизель был «убит агентами из крупных нефтяных трестов».«Или это могли быть угольные магнаты, как предполагали другие, потому что паровые двигатели работали на тоннах и тоннах газа. Теории держали его имя в газетах в течение многих лет и даже включали попытку убийства немецкими шпионами, чтобы помешать ему делиться подробностями о разработке подводной лодки.

Источники

Дизельный двигатель

| Работа, типы, приложения [Полное руководство с изображениями]

Что такое дизельный двигатель?

Дизельный двигатель — это машина (двигатель внутреннего сгорания), которая преобразует химическую энергию дизельного топлива в механическую энергию.Его изобрел Рудольф Дизель.

Это двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе. В дизельном двигателе сгорание топлива происходит из-за высокой температуры и давления внутри камеры сгорания.

Типы дизельных двигателей

По количеству тактов, необходимых для завершения процесса сгорания, дизельные двигатели можно разделить на два типа.

  1. Двухтактный дизельный двигатель
  2. Дизельный двигатель четырехтактный

Работа дизельного двигателя

Дизельный двигатель работает по дизельному циклу.Независимо от количества ходов, необходимых для завершения процесса сгорания, дизельный двигатель выполняет следующие действия.

Примечание. Здесь нас не особо интересуют двухтактные или четырехтактные двигатели.

Шаг 1: Всасывание воздуха из окружающей среды

На этом этапе двигатель всасывает воздух из окружающей среды, а затем сжимает его.

Шаг 2: Впрыск топлива

На этом этапе в двигатель впрыскивается топливо при очень высокой температуре и давлении.

Шаг 3: Сжигание

Из-за очень высокой температуры и давления внутри двигателя топливо взрывается, что приводит к возвратно-поступательному движению поршня.

Шаг 3: Выхлоп

На этом этапе выхлопные газы процесса сгорания производятся из двигателя.

Опять всасывается свежий воздух, и цикл продолжается и продолжается.

Описание дизельного цикла

Дизельный двигатель работает по дизельному циклу.В дизельном цикле четыре процесса (как показано на диаграмме)

Дизельный цикл

Процесс 1-2

Это изоэнтропическое сжатие воздуха, всасываемого из окружающей среды. В этом процессе работа (Win) выполняется системой по сжатию воздуха.

Процесс 2-3

Здесь впрыскивается дизельное топливо. Это изобарный процесс. Здесь топливо горит из-за высокой температуры и давления. В этом процессе двигатель нагревается (Qin).

Процесс 3-4

Это рабочий ход.Это изэнтропический процесс расширения. Полученная здесь работа — Wout.

Процесс 4-1

В этом изохорный процесс. На этом этапе все выхлопные газы процесса сгорания производятся из двигателя. Некоторое количество тепла также теряется с выхлопными газами, то есть Qout.

Преимущества дизельных двигателей

У дизельных двигателей есть несколько преимуществ (по сравнению с бензиновыми или бензиновыми двигателями), некоторые из них.

  • Они эффективнее
  • Они более прочные
  • Они создают больший крутящий момент
  • Отсутствие свечей зажигания снижает стоимость

Ограничения или недостатки дизельных двигателей

Некоторые недостатки дизельных двигателей (по сравнению с бензиновыми или бензиновыми двигателями) есть.

  • Высокая скорость не так хороша
  • Требуется регулярное техобслуживание
  • Они тяжелее

Применения дизельных двигателей

Есть несколько применений дизельных двигателей, и некоторые из них.

  • Дизель-генераторы
  • Локомотивы
  • Сельхозтехника
  • В строительной технике
  • На грузовых и круизных судах
  • В автобусах и грузовиках

Сравнение дизельных и бензиновых двигателей

Дизельные двигатели Бензиновые двигатели
Используются для тяжелых условий эксплуатации Используются для относительно легких условий эксплуатации
Обычно это низкооборотные двигатели Обычно это относительно быстроходные двигатели
Стоимость их обслуживания высока У них относительно меньшая стоимость обслуживания
Высокая степень сжатия (15-20) Низкая степень сжатия (6-10)
Относительно сложно запустить Легко запускается
Горение происходит при постоянном давлении Горение происходит при постоянном объеме
Возгорание происходит из-за высокого сжатия Заряд (воздушно-топливная смесь) воспламеняется искрой
Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания с помощью системы впрыска топлива Карбюратор используется для приготовления топливовоздушной смеси
Только воздухозаборник происходит во время такта всасывания Впуск топливовоздушной смеси происходит во время такта всасывания

Рудольф Дизель — Ученый дня

Рудольф Дизель, немецкий инженер и изобретатель, родился в марте.18, 1858. Дизель вырос в эпоху паровой машины, которую мы могли бы назвать двигателем внешнего сгорания, где тепло, источник энергии, вырабатывается вне силового цилиндра. Разрабатывались двигатели внутреннего сгорания, использующие взрыв внутри цилиндра для получения энергии, но они были невероятно неэффективными, как и паровые двигатели (преобразовывая только около 10% энергии, используемой для работы). Примерно в 1890 году Дизель начал разрабатывать в своем уме двигатель внутреннего сгорания другого типа, в котором воспламенение топлива и расширение цилиндра происходили таким образом, чтобы поддерживать почти постоянную температуру внутри.Инженеры называют это изотермической реакцией, и ее эффективность составляет до 50%. Он получил патент на свой двигатель с воспламенением от сжатия в 1893 году и начал попытки создать работающую модель. Вот где он столкнулся с проблемой. Поскольку у дизельного двигателя не будет внешнего источника воспламенения, но он будет сжимать газы до такого высокого давления и температуры, что они могут самовоспламеняться, двигатель должен был быть исключительно прочным и выдерживать невероятные нагрузки. И все же, если двигатель станет слишком громоздким и тяжелым, его нельзя будет использовать для мобильных двигателей.Дизель получил финансовую поддержку от промышленности, и к 1897 году у него был уже работающий двигатель. Вы можете увидеть оригинальную модель в Немецком музее в Мюнхене (, первое изображение ). Усовершенствованный двигатель был представлен на Всемирной выставке в Париже в 1900 году ( второе изображение ), где он выиграл главный приз, а к 1905 году дизельные двигатели заняли свое место на промышленных предприятиях ( третье изображение )

Только в 1908 году дизельный двигатель стал жизнеспособной альтернативой пару, и это произошло главным образом потому, что в том же году закончился патент Diesel и больше не было необходимости платить лицензионные сборы.Гарантированные годы вызвали бурю споров по поводу того, действительно ли Дизель изобрел двигатель, носящий его имя. Дизель был очень подавлен всем этим, и 29 сентября 1913 года он сел на паром в Антверпене и затем исчез.