Принцип работы дизельного двигателя – чтобы смог понять каждый!

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

Устройство дизельного двигателя – основные детали

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

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

Принцип работы дизельного двигателя – выбираем тип камеры сгорания

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

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

Как работает дизельный двигатель – тактность мотора

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

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

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

Как устроен дизельный двигатель – современные реалии

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

Кроме того, благодаря регулируемому впрыску расход топлива сокращается почти на 20 %, при этом возрастает крутящий момент коленчатого вала. Очень важно каждому автолюбителю знать, как устроен дизельный двигатель, а также тенденции его развития. Например, такой популярный в последних моделях дизелей турбонаддув также эффективно повышает качество езды, мощность мотора увеличивается без насилования коленвала, его обороты остаются прежними.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Дизельные двигатели: устройство и принцип работы

Раньше дизельный двигатель отличался дымностью, шумностью, неприятными запахами и тихоходностью. Сегодня у него высокая топливная экономичность и завидная эластичность. Его динамика порой недоступна даже машинам на бензине.

Однако для них требуется качественное дизтопливо, а ремонтировать их совсем недешево. В чем принцип работы и устройство дизельного двигателя? Какими он обладает преимуществами? 

О типах дизелей

Получили распространение силовые установки, имеющие раздельную камеру сгорания, в которые горючее подается в объем особой камеры в головке блока сверху цилиндра.Эти объемы соединяет канал. 

Форма вихревой камеры энергично закручивает воздушный поток, обеспечивая лучшее смешение и воспламенение без внешних источников. Эти процессы продолжаются также в основной камере сгорания.

Дизели с раздельной камерой сгорания имеют меньшую шумность, поскольку вихревая камера гасит скорость роста давления в начале самовоспламенения. В дизелях без такого элемента самовоспламенение протекает прямо в объеме надпоршневого пространства. Поэтому они отличаются шумностью.

О работе дизельных моторов

Дизельный двигатель не нуждается в искровых свечах. Все начинается с заполнения цилиндров воздушной средой. При приходе поршня в верхнее положение(ВМТ) воздушная порция над цилиндром разогревается до 750 ± 50^оС и туда производится впрыск горючего, самовоспламеняющееся в отсутствии искрового разряда.

Дизельная силовая установка все же обладает свечами накала, чтобы разогревать к/с, чтобы облегчить пуск мотора в морозы. Они выглядят как спирали из металла, возможно, керамики, помещаемые в вихревую камеру (форкамеру) при наличии раздельной к/с,а также прямо в объем нераздельной к/с.

При запуске двигателя свечи накаливания сразу же разогреваются до 1000^оС и прогревают к/с для облегчения самовозгорания микста, образованного из топлива и воздуха.

Конструктивные отличия

По основному устройству дизели подобны бензиновым инжекторным моторам. Но вес подобных деталей дизеля по сравнению, с работающими на бензине, больше и лучше переносят высокое давление.

Дизели отличаются своими поршнями. Их форма диктуется разновидностью к/с и по ней просто выявить для какого двигателя предназначен этот поршень.К/с обычно располагается в поршне, верх которого, достигая ВМТ, выступает выше плоскости блока цилиндров.

Дизели характеризуется сжатием в 21±3 единицы, бензиновый – 10±1 единица. Он имеет принципиальную разницу над двигателем на бензине в формировании, воспламенении и сгорании горючей смеси.

Воздух и топливо в дизелях подается раздельно. Почти у всех современных дизелей имеется система наддува, повышающая его возможности. Чтобы оптимизировать наддув при любых оборотах, геометрия турбонагнетателей делается изменяемой. КПД, крутящий момент и вес агрегатов дизеля больше бензиновых.

Топливоподача в дизельном агрегате

В ДВС, включая дизели, очень важна подача топлива. Она обеспечивает подачу требуемой дозы горючего в нужное время и при необходимом значении давления в объем над цилиндром.

В прошлом был распространен механический впрыск горючего, затем появилась система на основе насоса-форсунки. Теперь более известен проект Common Rail.

ТНВД

Посредством топливного насоса высокого давления (ТНВД) в необходимом порядке нагнетается заданная доза горючего посредством гидромеханических форсунок, смонтированных в цилиндрах. Открытие таких форсунок происходит только тогда, когда давление достигнет наивысшего значения, а закрытие – после падения.

ТНВД делятся на рядные многоплунжерные и распределительные. Первый тип выглядит в виде отдельных секций. Причем одна секция приходится на один цилиндр. Она состоит из пары гильза-плунжер, а приводом для них служит кулачковый вал.Располагаются секции в таких узлах в ряд, поэтому они так и названы.

Рядные насосы сегодня устарели, поскольку не обеспечивают нормативов экологического и шумового характера. Стоит отметить следующее: величина давления впрыска связано с оборотами двигателя. 

Второй тип ТНВД в состоянии обеспечить большое давление впрыска по сравнению с первыми и после них токсичность выхлопа отвечает экологическим нормам. Создаваемый ими напор также связан с режимом работы дизельной силовой установки.

В данных ТНВД процесс нагнетания топлива выполняет всего единственный плунжерный распределитель, который при поступательном перемещении подает дизтопливо, а при вращательном распределяет по цилиндрам, используя форсунки.Этот компактный насос обеспечивает завидную равномерность дозирования горючего до форсунок и надежность работы при высоких оборотах. 

Но для них требуется совершенно чистое и качественное дизтопливо еще и потому, что оно является смазкой для всех трущихся частей, которые имеют очень малые зазоры.

Строгие экологические требования, введенные 30 лет назад для дизельных двигателей, заставили заводы улучшать технологию топливоподачи. Было понятно, что с устаревшей механической системой питания с этой задачей не справится.  

Кардинального изменения ситуации можно было ожидать лишь, оптимизировав процесс горения микста топливо-воздух, обеспечив воспламенение всего его объема почти мгновенно, но, чтобы такое произошло нужна высокая точность дозировки и периода впрыска.

А получить такое можно лишь увеличением давления впрыска горючего и наличием электронного управления ходом топливоподачи. С увеличением давления впрыска вместе с улучшением распыла становится лучше смешение дизтоплива с воздухом.

Такое позволяет добиться практически полного сгорания горючего и снижает загрязненность выхлопных газов. Обычная система с ТНВД с таким повышением давления не справится из-за волнового гидравлического давления. Дальнейшее его повышение приведет к поломке топливопроводов.

Топливоподача в насосах-форсунках и Common Rail

Понадобились новые системы топливоподачи. И их удалось создать: объединив форсунки с плунжерным насосом для получения системы насос-форсунка, а заставив ТНВД нагнетать напор в рампе, была создана топливоподача Common Rail, откуда форсунки получают горючее и производится впрыск, которым руководит электронный блок управления (ЭБУ).

Монтируется насосно-форсуночный симбиоз в головке блока цилиндров и действуют от толкателя с кулачковым распредвалом. Подающими и сливными магистралями являются сверления в головке блока. Поэтому величина напора, развиваемая ими, достигает 2200 бар.

Дозируется высоконапорное горючее и управляется угол опережения впрыска ЭБУ, подачей команд на запорные электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны насоса-форсунок.

Им доступна многоимпульсная работа. Вначале подается малая доза, а затем основная, что способствует смягчению функционирования мотора и снижению токсичности выхлопа. Но показатель давления впрыска в насос-форсунках изменяется с оборотами мотора, и они довольно дороги.   

Систему топливоподачи Common Rail стали устанавливать на машины, выпускаемые серийно, 23 года назад. Система подает топливо под высоким напором в к/с независимо от изменения скорости вращения коленвала и не связано с нагрузкой. 

ТВНД в Common Rail применяется для накачки рампы горючим высокого давления и не занято функцией дозирования горючего и изменения начала впрыска. В состав Common Rail входит аккумулятор высокого давления (рампа), топливный насос, ЭБУ и набор форсунок, завязанных на аккумулирующую емкость.

Горючее в рампе всегда находится под постоянным давлением величиной 1,8±2 тыс. бар, которое поддерживается ЭБУ изменением производительности ТНВД, и на это не могут повлиять ни обороты, ни нагрузка на мотор, ни последовательность, по которой работают цилиндры.

Управление форсунками осуществляет ЭБУ путем расчета оптимума времени и периода впрыска, получая сигналы, которые посылают датчики о позиции педали газа, давлении в рампе, температуре мотора, нагрузке и др.

Форсунки делятся на электромагнитные и пьезоэлектрические. Последние отличаются быстротой функционирования и прецизионностью дозировки. Также они рассчитаны на многоимпульсный режим работы. Предварительно подается несколько капель, которые, сгорая, повышают температуру над цилиндром. А затем подается основная доза. 

Дизельному агрегату – мотору с самовоспламенением горючего при сжатии – такая ступенчатая подача топлива очень полезна, поскольку способствует плавному увеличению давления в цилиндрах. В результате наблюдается мягкое, тихое и экологичное функционирование.

Способ многократной подачи горючего также снижает температуру в цилиндрах и уменьшает образование NО в выхлопе дизельного двигателя.

Возможности агрегата с Common Rail определяет давление впрыска.У третьего поколения этой системы характерное давление составляет 2,0 тыс. бар. Четвертое поколение, готовое к серийному выпуску, будет выдавать давление 2,5 тыс. бар.

Дизельные двигатели: ремонт

Эти моторы чаще всего ломаются из-за следующих причин:

• низкого качества солярки;
• заводского брака или частностей мотора;
• непрофессионального техобслуживания и недостаточно грамотного использования;
• естественного износа мотора и системы питания;
• низкого качества ремонта и запчастей.

В автосервисе Дизель-Моторс можно сделать ремонт дизельного двигателя любого типа. Причем мы гарантируем высокое качество ремонта, квалифицированное обслуживание и доступные цены. 

Принцип работы и устройство дизельного двигателя — Рамблер/авто

Конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики предопределили страсть или отторжение автомобилистов по отношению к агрегатам на «тяжелом топливе». Так как же работает дизельный двигатель, каково его устройство, принцип работы и преимущества?

Времена, когда автомобиль с дизельными моторами ассоциировались с чадящими и тихоходными, давно остались за поворотом. Каждый автомобилист знает, что транспортное средство с агрегатом на «тяжелом топливе» издает характерные тарахтящие звуки, его выхлоп странно пахнет. Современные моторы награждают своих владельцев умеренным расходом топлива, впечатляющей эластичностью (крутящим моментом, доступным в относительно широком диапазоне оборотов) и иногда ошеломительной динамикой на зависть некоторым бензиновым автомобилям. Но при этом они требовательны к качеству солярки, а ремонт компонентов топливной системы может быть весьма дорогим.

Особенности конструкции

Дизельные двигатели, разумеется, не имеют таких колоссальных отличий как роторно-поршневой двигатель Ванкеля, устройство которого абсолютно не похоже на «анатомию» традиционного ДВС, но у него имеется ряд особенностей, которые проводят между ним и бензиновыми моторами черту.

У дизеля также есть кривошипно-шатунный механизм, но его степень сжатия существенно выше – 19-24 единицы против 9-11 единиц соответственно. Принципиальное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в том, как формируется, воспламеняется и сгорает топливно-воздушная смесь.

У дизельного ДВС отсутствуют свечи зажигания и, соответственно, воспламенение топливно-воздушной смеси происходит от сжатия. При этом, воздух и солярка подаются раздельно. Также следует отметить, что практически ни один современный дизель не обходится без системы наддува, которая используется для повышения рабочих характеристик агрегата. Для оптимизации наддува в максимально широком диапазоне оборотов используются турбонагнетатели с изменяемой геометрией. Дизельный агрегат имеет более высокий коэффициент полезного действия, но он тяжелее, не имеет дроссельную заслонку и выдает больший крутящий момент при низких оборотах, нежели бензиновый ДВС.

Принцип работы дизельного двигателя

Как работает дизельный двигатель и, самое главное, как происходит воспламенение топлива в камере сгорания, если у агрегата данного типа нет свечей зажигания? Сперва воздух поступает в цилиндры. В конце такта сжатия, когда поршень почти достиг верхней мертвой точки, температура воздуха в камере сгорания достигает высоких значений (порядка 700-800 градусов) и затем в цилиндры впрыскивается дизельное топливо, которое воспламеняется самостоятельно, без искрового зажигания. Тем не менее, свечи в дизельном агрегате все-таки есть, но то – свечи накаливания, а не зажигания, которые нагревают камеру сгорания для облегчения запуска двигателя в холодное время.

Они представляет собой спираль (бывают с металлической и керамические), могут быть установлены в вихревой камере или в форкамере (если речь идет об агрегатах с раздельной камерой сгорания) или непосредственно в камере сгорания (если она нераздельная). При включении зажигания свечи накаливания практически мгновенно, за считанные секунды они раскаляются до температур в районе тысячи градусов и нагревают воздух в камере сгорания, облегчая процесс самовоспламенения топливно-воздушной смеси.

Типы дизельных двигателей

Широко распространены моторы с раздельной камерой сгорания – топливо впрыскивается в специальную камеру в головке блока над цилиндром и соединенную с ним каналом, а процесс горения происходит не совсем так как у бензиновых ДВС. В этой вихревой камере поток воздуха интенсивнее закручивается, что способствует более эффективному смесеобразованию и самовоспламенению, которое продолжается в основной камере сгорания. Кстати, дизельные моторы с раздельной камерой сгорания менее шумные из-за того, что применение вихревой камеры снижает интенсивность нарастания давления при самовоспламенении.

У дизелей с неразделенной камерой сгорания процесс самовоспламенения происходит непосредственно в надпоршневом пространстве. Агрегаты данного типа несколько шумнее.

Что такое Common Rail

Common Rail – современная система впрыска топлива, разработанная компанией Bosch и использующая принцип подачи солярки к форсункам от топливной рампы, являющейся аккумулятором высокого давления. Common Rail позволяет сделать агрегат тише, при этом более экономичным и экологичным. Еще одним преимуществом использования общей топливной рампы являются широкие возможности регулировки давления топлива и момента его впрыска, поскольку эти процессы разделены.

Система включает в себя ТНВД (топливный насос высокого давления), пьезоэлектрические форсунки, топливную рампу, регулятор давления топлива и клапан дозирования топлива. Интересно, что на заре своей эволюции дизельные агрегаты имели не в пример более простую топливную аппаратуру с механическими форсунками и несопоставимо более низким давлением солярки на фоне современных систем.

Дитя прогресса

Не так давно дизельные моторы были экологически «грязными» и достаточно слабыми, но с некоторых пор агрегаты данного типа кардинально изменились, а отдельные представители племени достойны спорткаров. К таковым относится рядный шестицилиндровый мотор BMW объемом 3,0 л с четырьмя турбонагнетателями.

Кстати, конструкция этого мотора наглядно демонстрирует собой прогресс агрегатов на «тяжелом топливе». Техношедевр оснащен двумя малоинерционными турбонагнетателями низкого давления и еще двумя высокого, причем один из них вступает в дело за пределами 2500 об/мин. Пьезофорсунки впрыскивают топливо под колоссальным давлением в 2500 бар. На выходе – 400 л.с. и 760 Нм. Интересно, что 450 Нм доступны уже при 1000 об/мин! Вот такие они, современные дизельные двигатели.

Работа четырехтактного двигателя внутреннего сгорания — устройство и принцип действия

В основе работы двигателей внутреннего сгорания лежит преобразование энергии топлива в энергию движения. Транспорт оснащен бензиновым или дизельным двигателями. Бензиновый и дизельный двигатели еще называют двигателями внутреннего сгорания. Такое название они получили, потому что топливо сгорает внутри их, в цилиндрах. Часть энергии от сгорания топлива превращается в механическую энергию, а остаток выделяется в виде тепла.

Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания используются в большинстве автомобилей и судов. Они также приводят в движение некоторые локомотивы, к примеру всеми известный в СССР Тепловоз 2ТЭ116, который и дальше продолжает служить. Помимо этого бензиновые и дизельные двигатели устанавливают на аварийных электростанциях.

Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания: история создания и принцип действия

В 1876 году немецкий инженер Николаус Отто изобрел и запатентовал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.

Конструкции четырехтактных дизельных и бензиновых двигателей очень похожи. В обоих случаях смесь топлива и воздуха подается в цилиндр, снабженный поршнем. Цилиндров может быть от 4 до 8 и даже более. Они работают последовательно, чтобы поддерживать постоянную мощность двигателя. Цикл работы каждого цилиндра состоит из 4 тактов — движения поршня.

Цикл начинается с 1 такта — впуска. Открывается впускной клапан, под действием коленчатого вала поршень двигается вниз, засасывая в цилиндр топливо и воздух.

Затем впускной клапан закрывается, и поршень толкаемый кривошипом, возвращается в цилиндр, сжимая топливо-воздушную смесь и тем самым разогревая ее. Этот 2 такт называется сжатием. В бензиновых двигателях в этот момент смесь воспламеняется свечой зажигания. При сгорании смесь расширяется. Происходит 3 такт — рабочий ход. Давление газов заставляет поршень двигаться вниз и вращать коленчатый вал.

В конце рабочего хода открывается впускной клапан, и начинается выход отработанных газов. Этот 4 такт называется выпуском. В это же время коленчатый вал толкает поршень обратно вверх, вытесняя из цилиндра оставшиеся газы. Когда процесс заканчивается, начинается новый 4-тактный цикл.

Схема работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Далее на инфографике изображена принципиальная схема всех четырех тактов.

1. Впуск: поршень идет вниз, засасывая воздух и топливо в цилиндр.
2. Сжатие: поршень поднимается и сжимает топливную смесь.

3. Рабочий ход: искра воспламеняет топливно-воздушную смесь и газы толкают поршень вниз.
4. Выпуск: поршень поднимается и цилиндр и выталкивает отработанные газы.

Конструкция двигателя Отто была усовершенствована и доработана другим немецким инженером Готлибом Даймлером (1834 — 1900). Даймлер запатентовал более мощную и быстроходную модель двигателя в 1887 г. Обычный двигатель внутреннего сгорания может иметь 8 или даже дольше цилиндров. В каждом цилиндре поршень после поджигания топливно-воздушной смеси движется вниз и вращает коленчатый вал. Специальные клапаны осуществляют впуск топливно-воздушной смеси и выпуск отработанных газов.

Четырехтактные двигатели применяются в основном в автомобилестроении. Цикл их работы состоит из 4 тактов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Только такт рабочего хода заставляет коленчатый вал вращаться. В современных автомобильных двигателях имеется сразу несколько цилиндров. Поршни, находящиеся в этих цилиндрах, последовательно выполняют каждый из 4 тактов рабочего цикла.

Дизельные двигатели: история создания и принцип действия

В 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель (1859 — 1913) изобрел двигатель, получивший его имя.

В дизельном двигателе топливно-воздушная смесь сжимается до давления, примерно вдвое превышающего давление в бензиновом двигателе. В результате смесь становится настолько горячей, что самовоспламеняется без электрической искры. Дизельные двигатели дешевле, чем бензиновые. Кроме того, дизельные двигатели обладают большей мощностью по сравнению с бензиновыми.

А знаете ли вы, что железнодорожные локомотивы оснащены дизельным двигателем, движение колесных пар приводятся в движение с помощью электротяги. Дело в том, что в дизельных электровозах электрическая энергия, двигающая колеса, образуется за счет работы дизельных двигателей. Турбонасос постоянно накачивает в двигатель воздух, повышая его мощность.

Роторный двигатель: история создания и его работа на видео

Немецкий инженер Феликс Ванкель (1902-1988) изобрел в 1957 году роторный двигатель.

Вместо поршней и цилиндров в нем было 2 треугольных ротора, вращавшихся в специальных камерах.

Усовершенствование двигателей

Бензиновые и дизельные двигатели постоянно совершенствуются для повышения эффективности работы их работы и снижения загрязнения окружающей среды. В современных двигателях карбюратор заменяют электронной системой впрыска топлива в цилиндр во время такта впуска. Микропроцессор контролирует количество подаваемого топлива и время сгорания топливно-воздушной смеси, повышая эффективность сгорания топлива и препятствуя образованию избыточного количества выхлопных газов. Интересны экспериментальные образцы двигателя без ремня ГРМ, в котором роль газораспределительного механизма играют электронные актуаторы.

Работа дизельного двигателя

Работа дизельного двигателя, а точнее его рабочий цикл состоит из четырех постоянно повторяющихся тактов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

В начале работы дизельного двигателя в цилиндр поступает воздух. Воздух начинает сжиматься с очень высокой степенью сжатия, это приводит к повышению давления и соответственно температуры. В конце такта сжатия в определенное время в нагретый воздух происходит впрыск дизельного топлива с помощью специального устройства —форсунки. Дизельное топливо от соприкосновения с горячим сжатым воздухом самовоспламеняется, поэтому вы наверно слышали, дизельный двигатель так и называют двигатель с воспламенением от сжатия. Рабочая смесь в таком двигателе образуется непосредственно в цилиндре.

Работа дизельного двигателя на такте впуска.

Поршень движется от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Во время этого такта в цилиндре создается разрежение.  Впускной клапан открывается и происходит наполнение чистым воздухом (очистку воздуха обеспечивает воздухоочиститель). В цилиндре остаются отработавшие газы, которые смешиваются с воздухом. Во время такта впуска давление воздуха в цилиндре может колебатся от 80 до 90 кПа, а температура где-то от 50 до 75 градусов.

Работа дизельного двигателя во время

такта сжатия.

Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом впускной и выпускной клапаны находятся в закрытом положении. Объем воздуха уменьшается, а давление пропорционально увеличивается, при этом увеличивается и температура. Давление воздуха может составлять 3,5 МПА, а температура держится на уровне 650-700 градусов. Чтобы обеспечить надежную раюоту двигателя необходимо, чтобы температура была значительно выше температуры самовоспламенения дизельного топлива.

Работа дизельного двигателя во время такта

рабочего хода.

При такте расширения, так его еще называют. Оба клапана находятся в закрытом состоянии. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке в горячий и сжатый воздух впрыскивается мелко распыленное, дисперсное дизельное топливо давление составляет 20—22 МПа. Это давление нагнетает топливный насос. Топливо поступает в цилиндр, перемешиваясь с воздухом нагревается, далее испаряется и воспламеняется. При сгорании топлива в цилиндре давление составляет около 6-8 Мпа, а температура 1800-200 градусов. Образовавшиеся газы действуют на днище поршня и перемещают его от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Этот такт совершает работа, поэтому он считается основным тактом рабочего цикла.

Работа дизельного двигателя во время такта выпуска.

Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом открыт выпускной клапан, через который вытесняются отработавшие газы из цилиндра. Давление при такте пуска составляет 110-120 кПа, а температура, 600-700 градусов.

{jcomments on}

Проект “Дизельный двигатель” — презентация онлайн

1. Физика

Проект “Дизельный двигатель”
СОЗДАТЕЛЬ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ОТ ДРУГИХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО
СГОРАНИЯ
НЕДОСТАТКИ ДАННОГО ДВИГАТЕЛЯ

3. Создатель дизельного двигателя

СОЗДАТЕЛЬ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
• Рудо́льф Кристиа́н Карл
Ди́ зель — немецкий
инженер и изобретатель,
создатель дизельного
двигателя.
• Родился: 18 марта 1858
г., Париж, Франция
• Умер: 29 сентября 1913
г., Ла-Манш
далее

4. Создатель дизельного двигателя

СОЗДАТЕЛЬ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
• Рудольф Дизель обучался в Германии, закончил училище, а затем
Аугсбургскую политехническую школу.
• С 1893 года Дизель ведет разработки нового двигателя на
Аугсбургском машиностроительном заводе при финансовом
участии компаний Фридриха Круппа и братьев Зульцер.
• 1 января 1898 года Дизель открыл собственный завод по
производству дизельных двигателей. Работа шла успешно.
Первый корабль с дизельным двигателем был построен в 1903
году, через пять лет построен первый дизельный двигатель
малых размеров, первый грузовой автомобиль и первый
локомотив на дизельном двигателе.
вернуться

5. Принцип работы и устройство дизельного двигателя

ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЬНОГО
ДВИГАТЕЛЯ
Устройство дизельного двигателя
представлено следующим образом.
Начинается все с впускного клапана,
посредством которого воздух может
попасть в рабочие цилиндры. Поршень
создает необходимое давление, чтобы
попадаемый воздух нагрелся до
требуемой температуры, а коленчатый вал
воспринимает усилие, поступающее от
поршня, и преобразует его в крутящий
момент.
далее

6. Принцип работы и устройство дизельного двигателя

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

7. Отличительные особенности дизельного двигателя

далее
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
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.

8. Отличительные особенности дизельного двигателя

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
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.
вернуться

9. Недостатки

НЕДОСТАТКИ
Явными недостатками дизельных двигателей являются необходимость
использования стартера большой мощности, помутнение и застывание
летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность
в ремонте и регулировке топливной аппаратуры (ТНВД), так как
насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с
высокой точностью. Также дизель-моторы крайне чувствительны к
загрязнению топлива механическими частицами и водой. Такие
загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя.

10. Благодарим за внимание

HTTPS://RU.WIKIMEDIA.ORG
HTTP://WWW.TECHGIDRAVLIKA.RU
HTTP://JOYREACTOR.CC/

Двухтактный дизельный двигатель: устройство и принцип работы

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

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

Строение

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

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

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

• насосов;
• продувочных камер;
• компрессоров.

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

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

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

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

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

Как работает?

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

Для двухтактных дизельных двигателей принцип работы следующий:

1. Поршень из НМТ начинает двигаться вверх. В цилиндре имеется воздух. Приходе поршня вверх он сжимается, а когда поршень подходит к ВМТ, впрыскивается порция свежего топлива. При этом горючее самовоспламеняется и осуществляется рабочий ход.
2. Продукты сгорания толкают поршень, вследствие чего тот движется вниз. Когда поршень доходит до НМТ, осуществляется продувка —воздух замещает продукты сгорания. Это является завершением цикла.

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

Мифы о двухтактных дизельных моторах

Существует несколько распространенных мифов касательно двухтактных двигателей:

1. Слишком медленная работа. В действительности современные моторы с турбонаддувом гораздо эффективнее предыдущих моделей.
2. Такие моторы слишком громкие. Чтобы этого избежать, необходима правильная настройка двигателя. При правильном выполнении всех настроек работа мотора происходит немногим громче бензинового аналога. Высокий уровень шума свидетельствует о неправильной настройке мотора или его неисправности. Для старых моделей высокий уровень шума — характерная черта, создание появление аккумуляторных систем с высоким давлением существенно снизило уровень шума.
3. Покупать дизель выгоднее бензина. Это так, но лишь отчасти. Несколько лет назад дизельное топливо стоило намного дешевле бензина, однако сегодня разница составляет всего 10-20%. Основная экономичность заключается в способности теплотворной способности горючего.
4. Такие моторы плохо заводятся зимой. Раньше проблемы с ними действительно возникали. Однако современные автомобили с дизельными двигателями оснащены быстрым запуском, что снижает время на ежедневные подготовки к поездкам.

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

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

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

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

Преимущества

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

Другие достоинства:

1. Небольшой размер. Для установки агрегата требуется совсем немного места. Такие моторы легко умещаются под капотом транспортных средств.
2. Небольшая масса. Стандартный турбодизель весит почти в 2 раза больше, чем двухтактный дизельный двигатель.
3. Значительная экономия топлива. Расход горючего снижен практически в 2 раза по сравнению с обычным дизельным агрегатом.
4. Простая конструкция. При обслуживании таких двигателей нет необходимости применять специальные технологии.

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

Недостатки

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

Другие недостатки:

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

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

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

Итоги

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

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

Как работает дизельный двигатель

Дизельный двигатель — один из типов двигателей внутреннего сгорания. Основное различие в принципе работы бензинового и дизельного двигателя заключается в способах образования смеси топлива и воздуха, воспламенения и сгорания. Обычно дизельные двигатели всегда использовались в грузовиках, фургонах или такси. Со временем дизельные двигатели и их системы впрыска стали более экономичными, поэтому многие современные автомобили оснащены дизельными двигателями.

Принцип работы дизельного двигателя

Многие водители спрашивают: как работают дизельные двигатели? Итак, мы отвечаем на этот вопрос. Принцип работы дизельного двигателя основан на воспламенении от сжатия, то есть воспламенение топлива вызывается повышенной температурой воздуха в цилиндре из-за механического сжатия в конце такта сжатия.

Различия между бензиновыми и дизельными двигателями

Начинающие водители часто интересуются, — Чем отличается дизельный двигатель от бензинового? В бензиновом двигателе во впускной системе образуется горючая смесь.Свечи зажигания принудительно воспламеняют горючую смесь в цилиндре.

В дизельном двигателе воздух и топливо подаются в цилиндры раздельно. Сначала в цилиндры поступает воздух. Затем в конце такта сжатия температура воздуха достигает 800 градусов, поэтому при впрыске солярки в цилиндры происходит самовоспламенение. Система электрического зажигания не нужна.

Вы можете спросить: как работает дизельный впрыск? Смешивание воздуха и топлива в дизельном топливе происходит за очень короткий промежуток времени.Дизельное топливо, подаваемое под высоким давлением в цилиндр, распыляется на мелкие частицы из форсунки, обеспечивая полное и быстрое сгорание горючей смеси.

В чем преимущества дизельных двигателей?

Преимущества дизельных двигателей перед бензиновыми:

• снижение эксплуатационных расходов;
• больший КПД;
• меньшая цена на дизельное топливо;
• увеличенные интервалы обслуживания.

Недостатки дизельного двигателя:

• повышенный шум и вибрация;
• малой мощности;
• проблема холодного запуска;
• Проблемы с зимней соляркой.

Как работает дизельный двигатель

В дизелях используются неотделимые камеры сгорания. Камера сгорания имеет один объем, ограниченный днищем поршня 3 . Камера сгорания имеет один объем, ограниченный днищем поршня, головкой двигателя и стенками цилиндра.

Камеры сгорания имеют особую форму для лучшего перемешивания горючей смеси. Углубление 1 днища поршня способствует созданию вихревого движения воздуха. Форсунка 2 впрыскивает тонко распыленное топливо через несколько отверстий. Это основные особенности работы дизельного двигателя.

Понимание цикла — двухтактный дизельный цикл

Если вы читали «Как работают двухтактные двигатели», вы узнали, что одно большое различие между двухтактными и четырехтактными двигателями заключается в количестве мощности, которую может производить двигатель.Свеча зажигания срабатывает в два раза чаще в двухтактном двигателе — один раз на каждый оборот коленчатого вала, по сравнению с одним разом на каждые два оборота в четырехтактном двигателе. Это означает, что двухтактный двигатель может производить в два раза больше мощности , чем четырехтактный двигатель того же размера.

В статье о двухтактном двигателе также объясняется, что цикл бензинового двигателя, в котором газ и воздух смешиваются и сжимаются вместе, на самом деле не идеально подходит для двухтактного подхода.Проблема в том, что часть несгоревшего топлива вытекает каждый раз, когда цилиндр заправляется топливовоздушной смесью. (Подробности см. В разделе «Как работают двухтактные двигатели».)

Оказывается, дизельный подход, при котором сжимается только воздух, а затем впрыскивается топливо непосредственно в сжатый воздух, намного лучше подходит для двухтактного цикла. Поэтому многие производители больших дизельных двигателей используют этот подход для создания двигателей большой мощности.

На рисунке показана схема типичного двухтактного дизельного двигателя:

В верхней части цилиндра обычно находятся два или четыре выпускных клапана, которые открываются одновременно.Также имеется инжектор дизельного топлива (показан желтым наверху). Поршень удлиненный, как в бензиновом двухтактном двигателе, поэтому он может действовать как впускной клапан. В нижней части хода поршня поршень открывает отверстия для забора воздуха. Всасываемый воздух нагнетается турбонагнетателем или нагнетателем (голубой). Картер герметичен и содержит масло, как в четырехтактном двигателе.

Двухтактный дизельный цикл выглядит следующим образом:

1. Когда поршень находится в верхней части своего хода, цилиндр содержит заряд сильно сжатого воздуха.Дизельное топливо впрыскивается в цилиндр форсункой и немедленно воспламеняется из-за тепла и давления внутри цилиндра. Это тот же процесс, который описан в «Как работают дизельные двигатели».
2. Давление, создаваемое сгоранием топлива, толкает поршень вниз. Это с рабочим ходом.
3. Когда поршень приближается к нижней части своего хода, все выпускные клапаны открываются. Выхлопные газы устремляются из цилиндра, сбрасывая давление.
4. Когда поршень опускается до дна, он открывает отверстия для впуска воздуха.Сжатый воздух заполняет цилиндр, вытесняя остатки выхлопных газов.
5. Выпускные клапаны закрываются, и поршень начинает двигаться обратно вверх, снова закрывая впускные отверстия и сжимая свежий заряд воздуха. Это такт сжатия .
6. Когда поршень приближается к верхней части цилиндра, цикл повторяется с шагом 1.

Из этого описания вы можете увидеть большую разницу между двухтактным дизельным двигателем и бензиновым двухтактным двигателем: в дизельном В версии цилиндр заполняется только воздухом, а не смесью газа и воздуха.Это означает, что двухтактный дизельный двигатель не имеет экологических проблем, присущих бензиновому двухтактному двигателю. С другой стороны, двухтактный дизельный двигатель должен иметь турбонагнетатель или нагнетатель, а это значит, что на бензопиле вы никогда не найдете двухтактный дизель — это было бы слишком дорого.

Различные типы дизельных двигателей для грузовиков и их история

Когда вы видите, как эти гигантские грузовики тянут огромные грузы в гору, это может показаться работой стандартного двигателя, но мы в большинстве случаев неправильно понимаем огромную мощность дизельного двигателя. генерирует, чтобы заставить этот процесс работать и выполнить работу.Эти дизельные двигатели являются источником энергии для некоторых из самых больших и сильных машин, таких как грузовики, поезда и корабли.

Что такое дизельный двигатель и как он работает?

Дизельный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, который позволяет сжигать топливо внутри центральной части двигателя путем нагнетания горячего воздуха под высоким давлением в камеру или цилиндры для выработки энергии.

Стандартные бензиновые двигатели, которые используются в наших автомобилях, также являются двигателями внутреннего сгорания, в отличие от двигателей внешнего сгорания, используемых в старых паровозах; тем не менее, дизельный более мощный.

Более того, вы также найдете эти двигатели внутреннего сгорания более эффективными, поскольку они не тратят много энергии, поскольку тепло просто остается в одном месте. Вы также обнаружите, что ваш двигатель внутреннего сгорания производит больше энергии из того же объема топлива, чем любой другой двигатель внешнего сгорания.

Процесс понимания того, как работает дизельный двигатель, можно объяснить четырьмя простыми шагами:

Индукция

Это включает в себя процесс всасывания воздуха, когда поршень движется вниз по каналу и открывает впускной клапан.Главное — сделать это, когда давление воздуха составляет от 1,7 до 2,4 мегапаскалей. Только тогда воздух может быть введен в каждый из цилиндров.

Другие методы запуска зависят от размера двигателя и подключенной нагрузки. Они могут включать использование вспомогательного оборудования, подачу струи сжатого воздуха в приводимый в действие воздухом двигатель, подачу электрического тока на электрический пусковой двигатель и использование небольшого бензинового двигателя, соединенного с маховиком двигателя.

Компрессия

Когда впускной клапан закрывается в нижней части хода, поршень поднимается и сжимает собранный внутри воздух.Дизельный двигатель не использует воздушно-топливную смесь, а сжимает воздух, что предотвращает проблемы с преждевременным зажиганием, которые в основном встречаются в двигателях с искровым зажиганием с высокой степенью сжатия. Более высокие степени сжатия могут быть достигнуты с дизельными двигателями, а также более высокий теоретический КПД цикла.

Зажигание

Когда топливо впрыскивается в верхнюю часть хода, оно затем заставляет поршень опускаться, обеспечивая воспламенение. Дизельный двигатель получает энергию, когда горящее топливо распыляется или впрыскивается в цилиндр, где присутствует горячий сжатый воздух.Однако для того, чтобы этот процесс работал, температура воздуха должна быть выше, чем температура, при которой впрыскиваемое топливо может воспламениться. Это позволит топливу вступить в реакцию с кислородом воздуха и, следовательно, сгореть.

Кроме того, интересно отметить, что эти дизельные двигатели также известны как двигатели с воспламенением от сжатия, потому что нагревание воздуха за счет сжатия, а не электрической искры является причиной начала сгорания.

Выхлоп

Когда поршень движется вверх, он открывает выпускной клапан, позволяя сгоревшему газу выйти.Турбокомпрессор и дополнительный охладитель в дизельных двигателях имеют улучшенные характеристики с точки зрения эффективности и мощности.

Чем дизельный двигатель отличается от бензиновых и бензиновых двигателей?

Хотя дизельный двигатель и бензиновый двигатель имеют много схожих основных компонентов и оба работают в четырехтактном цикле, существует несколько существенных различий в способе воспламенения топлива в обоих этих двигателях и в том, как регулируется выходная мощность.

Ниже приведены наиболее важные различия между ними:

Зажигание

В бензиновом или бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется от искры.Процесс начинается с впрыска топлива и воздуха в небольшие металлические цилиндры, а сжатие поршня делает эту смесь взрывоопасной. Следовательно, он воспламеняется от электрической искры, когда свеча зажигания в двигателе поджигает его. Затем эта топливно-воздушная смесь взорвется, генерируя мощность, достаточную для того, чтобы толкнуть поршень на цилиндр и завести автомобиль.

Хотя дизельные двигатели могут проходить более простой процесс, они гораздо более управляемы. Для зажигания в дизельном двигателе требуется только сжатие воздуха.Когда, с одной стороны, бензиновый двигатель имеет типичную степень сжатия 9: 1, дизельный двигатель работает со степенью сжатия 20: 1. Следовательно, одно только сжатие может воспламенить топливо, когда воздух имеет более высокую температуру, без необходимости в электрической искре или какой-либо другой системе зажигания.

Самый простой способ понять этот процесс — связать его с накачкой велосипедной шины. Вы можете заметить, что помпа нагревается, чем дольше вы ее используете. Это показывает, что при сжатии воздуха выделяется тепло.Таким же образом дизельный двигатель сжимает тепло в еще меньшем пространстве. Это делает воздух горячим; она может достигать 500 ° C, а иногда и выше.

Следовательно, когда топливо впрыскивается, оно мгновенно воспламеняется и взрывается без необходимости в свече зажигания, которая, с другой стороны, требуется в бензиновом или бензиновом двигателе. Весь этот процесс демонстрирует силу и эффективность дизельного двигателя и насколько он важен по сравнению с другими типами двигателей, особенно теми, которые работают на нефти и бензине.

Воздух на всасывание

Дизельный двигатель всегда всасывает одинаковое количество воздуха, независимо от скорости вращения двигателя, через впускной тракт, который открывается и закрывается только с помощью впускного клапана. В то время как в бензиновом двигателе вы обнаружите различное количество всасываемого воздуха. Это будет зависеть от степени открытия дроссельной заслонки.

Конструкция двигателя

Хотя вы можете обнаружить, что дизельный двигатель выглядит почти так же, как бензиновый или бензиновый двигатель и содержит почти равные части, он имеет множество других компонентов, что делает его более долговечным, чем бензиновый или бензиновый двигатель.

Вы обнаружите, что у дизельного двигателя обычно более толстые стенки и больше распорок по сравнению с бензиновым двигателем. Это дает ему дополнительную силу и помогает выдерживать дополнительные нагрузки.

Дизельный двигатель обычно представляет собой более прочный блок с более прочными шатунами, поршнями, крышками подшипников и коленчатыми валами. Поскольку форма камеры сгорания и вихревой камеры дизельного двигателя отличается от бензинового или газового, вы обнаружите, что конструкция головки блока цилиндров для обоих также отличается.

Топливо

Как видно, дизельный двигатель работает на дизельном топливе, а бензиновый двигатель работает на бензине; однако необходимо понимать, как эти различные виды топлива совместимы с работой их двигателей и делают их более эффективными.

Дизельное топливо в основном менее рафинированное, более плотное, более вязкое и менее летучее, чем бензин. Для тех из вас, кто видел слово «derv» на дизельной насосной станции, это топливо для автомобилей с дизельным двигателем.

В этом случае также необходимо учитывать взаимосвязь между дизельным топливом и водой. Он может затвердеть или даже затвердеть, когда он холодный, так как может наблюдаться большое количество воды, которая может замерзнуть. Он может обрабатывать около 50 или 60 частей воды. Это может быть немного проблематично, так как может вызвать замерзание или парафинизацию топливопроводов и форсунок.

Если вы когда-нибудь видели, чтобы зимой кто-то включал лампы на своем грузовике с дизельным двигателем, вы должны понимать, почему. Более того, другие также используют определенные добавки, чтобы избежать этой проблемы.

Что еще более важно, вы обнаружите, что дизельное топливо имеет более высокую плотность энергии, чем бензин и бензин. Эта большая мощность около 147000 БТЕ, вырабатываемая одним галлоном дизельного топлива, в среднем, означает, что он имеет более высокую мощность, эффективность и лучший пробег.

Это также объясняет, почему дизельное топливо используется для питания основных транспортных средств, таких как автобусы, грузовики, поезда, краны, строительное и сельскохозяйственное оборудование, а также лодки, что делает его критически важным для строительства, транспорта и сельского хозяйства, и, следовательно, вся экономика.

Типы дизельных двигателей

Вы обнаружите, что дизельные двигатели бывают двух различных типов: двухтактные и четырехтактные. Ход относится к работе поршня в двигателе, и этим принципиально различаются две модели.

Двухтактный

Двухтактный дизельный двигатель использует ход в двух направлениях для завершения своего цикла. Первый ход — это сжатие, когда поршень движется вверх и приводит к воспламенению сжатого топлива.Второй ход или обратный ход происходит, когда поршень движется вниз только один раз, чтобы подать новое топливо в цилиндр.

Двухтактный двигатель обычно выполняет следующие три необходимых шага:

1. Выпуск и впуск: , когда свежий воздух входит в цилиндр, выталкивая старый через клапаны вверху.
2. Сжатие: это происходит, когда впускной и выпускной клапаны закрываются, и поршень перемещается вверх для сжатия и последующего нагрева воздуха.Топливо добавляется, когда поршень достигает верхней части цилиндра, что приводит к самовозгоранию.
3. Мощность: при воспламенении топливовоздушной смеси поршень будет перемещен вниз, и мощность будет направлена ​​на запуск колес.

Четырехтактные двигатели

Четырехтактный двигатель может быть частью как дизельного двигателя, так и бензинового или бензинового двигателя. Он имеет один такт сжатия и один такт выпуска, а также каждый такт возврата, что в целом делает его четырехтактным двигателем.

Такт сжатия связан со сжатием воздушно-топливной смеси, что приводит к воспламенению, тогда как такт выпуска связан с выпуском сгоревших газов. В этом случае поршень дважды перемещается вверх и вниз.

Четырехтактный двигатель состоит из четырех основных этапов:

1. Впуск: состоит из всасывания воздуха в цилиндр через впускной клапан по мере движения поршня вниз.
2. Сжатие: это происходит, когда поршень движется вверх, закрывая впускной клапан и сжимая воздух для его нагрева.Поскольку в него впрыскивается топливо, зажигание происходит без свечи зажигания.
3. Мощность: с зажиганием, поршень опускается, и мощность передается на колеса.
4. Выхлоп: теперь поршень возвращается, и отработавшие газы далеко выталкиваются через выпускной клапан.

Различия между двумя типами

Хотя существенная разница между двухтактным двигателем и четырехтактным двигателем заключается в количестве тактов, более очевидно, что эти два типа отличаются друг от друга и другими факторами.Некоторые из них указаны ниже:

• Двухтактные двигатели легче и меньше четырехтактных.
• Двухтактные двигатели также более эффективны, потому что они вырабатывают мощность один раз на каждый оборот, а не один раз на каждые два оборота, как в случае с четырехтактными двигателями. Хотя это плюс, это также означает, что двухтактные двигатели могут страдать от более значительного износа. Следовательно, им может потребоваться дополнительное охлаждение и смазка.
• Вы увидите, что большинство дизельных двигателей имеют четырехтактный цикл. Двухтактные обычно используются в более крупных двигателях, например, для кораблей и скутеров. С другой стороны, вы можете обнаружить четырехтактные двигатели, которые обычно используются в легковых, грузовых и других автомобилях.
• Для двухтактных двигателей требуется более легкий маховик, а для четырехтактных двигателей требуется более тяжелый маховик. Четырехтактный двигатель представляет собой более сбалансированную силу с одним оборотом для одного рабочего хода, а двухтактный двигатель создает более неуравновешенное усилие с двумя оборотами для одного рабочего хода.
• Смазка обычно проще для двухтактных двигателей и сложнее для четырехтактных.
• Считается, что двухтактные двигатели шумнее четырехтактных. Они также выделяют больше дыма.
• Двухтактные двигатели намного дешевле четырехтактных, которые могут быть дороже из-за наличия клапана и механизма смазки, а также сравнительной сложности в производстве.

Краткое изложение истории дизельных двигателей

Это было начато Рудольфом Дизелем, немецким инженером, который задумал идею дизельного двигателя, поэтому дизельный двигатель назван его именем.Дизель был тем, кто понял, что такт сжатия может заменить процесс электронного зажигания в существующем бензиновом двигателе. Он предложил этот цикл в своих патентах 1892 и 1893 годов. Он начинался как четырехтактный двигатель.

Вначале в качестве топлива предлагались порошкообразный уголь или жидкая нефть. Первый промышленный двигатель, разработанный по патентам Дизеля, был создан в Сент-Луисе, штат Миссури, Адольфусом Бушем и стал предшественником двигателя Буша-Зульцера. Который был ответственен за приведение в действие многих подводных лодок США во время Первой мировой войны.

Позже вернувшихся в военное время солдат, которые работали с дизельными двигателями, забрали производители, которые хотели разработать двухтактный дизель. Это сделало дизельные двигатели дешевле и проще в производстве.

Позже была внедрена технология впрыска топлива, чтобы удовлетворить растущую потребность в воздушном компрессоре высокого давления. Это началось как насос, созданный для замены воздушного компрессора высокого давления.

Однако необходимо было сделать еще одно улучшение.В выхлопе двигателя образовалось огромное количество дыма, что привело к неправильному сгоранию топлива. Итак, для впрыска топлива в цилиндр была введена форсунка для впрыска топлива.

В 1914 году молодой американский инженер Уильям Т. Прайс также внес свой вклад в разработку дизельного двигателя, работая над двигателем, для которого требовалась более низкая степень сжатия и отсутствие горячих лампочек. Он добился успеха и, следовательно, также подал заявку на патенты. Однако многое еще предстоит сделать, чтобы привести дизельный двигатель в тот вид, который используется сегодня.

В то время двухтактные двигатели обычно использовались для выработки электроэнергии, работы водонасосных установок и моторных лодок, траулеров и буксиров.

В начале 1920-х годов General Electric и Ingersoll-Rand объединились в создании дизель-электрического локомотива. Успех был настолько велик, что на локомотив поступали заказы практически от всех отраслей, включая фабрики, шахты и железные дороги. Теперь они используются в тяжелой строительной технике, мощных сельскохозяйственных тракторах, а также в большинстве больших грузовиков и автобусах.

Несмотря на то, что у использования грузовика с дизельным двигателем есть недостатки, такие как более значительное отсутствие загрязняющих веществ в воздухе, его изобретение по-прежнему является прорывом, внесшим огромный вклад в несколько отраслей промышленности в мире, в основном транспорт, строительство и сельское хозяйство.

Таким образом, крайне важно знать, как был начат этот процесс, и какие типы дизельных двигателей грузовых автомобилей существуют в настоящее время.

Когда дело доходит до ремонта дизельного двигателя, обратитесь в известную службу ремонта дизельного двигателя, специалисты которой могут эффективно и к вашему удовлетворению отремонтировать дизельный двигатель вашего грузовика.

В STP Diesel мы верим в поиск и устранение первопричины неисправности, а не только ее симптомов. Предотвращение повторного ремонта — один из наших основных принципов; Возможность также определить профилактический ремонт является ключом к сохранению вашего снаряжения в дороге.

Лучшее знание того, как работает дизельный двигатель и чем он отличается от других типов двигателей, таких как бензиновые и бензиновые, дает более четкое представление о том, как мы развиваемся в технологическом плане.

Итак, в следующий раз, когда вы увидите, как большой грузовик с дизельным двигателем проезжает мимо вашего автомобиля, таща свой большой груз, вы оцените различия и поймете более важные механизмы, которые работают за его вождением.

STP Diesel в настоящее время обслуживает большую часть Хьюстона, включая The Woodlands, Spring, Conroe, Tomball, Magnolia, Baytown, Sugar Land и Katy.

Компоненты дизельного двигателя и их функциональное применение

Введение

Как правило, двигатели преобразуют тепловую энергию в механическую, направляя газ на поршень и коленчатый вал в сборе. Количество энергии зависит от частоты вращения коленчатых валов согласно техническим условиям. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) более эффективен, чем паровой двигатель, потому что ДВС легко запускать и отключать.ДВС широко используется в сфере транспорта. Важные компоненты двигателей внутреннего сгорания: 1) Топливные системы
2) Системы смазки
3) Системы впуска воздуха
4) Выхлопные системы
5) Системы охлаждения
6) Электрические системы

Топливная система

В двигателе топливо попадает в отверстие цилиндра по следующему пути:

Топливный бак → Водоотделитель → Питающий насос → Фильтр → Топливный насос → Форсунка → Цилиндр

· Топливный бак предназначен для хранения топлива.Обычно он изготавливается из листового металла. В большинстве топливных баков есть указатель уровня топлива для проверки уровня топлива и сливная пробка для слива топлива.

· Водоотделитель используется для отделения грязи и воды от топлива.

· Подающий насос используется для подачи топлива к фильтру и ТНВД.

· Топливная система должна создавать давление в топливе, чтобы открыть форсунку. Давление, необходимое для впрыска топлива в камеру сгорания для компенсации давления сжатия, обычно составляет от 350 до 450 фунтов на квадратный дюйм.Эту работу в основном выполняет ТНВД.

· Форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания. Сопло форсунки распыляет топливо, которое представляет собой дробление топлива на мелкие частицы. Топливо необходимо распылить, когда оно попадает в камеру сгорания. Распыление происходит при давлении от 1500 до 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Система смазки

Различные цели смазки включают:

1) Уменьшает износ и предотвращает заедание трущихся поверхностей

2) Уменьшает мощность, необходимую для преодоления сопротивления трения

3) Отводит тепло от поршня и др. детали

4) Разделяет поршневые кольца и цилиндры

5) Удаляет инородные материалы из двигателя

В этой системе детали двигателя смазываются под давлением.Масло хранится в масляном поддоне, откуда масляный насос пропускает масло через сетчатый фильтр и доставляет его через фильтр в главный канал. Из главной галереи масло поступает к коренным подшипникам. После смазки коренных подшипников часть масла возвращается в поддон, часть разбрызгивается на стенки цилиндра, а оставшееся масло проходит через отверстие к шатунной шейке. От шатунной шейки масло поступает к поршневому пальцу через отверстие в перемычке шатуна, где оно смазывает поршневые кольца.Для смазки распределительного вала и зубчатых колес масло подается через отдельный маслопровод из масляного канала. Смазка толкателей клапанов осуществляется путем соединения основного масляного канала с направляющими поверхностями толкателей через просверленные отверстия. Наш обзорный курс по механическому экзамену FE подробно объясняет фундаментальные концепции и функциональные применения деталей машиностроительного оборудования.

Маслоохладитель

Маслоохладитель используется для охлаждения смазочного масла. Более высокие температуры уменьшают вязкость масла, что вызывает образование вредной масляной пленки между движущимися частями.Для устранения этого используется маслоохладитель двигателя.

Система впуска

Воздух поступает в отверстие цилиндра по следующему пути:

Воздухоочиститель → Турбонагнетатель → Впускной коллектор → Впускной канал → Впускной клапан → Отверстие цилиндра

· Воздухоочиститель представляет собой фильтр, который предотвращает попадание пыли в отверстие цилиндра. Фильтры обычно имеют поры на поверхности, размер которых измеряется микронами. Самое низкое значение в микронах обычно обеспечивает лучшую фильтрацию.Набор фильтров содержит наружные и предохранительные фильтры в тяжелых дизельных двигателях для лучшей фильтрации.

· Нагнетатель клубней — очень важная часть двигателя, которая сжимает воздух из воздушного фильтра. Турбонагнетатели имеют две крыльчатки, закрепленные на одном валу. Эти рабочие колеса приводятся в движение отработанным воздухом. Обычно воздух, всасываемый воздушным фильтром, сжимается перед попаданием в канал цилиндра, что обеспечивает высокую эффективность. Вал будет вращаться со скоростью примерно 100 000 об / мин, что продлит срок службы двигателя.

· Впускной коллектор представляет собой трубу, по которой воздух от турбонагнетателя поступает к впускному отверстию.

· Впускной клапан — это клапан, который пропускает воздух в отверстие цилиндра. Открытие и закрытие клапана контролируется распределительным валом.

Выхлопная система

Выхлопные газы проходят по следующему пути в двигателе:

Отверстие цилиндра → Выпускной клапан → Выпускной канал → Выпускной коллектор → Турбокомпрессор → Глушитель

· Для снижения шума двигателя выхлоп пропускается через глушитель.Выхлопные газы имеют более высокое давление, чем атмосферное; если бы эти газы выбрасывались прямо в атмосферу, раздался бы громкий неприятный шум, похожий на звук выстрела из ружья. Глушитель используется для охлаждения выхлопных газов.

Система охлаждения

Охлаждение двигателя преследует множество целей, в том числе:

1) Поддержание оптимальной температуры для эффективной работы в любых условиях.

2) Чтобы избежать перегрева и защитить компоненты двигателя, включая цилиндры, головку цилиндров, поршни и клапаны.

3) Для сохранения смазывающих свойств масла.

Есть два типа охлаждения:

1) Воздушное охлаждение

2) Водяное охлаждение

Каждый цилиндр в двигателе окружен водяными рубашками. Вода в рубашках поглощает тепло цилиндров. Нагретая вода, проходящая через радиатор, помогает охлаждать воду.

Существует три типа методов водяного охлаждения:

1) Прямой или непрямой метод

2) Термосифонный метод

3) Метод принудительной циркуляции

Инженерам-механикам, готовящимся к экзамену FE, настоятельно рекомендуется рассмотреть нагрев и системы охлаждения перед сдачей экзамена по механике FE.

Электрическая система

Электрическая система двигателя состоит из следующих частей:

1) Стартер
2) Генератор
3) Аккумулятор

· Стартер используется для вращения маховика. Стартер получает питание от аккумулятора. Шестерня стартера входит в зацепление с зубьями кольца маховика и вращается, а затем вращает коленчатый вал. Это вращение коленчатого вала приводит к перемещению поршней в цилиндрах.Поршень всасывает воздух и топливо в камеру сгорания, что приводит к запуску двигателя. После достижения определенных оборотов стартер снимает шестерню с маховика.

· Генератор закреплен на двигателе и имеет шкив. Ремень используется для привода вала генератора. Основная задача генератора — заряжать аккумуляторы.

· Обычно используются две батареи, каждая на 12 Вольт.

50 лет истории строительной техники: пять десятилетий эволюции дизельных двигателей

История дизельного двигателя восходит к концу 1800-х годов. Рудольф Дизель разработал двигатель с воспламенением от сжатия, работающий на арахисовом масле, но нынешняя инфраструктура дизельного топлива была создана из-за экономической «нефтяной лихорадки».

За последние 50 лет, в течение которых был опубликован Equipment Today , эволюция дизельного двигателя прошла путь от ползания до полной скорости.Дизельные двигатели значительно увеличили удельную мощность: двигатели аналогичного размера выдают невероятную мощность и крутящий момент по сравнению с их ранними аналогами.

Во многом это связано с более жесткими допусками и улучшением технологии впрыска топлива. Впрыск топлива, пожалуй, самая важная и сложная часть дизельного двигателя. Никто 50 лет назад не поверил бы, что система впрыска топлива может производить 44 000 фунтов на квадратный дюйм и несколько впрысков за цикл и все еще работать в течение тысяч часов.Это ключевой фактор повышения производительности и соответствия стандартам выбросов.

История строительной техники за 50 лет: интерактивная хронология

Ранняя эволюция

Технология дизельных двигателей для бездорожья развивалась медленно на протяжении 1960-х, 70-х и 80-х годов с постоянным увеличением удельной мощности и постепенным снижением веса. «Существует довольно устойчивая тенденция к большей удельной мощности, меньшему объему двигателя при той же мощности», — отмечает Рич Винзор, старший штатный инженер John Deere Power Systems.

Одним из первых крупных достижений в конце 60-х и начале 70-х годов стал турбонаддув. «Мы пытались получить больше мощности от небольшого рабочего объема», — говорит Дуг Лаудик, менеджер по планированию продукции John Deere Power Systems. Связанное с турбонаддувом охлаждение наддувочного воздуха было еще одной технологией, которая появилась, чтобы выжать больше мощности и эффективности из небольшого рабочего объема. Воздух из турбокомпрессора можно было охладить до того, как он попал в двигатель.

Охлаждение наддувочного воздуха также стало ключом к увеличению срока службы.«В противном случае, если бы вы увеличили мощность, двигатель не выжил бы», — говорит Винзор.

Точно так же давление впрыска топлива играет решающую роль в характеристиках дизельного двигателя для бездорожья. По этой причине давление впрыска топлива всегда было в центре внимания, и оно увеличивалось задолго до появления электроники. «Было проделано много работы по дальнейшему увеличению давления нагнетания», — говорит Винзор. «По сути, он улучшает сгорание, что увеличивает эффективность двигателя, а также уменьшает дымность.”

Стандарты выбросов преобразуют ландшафт

Темпы изменений в отрасли дизельных двигателей для внедорожников резко изменились, когда Агентство по охране окружающей среды США (EPA) опубликовало первые из серии правил по выбросам дизельных двигателей для бездорожья.

Путешествие по выбросам от дизельных двигателей для бездорожья началось в 1996 году с введения стандартов выбросов Tier 1 для двигателей мощностью более 175 л.с. Но пара первых уровней регулирования просто ускорила улучшения, которые уже происходили на рынке.

«На тот момент не было значительных достижений, за исключением того, что двигатели продолжали развиваться из-за более высокого давления впрыска, большего количества турбонаддува и большего охлаждения наддувочного воздуха воздух-воздух», — говорит Лаудик. Никаких реальных технологических прорывов не потребовалось.

Это должно было измениться, поскольку последующие уровни выбросов установили более драконовские ограничения. «Уровень 3 был немного сложнее, — вспоминает Лаудик. Именно здесь некоторые компании использовали разные подходы: одни изменяли настройки двигателей, а другие применяли охлаждаемую рециркуляцию выхлопных газов (EGR), новую технологию для рынка внедорожников.

«Использование системы рециркуляции отработавших газов с охлаждением позволило нам улучшить удельную мощность и производительность», — говорит Лаудик. «Мы увидели довольно существенные улучшения в жидкой экономике». Разница в экономии топлива между различными технологическими подходами стала более важным фактором для клиентов. «Когда разница в экономии топлива составляет от 10% до 12%, это начинает привлекать внимание клиентов».

В этот период произошло, пожалуй, самое значительное изменение в дизельном двигателе — появление электронного управления.Электронный впрыск топлива изменил правила игры в индустрии строительного оборудования. Технологии впрыска топлива шагнули вперед с переходом к впрыску топлива с общей топливной магистралью, которая позволяет создавать более высокие давления, и пьезо-топливным инжекторам, которые создают точные формы распыления.

Электронные двигатели положили начало развитию электроники. «Теперь у нас есть системы управления двигателем и трансмиссией, — говорит Джон Паттерсон, бывший генеральный директор и президент JCB. «У нас есть внедрение программного обеспечения, которое управляет всей трансмиссией, а также для повышения производительности и эффективности.”

«Без сомнения, вся электроника, вошедшая в машину, позволила нам сделать очень много вещей, чтобы настроить эту машину для этой работы и требований этого клиента», — говорит Брайан Раух, старший вице-президент по проектированию и производству. и управление поставками, Deere & Company. Теперь двигатель взаимодействует с другими системами оборудования. «В продукт встроено гораздо больше управляемости. Задача состоит в том, чтобы сделать это автоматическим. Мы хотим, чтобы с грязью справлялся оператор, а не машина.”

Теперь система двигателя и машин может быть интегрирована до уровня, о котором раньше не было. «Мы интегрировали оборудование и программное обеспечение», — говорит Винзор. «Двигатель разговаривает с трансмиссией. Это довольно недавно ».

Благодаря возможности электронного двигателя производители начали задаваться вопросом, какие дополнительные функции можно было бы добавить в машины. «Именно здесь вы начали использовать автоматический холостой ход, дросселирование и усовершенствованные гидравлические системы», — отмечает Кэти Пуллен, Case Construction Equipment.Возможности вышли за рамки диагностических возможностей. «Перед производителями действительно стоит задача интегрировать управление машинами и различные решения для производственных площадок в свои машины».

Поскольку дизельные двигатели стали частью комплексной конструкции машин, многие производители оригинального оборудования перешли на специальные двигатели, чтобы предлагать инженерные решения. Сюда входят такие компании, как JCB, которая раньше поставляла двигатели и недавно разработала собственное решение. «Осталось очень мало независимых производителей двигателей OEM», — говорит Паттерсон.Теоретически, создавая ключевые компоненты самостоятельно, вы можете оптимизировать систему с меньшим количеством компромиссов.

Взгляд в будущее

В прошлом дизельный двигатель в основном использовался для привода силового агрегата и гидравлических систем оборудования. Но производители начали внедрять гибриды и электрификацию в поисках повышения эффективности. В некоторых случаях дизельный двигатель служит другой цели — например, он может работать в установившемся режиме для питания генератора.

Несмотря на все разговоры о гибридах и электрификации, не ждите, что дизельный двигатель уйдет в ближайшее время. «Двигатели внутреннего сгорания будут существовать в течение некоторого времени, но они могут быть дополнены другими технологиями, такими как гибриды. Мы уже видим различные варианты гибридов », — отмечает Паттерсон. «Производители оригинального оборудования работают с производителями компонентов над разработкой гибридных технологий, включая электрификацию. Например, регенерация уже здесь ».

Недавняя тенденция в производстве дизельных двигателей — более низкая номинальная частота вращения.«Если вернуться в прошлое, то некоторые из наших продуктов работали со скоростью 2300 или 2400 об / мин», — говорит Винзор. Сегодня некоторые двигатели в строительной технике имеют скорость от 1800 до 1900 об / мин. «Медленная работа дает некоторые реальные преимущества с точки зрения производительности. Это помогает вам повысить экономию топлива в двигателе и продлить срок его службы, поскольку вы совершаете меньше оборотов, выполняя тот же объем работы. Есть также преимущества в снижении шума. Каждый раз, когда вы запускаете двигатель медленнее, он становится тише.”

Несмотря на то, что в будущем ведутся разговоры о дальнейшем сокращении выбросов твердых частиц с помощью ожидаемого этапа 5, большинство полагает, что этого можно будет легко добиться с помощью дизельного сажевого фильтра и никаких новых технологий не потребуется. Сокращение выбросов дизельных двигателей с момента их появления было значительным. «С момента вступления в силу норм и до настоящего времени мы сократили более 99% твердых частиц, углеводородов и NOx в выбросах дизельных двигателей», — отмечает Раух.

Следует вновь обратить внимание на характеристики двигателя.«В течение последних 20 лет основное внимание уделялось контролю за выбросами», — говорит Винзор. «Это немного изменится в будущем. Контроль за выбросами по-прежнему будет, но я думаю, что больше внимания будет уделяться топливной эффективности, упаковке и стоимости ».

50 лет истории строительной техники в интерактивной временной шкале

Использование дизельного топлива — Управление энергетической информации США (EIA)

Изобретатель дизельного двигателя Рудольф Дизель изначально сконструировал свой двигатель для использования угольной пыли в качестве топлива.Он также экспериментировал с растительным маслом до того, как нефтяная промышленность начала производить дизельное топливо. Большая часть дизельного топлива, которое мы используем в Соединенных Штатах, перерабатывается из сырой нефти. В настоящее время широко распространено использование биодизеля из растительных масел и других материалов.

Первое путешествие на автомобиле с дизельным двигателем было совершено 6 января 1930 года. Поездка протяженностью почти 800 миль проходила из Индианаполиса, штат Индиана, в Нью-Йорк. Поездка продемонстрировала потенциальную ценность конструкции дизельного двигателя, который был использован в миллионах автомобилей с момента его первой поездки.

Грузовой автомобиль с дизельным двигателем

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Дизельное топливо важно для экономики США

Большинство используемых нами продуктов перевозятся грузовиками и поездами с дизельными двигателями, а большая часть строительных, сельскохозяйственных и военных машин и оборудования также оснащена дизельными двигателями. В качестве транспортного топлива дизельное топливо предлагает широкий спектр характеристик, эффективности и безопасности.Дизельное топливо также имеет более высокую плотность энергии, чем другие жидкие топлива, поэтому оно обеспечивает больше полезной энергии на единицу объема.

В 2020 году потребление дистиллятного топлива транспортным сектором США, которое в основном представляет собой дизельное топливо, составило около 44,61 миллиарда галлонов (1,06 миллиарда баррелей), в среднем около 122 миллионов галлонов в день. На это количество приходилось 77% от общего потребления дистиллятов в США, 16% от общего потребления нефти в США, а в пересчете на содержание энергии — около 27% от общего потребления энергии США.С. транспортный сектор.

Дизельное топливо используется для многих задач

Дизельные двигатели грузовиков, поездов, лодок и барж помогают транспортировать почти все продукты, которые потребляются людьми. Дизельное топливо обычно используется в общественных и школьных автобусах.

Дизельное топливо используется для большинства сельскохозяйственных и строительных машин в США. Строительная отрасль также зависит от мощности, которую обеспечивает дизельное топливо. Дизельные двигатели могут выполнять сложные строительные работы, такие как подъем стальных балок, рытье фундаментов и траншей, бурение скважин, мощение дорог и безопасное и эффективное перемещение почвы.

Военные США используют дизельное топливо в цистернах и грузовиках, потому что дизельное топливо менее горючее и менее взрывоопасно, чем другие виды топлива. Дизельные двигатели также реже глохнут, чем двигатели, работающие на бензине.

Дизельное топливо также используется в генераторах дизельных двигателей для выработки электроэнергии. Многие промышленные объекты, большие здания, учреждения, больницы и электроэнергетические компании имеют дизельные генераторы для резервного и аварийного электроснабжения. В большинстве отдаленных деревень на Аляске дизельные генераторы используются в качестве основного источника электроэнергии.

Самосвал и погрузчик для погрузки грязи в самосвал

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Дизель-генераторы в Тулаксаке, Аляска

Источник: Центр энергетики и энергетики Аляски

Последнее обновление: 26 июля 2021 г.

Как работает дизельный двигатель?

Дизельные двигатели превосходны в тех областях, где бензиновые двигатели просто не могут конкурировать.Грузовые автомобили, автобусы, генераторы, строительство, сельское хозяйство и локомотивный транспорт — вот лишь несколько областей, в которых преобладает дизельное топливо. Давайте рассмотрим, чем они отличаются от бензиновых двигателей.

У вас есть конкретные вопросы по дизельным двигателям? Звоните нашим сертифицированным специалистам ASE!

Позвоните нам!

Различия в зажигании дизельных и бензиновых двигателей

Разница в зажигании

Оба двигателя похожи в том, что они имеют двигатель внутреннего сгорания.Однако бензиновые и дизельные двигатели сгорают по-разному. Бензин сгорает за счет сжатия в паре со свечой зажигания, в то время как дизельное топливо сгорает без искры из-за более высокой компрессии и температуры в цилиндре. Оба двигателя требуют трех вещей, чтобы быть эффективными:

Одно явное различие в обеих камерах сгорания состоит в том, что у дизельных двигателей есть свечи накаливания, а у бензиновых двигателей — свечи зажигания. Так что же в них особенного?

Свечи накаливания дизельного двигателя

В отличие от двигателей, работающих на газе, воспламенение дизеля вызывается сжатием без искры.Такт сжатия в дизельном двигателе достаточно горячий, чтобы воспламенить топливно-воздушную смесь, иногда достигая 2000 градусов. Однако при низких температурах для запуска требуется свеча накаливания. Свеча накаливания нагревает камеру сгорания, а затем отключается после запуска двигателя. На нашем веб-сайте представлен широкий выбор свечей накаливания.

• Нагревает камеру сгорания
• Топливо не воспламеняется
• Используется при низких температурах

Свечи зажигания для бензиновых двигателей

Свечи зажигания необходимы для зажигания в бензиновых двигателях.Они отличаются от свечей накаливания тем, что используются при каждом рабочем такте.

• Требуется для розжига бензина
• Используется с каждым рабочим ходом

Как дизельный двигатель превращает топливо в энергию?

Превращая топливо в силу

Ни для кого не секрет, что дизельные двигатели очень мощные. Причина такой мощности объясняется тем, как в камере сгорания происходит сжатие. Дизельный двигатель работает за счет циклического переключения между четырьмя различными тактами:

1. Ход впуска — Поршень начинается в верхней части цилиндра, когда он движется вниз, впускные клапаны открываются, и топливовоздушная смесь вводится в камеру сгорания.Смесь попадает в зону низкого давления, вызванного движением поршня.
2. Ход сжатия — Этот ход начинается с поршня в нижней части цилиндра. После заполнения цилиндра топливно-воздушной смесью и закрытия впускных клапанов поршень начинает подниматься для сжатия. В конце цикла смеси некуда деваться, и она воспламеняется.
3. Power Stroke — Этот ход начинается после зажигания. Клапаны остаются закрытыми, а воспламененная смесь расширяется и толкает поршень обратно вниз.
4. Такт выпуска — По окончании рабочего такта открывается выпускной клапан, и отработанная смесь выбрасывается, когда поршень возвращается наверх.

Какие преимущества и недостатки дизельного двигателя?

Дизельные двигатели очень универсальны и эффективны. Благодаря мощности, создаваемой сжатием, они обладают большой экономией топлива, крутящим моментом и долговечностью. Бензиновые двигатели требуют искры для воспламенения топлива, но давление и температура в дизелях настолько высоки, что они воспламеняются сами по себе.

Преимущества дизельных двигателей:

1. КПД — Из-за мощности, генерируемой воспламенением от сжатия, дизельный двигатель потребляет меньше топлива и вырабатывает больше мощности.

2. Долговечность — Чтобы выдерживать более высокие температуры сжатия, дизельный двигатель сконструирован более прочным, чем бензиновые двигатели. В результате они могут прослужить больше миль по сравнению с бензиновыми автомобилями, прежде чем потребуется замена деталей.

3. Крутящий момент — Больше энергии, выделяемой при сжатии, означает больший крутящий момент.Благодаря этой дополнительной мощности дизельные двигатели идеально подходят для перевозки тяжелых грузов.

4. Перепродажа — Высокая долговечность и способность увеличивать количество миль для дизельных транспортных средств, имеющих лучшую стоимость при перепродаже.

Недостатки дизельных двигателей:

1. Цена — Вы обнаружите, что автомобили с дизельным двигателем могут быть немного дороже, чем автомобили с бензиновым двигателем.

2. Топливо — Дизельное топливо дороже бензина, но, в зависимости от того, как часто вы водите машину, вам не нужно заправлять его так часто.Об этом следует помнить при рассмотрении вопроса о покупке.

3. Запасные части — Если не проводить общее техническое обслуживание, запчасти и ремонт могут быть дороже, чем автомобили с бензиновым двигателем.

Вы обнаружите, что автомобили с дизельным двигателем имеют высокую стоимость и высокую стоимость топлива, но в целом они предназначены для выполнения большей работы, чем автомобили с бензиновым двигателем. Благодаря большей мощности, крутящему моменту и долговечности дизель отлично подходит для различных работ. Однако, если вы просто ищете что-то для езды по городу, вам подойдет бензиновый автомобиль.Прочтите наш предыдущий блог, чтобы узнать несколько полезных советов, которые помогут продлить срок службы вашего дизельного двигателя.

Сводка

Дизельные двигатели обеспечивают большую мощность и эффективность по сравнению с бензиновыми двигателями за счет воспламенения от сжатия. Результатом является также большая экономия топлива, что означает меньшее количество поездок для перекачки.