Дизельний двигун: будова, принцип роботи, переваги. Сучасні дизельні двигуни вантажівок Дизельний двигун автоматично спалює паливо

Угода про використання матеріалів сайту

Просимо використовувати роботи, опубліковані на сайті, виключно в особистих цілях. Публікацію матеріалів на інших сайтах заборонено.
Ця робота (і всі інші) доступна для завантаження абсолютно безкоштовно. Подумки можете подякувати її автору та колективу сайту.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Подібні документи

Паливо для дизелів, конструкція та робота системи живлення дизеля паливом та повітрям, система випуску відпрацьованих газів, паливний насос високого тиску, форсунки. Паливо для газових двигунів, конструкція та робота систем живлення газових двигунів.

реферат, доданий 29.01.2010


Загальні засади роботи тепловозних дизелів. Ідеальний цикл Карно. Схеми пристрою, принципів роботи та індикаторні діаграми чотиритактного дизеля. Дизельне паливо та варіанти наддуву циліндрів. Склад сирої нафти. Схема роторного нагнітач повітря.

курсова робота , доданий 27.07.2013


Характеристика основних допоміжних систем тепловозних дизелів - паливної, водяної та олійної. Призначення фільтрів попереднього, грубого та тонкого очищення палива. Конструкція приладів для забору, очищення повітря та випуску газів, що відпрацювали.

реферат, доданий 27.07.2013


Влаштування та призначення системи живлення двигуна КамАЗ–740. Основні механізми, вузли та несправності системи живлення двигуна, її технічне обслуговування та поточний ремонт. Система випуску відпрацьованих газів Фільтри грубого та тонкого очищення палива.

реферат, доданий 31.05.2015


Призначення системи живлення дизельного двигуна. Методи, засоби та обладнання для діагностування системи живлення дизельного двигуна вантажних автомобілів. Принцип роботи турбокомпресора. Технічне обслуговування та ремонт вантажних автомобілів.

курсова робота , доданий 11.04.2015


Влаштування системи живлення дизельного двигуна. Фільтр тонкого очищення палива та живлення дизеля КамАЗ-740 повітрям. Основні можливі несправності у системі, способи їх усунення. Перелік робіт під час технічного обслуговування, технологічна карта.

контрольна робота , доданий 09.12.2012


Основні розміри судна. Технічні характеристики устаткування. Фізико-хімічні показники палива Аналіз масловикористання та водовикористання. Система пожежогасіння вуглекислим газом Діагностика дизелів. Автоматична водорозпилююча система.

звіт з практики, доданий 17.03.2016

Принцип роботи якого ґрунтується на самозайманні палива при дії гарячого стисненого повітря.

Конструкція дизеля загалом мало чим відрізняється від бензинового двигуна , крім те, що у дизелі відсутня як система запалювання, оскільки займання палива відбувається за іншим принципом. Не від іскри, як у бензиновому двигуні, а від високого тиску, за допомогою якого стискається повітря, через що той сильно розігрівається. Високий тиск у камері згоряння накладає особливі вимоги до виготовлення деталей клапанів, які призначені для більш серйозних навантажень (від 20 до 24 одиниць).

Дизельні двигуни застосовуються не тільки на вантажних, а й на багатьох моделях легкових автомобілів. Дизелі можуть працювати на різних типах палива - на ріпаковій та пальмовій олії, на фракційних речовинах та на чистій нафті.

Принцип дії дизельного двигуна

Принцип дії дизеля заснований на компресійному займанні палива, яке потрапляє в камеру згоряння і поєднується з гарячою повітряною масою. Робочий процес дизеля залежить виключно від неоднорідності ТВС (паливно-повітряної суміші). Подача ТВС у такому типі двигуна відбувається окремо.

Спочатку подається повітря, яке в процесі стиснення нагрівається до високих температур (близько 800 градусів за Цельсієм), потім камеру згоряння під високим тиском (10-30 МПа) подається паливо, після чого відбувається його самозаймання.

Сам процес займання палива завжди супроводжується високими рівнем вібрацій та шуму, тому двигуни дизельного типу є більш гучними порівняно з бензиновими побратимами.

Подібний принцип роботи дизеля дозволяє використовувати більш доступні та дешеві (донедавна) види палива, знижуючи рівень витрат на його обслуговування та заправку.

Дизелі можуть мати як 2, так і 4 робочі такти (впуск, стиснення, робочий хід і випуск). Більшість автомобілів оснащено 4-х тактовими дизельними двигунами.

Типи дизельних двигунів

За конструкційними особливостями камер згоряння дизелі можна розділити на три типи:

• З розділеною камерою згоряння. У таких пристроях подача палива здійснюється над основну, а додаткову, т.зв. вихрову камеру, яка розташовується в головці циліндрового блоку та з'єднується з циліндром каналом. При попаданні у вихрову камеру повітряна маса максимально стискається, тим самим покращуючи процес займання палива. Процес самозаймання починається у вихровій камері, потім перетворюється на основну камеру згоряння.
• З нерозділеною камерою згоряння. У таких дизелях камера знаходиться в поршні, а паливо подається в простір над поршнем. Нероздільні камери згоряння з одного боку дозволяють заощаджувати витрати палива, з іншого боку - підвищують рівень шуму під час роботи двигуна.
• Двигуни передкамерні. Подібні дизелі оснащуються вставною форкамерою, яка з'єднується з тонким циліндром каналами. Форма та розмір каналів визначають швидкість руху газів при згорянні палива, знижуючи рівень шуму та токсичності, збільшуючи ресурс роботи двигуна.

Паливна система у дизельному двигуні

Основою будь-якого двигуна дизельного типу є його паливна система. Основним завданням паливної системи є своєчасне подання потрібної кількості паливної суміші під заданим робочим тиском.

Важливими елементами паливної системи у дизельному двигуні є:

• насос високого тиску для подачі палива (ТНВД);
• паливний фільтр;
• форсунки

Паливний насос

Насос відповідає за подачу палива до форсунок за встановленими параметрами (залежно від кількості обертів, робочого положення регуляторного важеля та тиску турбонаддуву). У сучасних дизельних двигунах можуть застосовуватися два типи насосів для палива – рядні (плунжерні) та розподільні.

Паливний фільтр

Фільтр є важливою складовою двигуна дизельного типу. Паливний фільтр підбирається відповідно до типу двигуна. Фільтр призначений для виділення та видалення з палива води та зайвого повітря з паливної системи.

Форсунки

Форсунки є не менш важливими елементами паливної системи в дизелі. Своєчасне подання паливної суміші в камеру згоряння можливе лише при взаємодії паливного насоса та форсунок. У дизелях застосовуються два типи форсунок - з багатодирчастим та шрифтовим розподільником. Розподільник форсунок визначає форму факела, забезпечуючи ефективніший процес самозаймання.

Холодний пуск та турбонаддув дизельного двигуна

Холодний пуск відповідає за механізм передпускового підігріву. Це забезпечується за рахунок електричних нагрівальних елементів – свічок розжарювання, якими оснащена камера згоряння. При запуску двигуна свічки розжарювання досягають температури 900 градусів, підігріваючи повітряну масу, яка потрапляє в камеру згоряння. Живлення зі свічки розжарювання знімається через 15 секунд після запуску двигуна. Системи підігріву перед запуском двигуна забезпечують його безпечний запуск навіть за низьких атмосферних температур.

Турбонаддув відповідає за підвищення потужності та ефективності роботи дизеля. Він забезпечує подачу більшої кількості повітря для більш ефективного процесу згоряння паливної суміші та збільшення робочої потужності двигуна. Для забезпечення потрібного тиску наддуву повітряної суміші у всіх робочих режимах двигуна застосовується спеціальний турбонагнітач.

Залишається тільки сказати, що суперечки щодо того, що краще вибрати рядовому автоаматору як силову установку в свій автомобіль, бензин або дизель, не вщухають досі. Переваги та недоліки є в обох типів двигуна і вибирати необхідно, виходячи з конкретних умов експлуатації автомобіля.

Того ж року його успішно випробували. Дизель активно зайнявся продажем ліцензій новий двигун. Незважаючи на високий ККД та зручність експлуатації в порівнянні з паровою машиною практичне застосування такого двигуна було обмеженим: він поступався паровим машинам того часу за розмірами та вагою.

Перші двигуни Дизеля працювали на рослинних оліях чи легких нафтопродуктах. Цікаво, що спочатку як ідеальне паливо він пропонував кам'яновугільний пил. Експерименти ж показали неможливість використання вугільного пилу як паливо - насамперед через високі абразивні властивості як самого пилу, так і золи, що виходить при згорянні; також виникали великі проблеми з подачею пилу до циліндрів.

Принцип роботи

Чотирьохтактний цикл

• 1-й такт. Впуск. Відповідає 0 ° - 180 ° повороту коленвала. Через відкритий ~ від 345-355 ° впускний клапан повітря надходить у циліндр, на 190-210 ° клапан закривається. Принаймні до 10-15 ° повороту колінвалу одночасно відкритий вихлопний клапан, час спільного відкриття клапанів називається перекриттям клапанів .
• 2-й такт. Стиснення. Відповідає 180 ° - 360 ° повороту коленвала. Поршень, рухаючись до ВМТ (верхньої мертвої точки), стискає повітря в 16(у тихохідних)-25(в швидкохідних) разів.
• 3-й такт. Робочий хід, розширення. Відповідає 360 ° - 540 ° повороту коленвала. При розпиленні палива в гаряче повітря відбувається ініціація згоряння палива, тобто часткове його випаровування, утворення вільних радикалів у поверхневих шарах крапель і в парах, нарешті, воно спалахує і згоряє в міру надходження з форсунки, продукти горіння, розширюючись, рухають поршень вниз. Упорскування і, відповідно, займання палива відбувається трохи раніше моменту досягнення поршнем мертвої точки внаслідок деякої інертності процесу горіння. Відмінність від випередження запалення в бензинових двигунах у цьому, що затримка необхідна лише через час ініціації, що у кожному конкретному дизелі - величина стала і зміні у процесі роботи підлягає. Згоряння палива в дизелі відбувається таким чином тривало, стільки часу, скільки триває подача порції палива з форсунки. Внаслідок цього робочий процес протікає при відносно постійному тиску газів, через що двигун розвиває великий момент, що крутить. З цього випливають два найважливіші висновки.
  • 1. Процес горіння в дизелі триває рівно стільки часу, скільки потрібно для впорскування даної порції палива, але не довше часу робочого ходу.
  • 2. Співвідношення паливо/повітря в циліндрі дизеля може істотно відрізнятися від стехіометричного, причому дуже важливо забезпечити надлишок повітря, так як полум'я факела займає невелику частину об'єму камери згоряння і атмосфера в камері повинна забезпечити потрібне вміст кисню. Якщо цього не відбувається, виникає масивний викид вуглеводнів, що не згоріли, з сажею - «тепловоз „дає“ ведмедя».).
• 4-й такт. Випуск. Відповідає 540 ° - 720 ° повороту коленвала. Поршень йде вгору, через відкритий на 520-530 ° вихлопний клапан поршень виштовхує відпрацьовані гази з циліндра.

Залежно від конструкції камери згоряння існує кілька типів дизельних двигунів:

• Дизель із нерозділеною камерою: камера згоряння виконана в поршні, а паливо впорскується в надпоршневий простір. Головна перевага – мінімальна витрата палива. Недолік – підвищений шум («жорстка робота»), особливо на холостому ході. В даний час ведуться інтенсивні роботи щодо усунення зазначеного недоліку. Наприклад, у системі Common Rail для зниження жорсткості роботи використовується (часто багатостадійний) передприскування.
• Дизель із розділеною камерою: паливо подається до додаткової камери. У більшості дизелів така камера (вона називається вихровою або передкамерою) пов'язана з циліндром спеціальним каналом так, щоб при стисканні повітря, потрапляючи в цю камеру, інтенсивно завихрювався. Це сприяє хорошому перемішування палива, що впорскується, з повітрям і більш повного згоряння палива. Така схема довго вважалася оптимальною для легких дизелів та широко використовувалася на легкових автомобілях. Однак, внаслідок гіршої економічності, останні два десятиліття йде активне витіснення таких дизелів двигунами з нероздільною камерою та системами подачі палива Common Rail.

Двотактний цикл

Продувка двотактного дизельного двигуна: внизу - вікна продувки, випускний клапан верху відкритий

Крім вищеописаного чотиритактного циклу, у дизелі можливе використання двотактного циклу.

При робочому ході поршень йде вниз, відкриваючи випускні вікна в стінці циліндра, через них виходять вихлопні гази, одночасно або дещо пізніше відкриваються і впускні вікна, циліндр продувається свіжим повітрям з повітродувки - здійснюється продування , що поєднує такти впуску та випуску. Коли поршень піднімається, усі вікна зачиняються. З моменту закриття вікон впускних вікон починається стиск. Ледве не досягаючи ВМТ, з форсунки розпорошується і загоряється паливо. Відбувається розширення – поршень йде вниз і знову відкриває всі вікна і т.д.

Продування є вродженою слабкою ланкою двотактного циклу. Час продування, порівняно з іншими тактами, невеликий і збільшити його неможливо, інакше падатиме ефективність робочого ходу за рахунок його скорочення. У чотиритактному циклі ті ж процеси відводиться половина циклу. Повністю розділити вихлоп та свіжий повітряний заряд теж неможливо, тому частина повітря губиться, виходячи прямо у вихлопну трубу. Якщо ж зміну тактів забезпечує один і той самий поршень, виникає проблема, пов'язана з симетрією відкривання та закривання вікон. Для кращого газообміну вигідніше мати випередження відкриття та закриття вихлопних вікон. Тоді вихлоп, починаючись раніше, забезпечить зниження тиску залишкових газів у циліндрі до початку продування. При закритих вихлопних вікнах і відкритих - ще - впускних здійснюється дозарядка циліндра повітрям, і, якщо повітродувка забезпечує надлишковий тиск, стає можливим здійснення наддуву.

Вікна можуть використовуватися і для випуску газів, що відпрацювали, і для впуску свіжого повітря; така продування називається щілинною або віконною. Якщо гази, що відпрацювали, випускаються через клапан в головці циліндра, а вікна використовуються тільки для впуску свіжого повітря, продування називається клапанно-щілинною. Існують двигуни, де в кожному циліндрі знаходяться два зустрічно рухаються поршня; кожен поршень управляє своїми вікнами - один впускними, інший випускними (система Фербенкс-Морзе - Юнкерса - Корейво: дизелі цієї системи сімейства Д100 використовувалися на тепловозах ТЕ3, ТЕ10, танкових двигунах 4ТПД, 5ТД(Ф) (Т-64), 6 -80УД), 6ТД-2 (Т-84), в авіації – на бомбардувальниках Junkers (Jumo 204, Jumo 205).

У двотактному двигуні робочі ходи відбуваються вдвічі частіше, ніж у чотиритактному, але через наявність продування двотактний дизель потужніший за такий же за обсягом чотиритактний максимум в 1,6-1,7 разів.

В даний час тихохідні двотактні дизелі широко застосовуються на великих морських суднах з безпосереднім (безредукторним) приводом гребного гвинта. Зважаючи на подвоєння кількості робочих ходів на тих самих оборотах двотактний цикл виявляється вигідним при неможливості підвищити частоту обертання, крім того, двотактний дизель технічно простіше реверсувати; такі тихохідні дизелі мають потужність до 100 000 л.

У зв'язку з тим, що організувати продування вихрової камери (або передкамери) при двотактному циклі складно, двотактні дизелі будують тільки з нерозділеними камерами згоряння.

Варіанти конструкції

Для середніх та важких двотактних дизельних двигунів характерно застосування складових поршнів, у яких використовується сталева головка та алюмінієва спідниця. Основною метою даного ускладнення конструкції є зниження загальної маси поршня за збереження максимально можливої ​​жаростійкості денця. Найчастіше використовуються конструкції з масляним рідинним охолодженням.

В окрему групу виділяються чотиритактні двигуни, що містять у конструкції крейцкопф. У крейцкопфних двигунах шатун приєднується до крейцкопфа - повзуна, з'єднаного з поршнем штоком (качалкою). Крейцкопф працює за своєю напрямною - крейцем, без впливу підвищених температур, повністю ліквідуючи вплив бічних сил на поршень. Дана конструкція характерна для великих довгохідних суднових двигунів, часто подвійної дії, хід поршня в них може досягати 3 метрів; тронкові поршні таких розмірів були б перетяженими, черенки з такою площею тертя суттєво знизили б механічний ККД дизеля.

Реверсивні двигуни

Згоряння палива, що впорскується в циліндр дизеля, відбувається в міру впорскування. Тому дизель видає високий момент, що крутить, при низьких оборотах, що робить автомобіль з дизельним двигуном більш «чуйним» у русі, ніж такий же автомобіль з бензиновим двигуном. З цієї причини і через більш високу економічність в даний час більшість вантажних автомобілів обладнаються дизельними двигунами.. Наприклад, у Росії у 2007 році майже всі вантажівки та автобуси були оснащені дизельними двигунами (остаточний перехід цього сегменту автотранспорту з бензинових двигунів на дизелі планувалося завершити до 2009 року). Це є перевагою також і в двигунах морських суден, тому що високий крутний момент при низьких оборотах робить більш легким ефективне використання потужності двигуна, а вищий теоретичний ККД (див. Цикл Карно) дає більш високу ефективність палива.

У порівнянні з бензиновими двигунами, у вихлопних газах дизельного двигуна, як правило, менше окису вуглецю (СО), але тепер, у зв'язку із застосуванням каталітичних конвертерів на бензинових двигунах, ця перевага не така помітна. Основні токсичні гази, які присутні у вихлопі у помітних кількостях - це вуглеводні (НС або СН), оксиди (оксиди) азоту (NO х) та сажа (або її похідні) у формі чорного диму. Найбільше забруднюють атмосферу в Росії дизелі вантажівок та автобусів, які часто є старими та невідрегульованими.

Іншим важливим аспектом, що стосується безпеки, є те, що дизельне нелетюче паливо (тобто легко не випаровується) і, таким чином, ймовірність загоряння у дизельних двигунів набагато менше, тим більше, що в них не використовується система запалювання. Разом із високою паливною економічністю це спричинило широке застосування дизелів на танках, оскільки у повсякденній небойовій експлуатації зменшувався ризик виникнення пожежі в моторному відділенні через витік палива. Менша пожежонебезпека дизельного двигуна в бойових умовах є міфом, оскільки при пробитті броні снаряд або його осколки мають температуру, що сильно перевищує температуру спалаху парів дизельного палива і так само здатні досить легко підпалити пальне, що витік. Детонація суміші парів дизельного палива з повітрям у пробитому паливному баку за своїми наслідками можна порівняти з вибухом боєкомплекту, зокрема, у танків Т-34 вона призводила до розриву зварних швів та вибивання верхньої лобової деталі бронекорпусу. З іншого боку, дизельний двигун у танкобудуванні поступається карбюраторному в плані питомої потужності, а тому в ряді випадків (висока потужність при малому обсязі моторного відділення) більш виграшним може бути використання саме карбюраторного силового агрегату (хоча це характерно для надто легких бойових одиниць).

Звичайно, існують і недоліки, серед яких характерний стукіт дизельного двигуна при його роботі. Однак вони помічаються в основному власниками автомобілів з дизельними двигунами, а для сторонньої людини практично непомітні.

Явними недоліками дизельних двигунів є необхідність використання стартера великої потужності, помутніння та застигання (запарафінування) літнього дизельного палива при низьких температурах, складність та вища ціна в ремонті паливної апаратури, так як насоси високого тиску є прецизійними пристроями. Також дизель-мотори дуже чутливі до забруднення палива механічними частинками та водою. Ремонт дизель-моторів, як правило, значно дорожчий за ремонт бензинових моторів аналогічного класу. Літрова потужність дизельних моторів також, як правило, поступається аналогічним показникам бензинових моторів, хоча дизель-мотори мають більш рівний і високий крутний момент у своєму робочому обсязі. Екологічні показники дизельних двигунів значно поступалися до останнього часу двигунам бензиновим. На класичних дизелях з механічно керованим упорскуванням можливе встановлення тільки окислювальних нейтралізаторів відпрацьованих газів, що працюють при температурі відпрацьованих газів понад 300 °C, які окислюють тільки CO і CH до нешкідливих для людини вуглекислого газу (CO 2 ) та води. Також раніше дані нейтралізатори виходили з ладу внаслідок отруєння їх сполуками сірки (кількість сполук сірки у газах, що відпрацювали, безпосередньо залежить від кількості сірки в дизельному паливі) і відкладенням на поверхні каталізатора частинок сажі. Ситуація почала змінюватися лише останніми роками у зв'язку з впровадженням дизелів так званої системи Common rail. У даному типі дизелів упорскування палива здійснюється електронно-керованими форсунками. Подачу електричного імпульсу керуючого здійснює електронний блок управління, що отримує сигнали від набору датчиків. Датчики відстежують різні параметри двигуна, що впливають на тривалість і момент подачі паливного імпульсу. Так що, за складністю сучасний - і екологічно такий чистий, як і бензиновий - дизель-мотор нічим не поступається своєму бензиновому побратиму, а за рядом параметрів (складності) і значно його перевершує. Так, наприклад, якщо тиск палива у форсунках звичайного дизеля з механічним упорскуванням становить від 100 до 400 бар (приблизно еквівалентно «атмосфер»), то в новітніх системах Common-rail воно знаходиться в діапазоні від 1000 до 2500 бар, що тягне за собою чималі проблеми. Також каталітична система сучасних транспортних дизелів значно складніша за бензинові мотори, оскільки каталізатор повинен «вміти» працювати в умовах нестабільного складу вихлопних газів, а в частині випадків потрібно введення так званого «сажевого фільтра» (DPF - фільтр твердих частинок). «Сажевий фільтр» являє собою подібну до звичайного каталітичного нейтралізатора структуру, що встановлюється між вихлопним колектором дизеля і каталізатором в потоці вихлопних газів. У сажевому фільтрі розвивається висока температура, коли він частинки сажі здатні окислитися залишковим киснем, які у вихлопних газах. Однак частина сажі не завжди окислюється, і залишається в «сажевому фільтрі», тому програма блоку керування періодично переводить двигун в режим «очищення фільтра сажі» шляхом так званої «постинжекції», тобто впорскування додаткової кількості палива в циліндри в кінці фази згоряння з метою підняти температуру газів, і, відповідно, очистити фільтр шляхом спалювання сажі, що накопичилася. Стандартом де-факто в конструкціях транспортних дизель-моторів стала наявність турбонагнітачів, а в останні роки - і «інтеркулера» - пристрої, що охолоджує повітря післястиснення турбонагнітачом - щоб після охолодження отримати велику масуповітря (кисню) в камері згоряння при колишній пропускній здатності колекторів, аНагнітач дозволив підняти питомі потужні характеристики масових дизель-моторів, оскільки дозволяє пропустити за робочий цикл більшу кількість повітря через циліндри.

У своїй основі конструкція дизельного двигуна подібна до конструкції бензинового двигуна. Однак, аналогічні деталі у дизеля важчі і стійкіші до високих тисків стиснення, що мають місце у дизеля, зокрема, хон на поверхні дзеркала циліндра грубіший, але твердість стінок блоку циліндрів вище. Головки поршнів, проте, спеціально розроблені під особливості згоряння в дизельних двигунах і майже завжди розраховані на підвищений ступінь стиснення. Крім того, головки поршнів у дизельному двигуні знаходяться вище (для автомобільного дизеля) верхньої площини блоку циліндрів. У деяких випадках - у застарілих дизелях - головки поршнів містять камеру згоряння («пряме упорскування»).

Сфера застосування

Дизельні двигуни застосовуються для приводу стаціонарних силових установок, на рейкових (тепловози, дизелевози, дизель-поїзди, автодрезини) і безрейкових (автомобілі, автобуси, вантажівки) транспортних засобах, самохідних машинах і механізмах (трактори, асфальтові катки). ), а також у суднобудуванні як головні та допоміжні двигуни.

Міфи про дизельні двигуни

Дизельний двигун з турбонаддувом

• Дизельний двигун надто повільний.

Сучасні дизельні двигуни з системою турбонаддува набагато ефективніші за своїх попередників, а іноді і перевершують своїх бензинових атмосферних (без турбонаддуву) побратимів з таким же обсягом. Про це говорить дизельний прототип Audi R10, який виграв 24-х годинну гонку в Ле-Мані, і нові двигуни BMW, які не поступаються за потужністю атмосферним (без турбонаддуву) бензиновим і при цьому мають величезний момент, що крутить.

• Дизельний двигун занадто гучно працює.

Гучна робота двигуна свідчить про неправильну експлуатацію та можливі несправності. Насправді деякі старі дизелі з безпосереднім уприскуванням справді відрізняються вельми жорсткою роботою. З появою акумуляторних паливних систем високого тиску («Common-rail») у дизельних двигунів вдалося значно знизити шум, насамперед за рахунок поділу одного імпульсу упорскування на кілька (типово - від 2-х до 5-ти імпульсів).

• Дизельний двигун набагато економічніший.

Основна економічність обумовлена ​​вищим ККД дизельного двигуна. У середньому сучасний дизель витрачає палива до 30% менше. Термін служби дизельного двигуна більший за бензиновий і може досягати 400-600 тисяч кілометрів. Запчастини для дизельних двигунів дещо дорожчі, вартість ремонту також вища, особливо паливної апаратури. З перерахованих вище причин, витрати на експлуатацію дизельного двигуна трохи менше, ніж у бензинового. Економія в порівнянні з бензиновими моторами зростає пропорційно потужності, чим визначається популярність використання дизельних двигунів у комерційному транспорті та великовантажній техніці.

• Дизельний двигун не можна переобладнати під використання як паливо дешевшого газу.

З перших моментів побудови дизелів будувалося і будується безліч їх, розрахованих до роботи на газі різного складу. Способів переведення дизелів на газ, в основному, два. Перший спосіб полягає в тому, що в циліндри подається збіднена газо-повітряна суміш, стискається і підпалюється невеликим запальним струменем дизельного палива. Двигун, що працює у такий спосіб, називається газодизельним. Другий спосіб полягає в конвертації дизеля зі зниженням ступеня стиснення, установкою системи запалення і фактично з побудовою замість дизеля газового двигуна на його основі.

Рекордсмени

Найбільший/потужний дизельний двигун

Конфігурація - 14 циліндрів у ряд

Робочий об'єм – 25 480 літрів

Діаметр циліндра – 960 мм

Хід поршня – 2500 мм

Середній ефективний тиск - 1,96 МПа (19,2 кгс/см²)

Потужність – 108 920 к.с. при 102 об/хв. (віддача з літра 4,3 л.с.)

Крутний момент - 7571221 Н·м

Витрата палива - 13 724 літрів на годину

Суха маса – 2300 тонн

Габарити – довжина 27 метрів, висота 13 метрів

Найбільший дизельний двигун для вантажного автомобіля

MTU 20V400призначений для установки на кар'єрний самоскид БелАЗ-7561.

Потужність – 3807 к.с. при 1800 об/хв. (Питома витрата палива за номінальної потужності 198 г/кВт*год)

Крутячий момент – 15728 Н·м

Найбільший/потужний серійний дизельний двигун для серійного легкового автомобіля

Audi 6.0 V12 TDIз 2008 року встановлюється на автомобіль Audi Q7.

Конфігурація – 12 циліндрів V-образно, кут розвалу 60 градусів.

Робочий об'єм - 5934 см³

Діаметр циліндра – 83 мм

Хід поршня – 91,4 мм

Ступінь стиску - 16

Потужність – 500 к.с. при 3750 об/хв. (віддача з літра – 84,3 л.с.)

Крутний момент - 1000 Нм в діапазоні 1750-3250 об/хв.

Дизельний двигун поступово втрачається на тлі сучасних розробок у світовому автопромі, здаючи позиції перед численними заборонами та обмеженнями. Адже саме дизельний двигун став справжнім проривом в автомобільній промисловості, і заслуговує на те, щоб ми ще раз згадали старого друга, завдяки якому величезні відстані перестали бути проблемою для людства.

Історія створення дизельного двигуна.

Для початку нагадаємо, що дизельний двигун – це унікальний механізм, спрямований на одержання енергії внутрішнього згоряння. Спектр палива для дизелів дуже широкий, і включає в себе навіть рослинні варіанти пального (олії ​​і жир).

Передумовою створення дизельного двигуна стала ідея циклу Карно (1824 р.), яка полягала у процесі теплообміну з максимальним ККД на виході. Більш сучасний вигляд ця ідея отримала в 1890, коли знаменитий Рудольф Дизель створив практичний зразок реалізації циклу Карно, а в 1892, він вже отримав патент на створення даного виду двигуна. Перший зразок двигуна, що діє, був створений Дизелем на початку 1897 року, а в кінці січня він вже піддався випробуванням.

На початку свого шляху дизельний двигун значно поступався паровому в плані розмірів, і не мав успіху в практичному застосуванні. Перші зразки двигунів працювали виключно на легких нафтопродуктах та оліях. Але були спроби запускати двигун і на вугільному паливі, що спричинило повний провал через проблеми з подачею вугільного пилу в циліндри.

У 1898 році, в Петербурзі також був сконструйований двигун, який за своїм принципом був повністю схожим на дизельне. У Росії цей тип механізму отримав назву «Трінклер-мотор», який за своїми характеристиками, згідно з випробуваннями, був набагато досконалішим, ніж німецький аналог. Перевагою «Трінклер-мотора» стало використання гідравліки, яка значно покращувала показники порівняно з повітряним компресором. Плюс, сама конструкція була в рази простішою і надійнішою за німецьку.

У тому ж 1898 році Еммануїл Нобель викупив права на виробництво дизельного двигуна, який був удосконалений, і працював уже на нафті. А на рубежі століть, геніальний російський інженер Аршаулов винайшов унікальну систему – паливний насос високого тиску, що також стало проривом у процесі вдосконалення дизельного двигуна.

У двадцятих роках 20-го століття німецький вчений Роберт Бош провів ще одне вдосконалення паливного насоса високого тиску, а також створив унікальну конструкцію безкомпресорної конструкції. З тих пір, дизельні двигуни почали набувати масового поширення, і використовуватися в громадському транспорті та залізниці, а 50-60-і роки, дизельні двигуни масово використовуються при складанні звичайних пасажирських автомобілів.

Принцип роботи дизельних двигунів

Існують два варіанти роботи дизелів:

• Двотактний цикл;
• Чотирьохтактний цикл.

Найбільш популярним є чотиритактний цикл роботи дизельних двигунів: впуск (надходження повітря в циліндр), стиск (в циліндрі стискається повітря), робочий хід (процес згоряння палива в циліндрі), випуск (вихід відпрацьованих газів з циліндра). Цей цикл є нескінченним і постійно повторюється з механічною точністю в процесі роботи двигуна.

Двотактний цикл роботи двигуна відрізняється укороченими процесами, де газообмін здійснюється у продуванні, єдиному процесі роботи механізму. Такі двигуни застосовуються у морських суднах та залізничному транспорті. Двотактні двигуни будуються виключно з нерозділеними камерами згоряння.

Переваги і недоліки.

Потужність ККД сучасних дизелів становить 40-45%, а деяких зразків – 50%. Безперечним плюсом таких двигунів є низькі вимоги до якості палива, що дозволяє використовувати не найдорожчі нафтові продукти для роботи механізму.

При використанні дизелів в автомобілях, такий двигун дає високий момент, що обертається, при низьких оборотах самого механізму, що робить авто комфортним в русі. Завдяки цьому цей тип двигуна і популярний у промислових автомобілях, де цінується міць механізму.

Дизельні двигуни мають набагато меншу ймовірність спалаху завдяки нелетючому паливу, що робить їх максимально безпечними при експлуатації. Саме дизельні двигуни стали запорукою для прогресу військової броньованої техніки, роблячи її максимально безпечною для екіпажу.

Недоліків у дизеля також вистачає, і вони полягають у паливі, яке має властивість застоюватися в зимовий час, і виводить механізм з ладу. Плюс до всього, дизельні двигуни роблять дуже багато шкідливих викидів в атмосферу, що і спричинило боротьбу екологів з даним типом механізму. Саме виготовлення дизельного двигуна коштує виробникам дорожче, ніж бензинового, що помітно відображається на бюджетних витратах виробництва.

Ці основні моменти і спричинили те, що кількість дизельних двигунів у світовому машинобудуванні зменшуватиметься і, з великою ймовірністю, обмежиться лише промисловим автопромом, де дизель є незамінним агрегатом. Але саме дизель залишив глибокий слід у процесі створення автопромисловості, як такої, і завжди залишатиметься найважливішим проривом у світовій автомобільній інженерії.

Вконтакте

Серед двигунів внутрішнього згоряння широкого поширення набули дизельні двигуни. Така популярність пояснюється, перш за все, їхньою високою ефективністю та пов'язаною з цим економічністю. Дизельний двигун забезпечує вищий пробіг автомобіля. Його використання у великовантажних автомобілях та устаткуванні стає очевидним.

В галузі будівельних та сільськогосподарських машин дизель давно знайшов різноманітне застосування. При визначенні параметрів цих моторів, крім особливо високого значення економічності, розробники звертають увагу на міцність, надійність та зручність обслуговування. Максимальна потужність та оптимізація шуму тут мають менше значення, ніж, наприклад, на легкових автомобілях. На будівельній та сільськогосподарській техніці використовуються дизелі найрізноманітнішої потужності - від 3 кВт до величин, що перевищують значення, характерні для важких вантажних автомобілів. Купити нові заводські двигуни А-01, А-41 можна на https://agro-tm.ru компанії ТОВ «СОЮЗАГРОТЕХМАШ». У будівельних та сільськогосподарських у багатьох випадках ще застосовуються системи упорскування з механічним регулятором. На відміну від інших областей, де використовуються переважно двигуни рідинного охолодження, широко поширена надійна і проста в експлуатації система повітряного охолодження.

Застосування та використання дизельних двигунів

Дизельні мотори зазвичай застосовуються як двигуни з механічним регулятором, теплових генераторів і мобільних джерел живлення. Вони широко використовуються в локомотивах, будівельній техніці, автомобілях та незліченній кількості промислового обладнання. Область їх застосування охоплює практично всі галузі промисловості. Заглянувши всередину практично будь-якої машини, повз яку він проходить щодня, людина виявить дизельний двигун. Промислові дизельні двигуни та дизельні генератори застосовуються в будівництві, морській, гірській справі, медицині, лісівництві, телекомунікаціях, підземних роботах та сільському господарстві, і це лише мала частина. Вироблення електроенергії для основного або додаткового резервного живлення – основна сфера використання сучасних дизельних двигунів.

Існує низка факторів, які вигідно виділяють дизельні двигуни:

• економічність. ККД в 40% (до 50% із застосуванням турбонаддуву) просто недосяжний показник для бензинового двигуна;
• потужність. Практично весь момент, що крутить, доступний на найнижчих оборотах. Турбований дизельний двигун не має яскраво вираженої турбоями. Така особливість дозволяє отримати справжнє задоволення водіння;
• надійність. Пробіг найнадійніших дизельних двигунів сягає 700 тис. км. І все це без відчутних негативних наслідків. Завдяки своїй безвідмовності, дизельні ДВЗ ставлять на спецтехніку та вантажівки;
• екологічність. У боротьбі за збереження довкілля дизельний двигун перевершує бензинові двигуни. Менша кількість СО та використання технології рециркуляції вихлопних газів (EGR) приносять мінімум шкоди.